CN215057252U - 压力平衡阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力平衡阀，包括壳体、阀座、阀杆和阀塞，壳体上开设有第一阀孔和第二阀孔，壳体的前端面上开设有安装孔；安装孔的底面是与安装孔中心轴相垂直的平面；阀塞的后端面与安装孔的底面相接触且该接触处设有端面密封装置，阀塞与安装孔的侧壁之间留有间隙；阀塞上还设有前后贯通的内锥孔；阀座安装在壳体的前端，阀杆通过轴向移动机构安装在阀座上，阀杆后端带有与内锥孔相配合的外锥面。本实用新型中的阀塞是浮动的，在锥面的作用下能够自动移动到合适的位置，该结构不仅不易泄漏，而且使得安装孔的加工工艺性更好，维护更加方便。

Description

压力平衡阀

技术领域

本实用新型涉及一种平衡阀。

背景技术

当前，连续油管作业机被称为“万能作业机”，贯穿于油田开发的整个过程。连续油管作业时必须配备连续油管防喷器，它是用来防止连续油管作业过程中出现井喷的设备，在溢流、井涌、井喷发生后，防喷器可迅速关井，实施压井作业，对油气井重新建立压力控制。

防喷器对油气井的压力控制是通过半封闸板或全封闸板的关闭实现的。当需要打开闸板时，由于上下腔存在压力差，强行打开会造成闸板或其配合零件的损伤，产生安全和质量隐患。因此需要先行松开压力平衡阀，保持上下腔的压力一致，方可打开相应的闸板。

现有技术中，平衡阀的阀座总成是通过螺纹连接在壳体上的。阀座总成内部的阀杆与阀座本体通过螺纹连接，阀杆与安装在壳体内孔中的阀塞的内锥面通过外力挤压形成密封，同时通过阀塞和阀杆上的密封、及阀座上的密封件，实现整个装置的密封。

该结构的缺陷在于：1、壳体的密封件安装孔为细长孔（内径＜20mm，孔深＞60mm），表面粗糙度要求高，需要定制特殊铰刀加工，加工难度大，且不易观察检验，出现不合格的概率大，同时该处不合格的返修难度大，极易造成整个壳体的报废。2、阀杆与阀塞之间通过锥面密封，但是阀塞安装密封件并装配至内孔中之后，无法径向移动，而阀杆与阀座之间、阀座与壳体之间均通过螺纹连接，由于螺纹间隙的存在，阀杆的对中性普遍差，进而导致阀杆与阀塞的锥面贴合不均匀，易产生泄露，且该问题不易观察发现，处理难度高。3、为了实现高压密封，阀塞外径处通常安装两道密封圈，过盈量大，不仅不利于阀杆与阀塞锥面的贴合，而且此处结构紧凑，维修时拆装非常不方便。4、阀座外径处仅有一道O形圈，密封性差。5、为保证平衡阀内部的结构及螺纹的有效长度，壳体本体处需要设置两处凸台，整体增大了壳体毛坯的尺寸及壳体的粗加工量，毛坯成本及机加工费用均增加。

实用新型内容

本实用新型提出了一种压力平衡阀，其目的是：（1）降低安装孔的加工难度；（2）解决阀杆与阀塞之间对中性差、容易泄露的问题；（3）降低阀塞的拆装难度；（4）提高装置的整体密封性；（5）去除壳体上的凸台，降低生产成本。

本实用新型技术方案如下：

压力平衡阀，包括壳体、阀座、阀杆和阀塞，所述壳体上开设有第一阀孔和第二阀孔，所述壳体的前端面上开设有安装孔；

所述安装孔的底面是与安装孔中心轴相垂直的平面；所述阀塞的后端面与安装孔的底面相接触且该接触处设有端面密封装置，所述阀塞与安装孔的侧壁之间留有间隙；

所述阀塞上还设有前后贯通的内锥孔；

所述阀座安装在壳体的前端，所述阀杆通过轴向移动机构安装在阀座上，阀杆后端带有与所述内锥孔相配合的外锥面；

所述第一阀孔与安装孔的底面相通且该相通处与阀塞上的内锥孔位置相对应；

所述第二阀孔与安装孔的侧壁相通且该相通处位于阀塞的前侧。

作为该平衡阀的进一步改进：所述轴向移动机构包括设置在阀杆上的外螺纹和设置在阀座上的螺纹孔，阀杆上的外螺纹与该螺纹孔配合连接。

作为该平衡阀的进一步改进：所述阀座的后端设有与所述安装孔相配合的圆形凸台，所述圆形凸台与安装孔的轴孔配合处设有第一密封组件。

作为该平衡阀的进一步改进：所述圆形凸台的外圆面上设有密封槽；所述第一密封组件安装在该密封槽中，包括第二O形圈和位于第二O形圈前侧的第一挡圈。

作为该平衡阀的进一步改进：所述阀座的后端还设有与所述螺纹孔连通的直孔；所述直孔的内径大于所述螺纹孔，直孔中设有第二密封组件，用于实现阀杆与阀座之间的密封。

作为该平衡阀的进一步改进：所述第二密封组件包括从后向前依次设置的密封圈和第二挡圈。

作为该平衡阀的进一步改进：所述阀座通过螺钉安装在壳体的前侧。

作为该平衡阀的进一步改进：所述阀塞的右端面上还设有螺纹孔。

作为该平衡阀的进一步改进：所述安装孔的内壁涂覆有防腐涂层。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：（1）本装置将阀塞与壳体安装孔之间的密封形式改为端面密封，同时在阀塞与安装孔之间预留间隙，该设计不仅使得阀塞成为可跟随阀杆的外锥面自动调整位置的浮动件，保证了锥面的紧密接触，不易泄漏，而且使得安装孔的尺寸不再受结构限制，孔径和深度可调整到更适合精加工、更易检测的尺寸，提高产品质量、降低加工成本，且进一步的，端面密封结构不会阻碍阀塞的拆装，维护更为方便；（2）阀座上的圆形凸台与安装孔之间设置O形圈和挡圈，阀座与阀杆之间设置U形密封圈和挡圈，显著提升了密封效果；（3）阀座与壳体之间通过螺钉进行安装连接，省去了壳体上的凸台设计，降低了生产成本，同时也提高了维修的便利性和更换配件的灵活性。

附图说明

图1为平衡阀的结构示意图；

图2为图1中阀座部分的右视图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：

如图1，一种压力平衡阀，包括壳体10、阀座7、阀杆8和阀塞2。所述壳体10上开设有第一阀孔和第二阀孔，用于连通外部的两个不同的压力腔体。

所述壳体10的前端面上开设有安装孔。所述安装孔的底面是与安装孔中心轴相垂直的平面。所述安装孔的内径大于等于35mm，孔深大于等于30mm。

所述阀塞2为圆盘状，后端面与安装孔的底面相接触。安装孔的底面上设有环形槽，环形槽中安装有第一O形圈1，从而实现阀塞2与安装孔之间的端面密封。该环形槽也可以设置在阀塞2的后端面上。

所述阀塞2与安装孔的侧壁之间留有间隙。所述阀塞2上还设有前后贯通的内锥孔。

进一步的，所述阀塞2的右端面上还设有用于拆装的工艺螺纹孔，拆卸时，从前侧使用一个较长的螺杆拧入该工艺螺纹孔中，即可将阀塞2快速取出。

所述阀座7位于壳体10的前侧，所述阀座7的后端设有与所述安装孔相配合的圆形凸台。如图2，阀座7通过4个圆柱螺钉9固定在壳体10上。壳体10的前端面为一个平面，不带有传统的凸台结构。

进一步的，如图1，所述圆形凸台与安装孔的轴孔配合处设有第一密封组件。所述圆形凸台的外圆面上设有密封槽。本实施例中，所述第一密封组件安装在该密封槽中，包括第二O形圈3和位于第二O形圈3前侧的第一挡圈4。

所述阀杆8通过轴向移动机构安装在阀座7上，阀杆8后端带有与所述内锥孔相配合的外锥面。具体的，所述轴向移动机构包括设置在阀杆8上的外螺纹和设置在阀座7上的螺纹孔，阀杆8上的外螺纹与该螺纹孔配合连接。本设计将常规的两处螺纹连接设计为一处螺纹连接，径向间隙减少一倍，更利于保证阀杆8的对中性。也可使用滑槽等结构实现阀杆8的轴向移动，但操作便利性、对中性等方面不如本实施例中的螺纹机构。

所述阀座7的后端还设有与所述螺纹孔连通的直孔，所述直孔的内径大于所述螺纹孔，直孔中设有第二密封组件，用于实现阀杆8与阀座7之间的密封。本实施例中，所述第二密封组件包括从后向前依次设置的两道U形密封圈5和一道第二挡圈6。

所述第一阀孔与安装孔的底面相通且该相通处与阀塞2上的内锥孔位置相对应；所述第二阀孔与安装孔的侧壁相通且该相通处位于阀塞2的前侧。

所述阀塞2、阀杆8、阀座7采用耐蚀镍基合金，所述安装孔的内壁涂覆有防腐涂层。满足井内的防腐要求，提高零部件的使用寿命。

平衡阀的开闭通过旋转阀杆8实现。当阀杆8的外锥面与所述阀塞2上的内锥孔接触时，阀塞2的后端面与安装孔的底面相接触，并通过第一O形圈1实现端面密封；且由于阀塞2与安装孔之间存在间隙，阀塞2会在阀杆8外锥面的作用下自动移动到合适的位置，保证锥面处接触紧密，此时第一阀孔和第二阀孔不连通。需要平衡两个腔体的压力时，旋转阀杆8，使得外锥面离开内锥孔，介质从外锥面与内锥孔之间流过，实现了压力的平衡。

Claims (9)

1.压力平衡阀，包括壳体（10）、阀座（7）、阀杆（8）和阀塞（2），所述壳体（10）上开设有第一阀孔和第二阀孔，其特征在于：所述壳体（10）的前端面上开设有安装孔；

所述安装孔的底面是与安装孔中心轴相垂直的平面；所述阀塞（2）的后端面与安装孔的底面相接触且该接触处设有端面密封装置，所述阀塞（2）与安装孔的侧壁之间留有间隙；

所述阀塞（2）上还设有前后贯通的内锥孔；

所述阀座（7）安装在壳体（10）的前端，所述阀杆（8）通过轴向移动机构安装在阀座（7）上，阀杆（8）后端带有与所述内锥孔相配合的外锥面；

所述第一阀孔与安装孔的底面相通且该相通处与阀塞（2）上的内锥孔位置相对应；

所述第二阀孔与安装孔的侧壁相通且该相通处位于阀塞（2）的前侧。

2.如权利要求1所述的压力平衡阀，其特征在于：所述轴向移动机构包括设置在阀杆（8）上的外螺纹和设置在阀座（7）上的螺纹孔，阀杆（8）上的外螺纹与该螺纹孔配合连接。

3.如权利要求1所述的压力平衡阀，其特征在于：所述阀座（7）的后端设有与所述安装孔相配合的圆形凸台，所述圆形凸台与安装孔的轴孔配合处设有第一密封组件。

4.如权利要求3所述的压力平衡阀，其特征在于：所述圆形凸台的外圆面上设有密封槽；所述第一密封组件安装在该密封槽中，包括第二O形圈（3）和位于第二O形圈（3）前侧的第一挡圈（4）。

5.如权利要求2所述的压力平衡阀，其特征在于：所述阀座（7）的后端还设有与所述螺纹孔连通的直孔；所述直孔的内径大于所述螺纹孔，直孔中设有第二密封组件，用于实现阀杆（8）与阀座（7）之间的密封。

6.如权利要求5所述的压力平衡阀，其特征在于：所述第二密封组件包括从后向前依次设置的密封圈和第二挡圈（6）。

7.如权利要求1所述的压力平衡阀，其特征在于：所述阀座（7）通过螺钉（9）安装在壳体（10）的前侧。

8.如权利要求1所述的压力平衡阀，其特征在于：所述阀塞（2）的右端面上还设有螺纹孔。

9.如权利要求1至8任一所述的压力平衡阀，其特征在于：所述安装孔的内壁涂覆有防腐涂层。

Images