CN218000461U - 一种采气井口用笼套式快速调节的手动节流阀 - Google Patents

Abstract

一种采气井口用笼套式快速调节的手动节流阀，其特征是：固定在阀体的阀腔孔内的硬质合金阀座和插在阀座中心孔内的硬质合金阀芯，在两者的侧壁上均对称地开有两个夹角相同的长方形门；阀杆的下端用四棱柱与阀芯上端的方孔相衔接，阀杆的上端穿过阀盖部件，用四棱柱与驱动部件中的驱动轴下端的方孔相衔接；在驱动轴坎肩的圆周边上钻有多个可以被一根弹性定位销分别锁定的盲孔，在驱动轴的上端装有手柄；通过手柄驱动阀芯旋转，使阀芯与阀座上的两个夹角相同的门相对位置发生变化，进行阀门的流量调节。因此具有流动阻力小、工作噪声小、操作阻力小、产品体积小、成本价格低，且能快速调节流量等特点。

Description

一种采气井口用笼套式快速调节的手动节流阀

技术领域

本实用新型涉及石油机械及其它工业行业中使用的“笼套式节流阀”。

背景技术

笼套式节流阀是石油、天然气钻采设备或其它工业设备中，用来调节管路流量和压力的一种阀门。现有的笼套式手动节流阀多用于采气井口装置，绝大多数是采用手轮驱动阀杆，带动着一对内外套接的硬质合金阀芯和阀座中的某一件，相对于另一件作上下运动，用其密布的孔被遮挡的数量多少，进行流量调节的阀门。上下运动形式的阀座或阀芯，可以有较大的轴向行程，可以在阀座或阀芯周边上分布更多大小不一的孔，可以保证有较大的流量，而且其流量控制的精度较高。但也存在着一些明显的缺点：一是众多密布在阀芯或阀座上的孔和孔之间的距离，实际缩小了流通面积，增加了流动的阻力；二是用多个直径较小的孔调节流量时，不仅磨损快，而且容易产生堵塞或吹哨似的噪声；三是用较大的轴向行程调节流量，增加了阀体、阀杆、阀盖、支架的高度，也就增加了产品的体积、重量和销售价格；四是用较大的轴向行程调节流量，还存在着“手轮转动圈数多、流量调节速度慢，在超高压工况下，操作阻力大、费时又费力”等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述存在的问题，采用一种新的技术方案，研制一种能适应超高压工况，且流动阻力小、工作噪声小、操作阻力小、产品体积小、成本价格低，并能快速调节流量的笼套式手动节流阀新产品。

本实用新型由阀体部件、阀盖部件、驱动部件，阀杆、阀座和阀芯零件，以及配套的密封件和联接件组合而成；其独特之处是：固定在阀体的阀腔孔内的硬质合金阀座和插在阀座中心孔内的硬质合金阀芯，在两者的侧壁上均对称地开有两个夹角相同的长方形门；阀杆的下端用四棱柱与阀芯上端的方孔相衔接，阀杆的上端穿过阀盖部件，用四棱柱与驱动部件中的驱动轴下端的方孔相衔接；在驱动轴坎肩的圆周边上钻有多个可以被一根弹性定位销分别锁定的盲孔，在驱动轴的上端装有手柄；通过手柄驱动阀芯旋转，使阀芯与阀座上两个夹角相同的门的相对位置发生变化，进行阀门的流量调节。

由于本实用新型在阀芯和阀座上，用两个对称的大门替代众多大小不一的孔进行流量调节，彻底去除了孔与孔之间壁厚，从而保证了流通的面积，为笼套式节流阀用转角方法调节流量创造了条件，并使液流更加通畅、流动阻力更小、工作噪声更低。用手柄和推力轴承的滚动摩擦旋转90°，替代手轮、阀杆和螺母滑动摩擦的多圈旋转的轴向行程调节流量；并用弹性定位销替代旋转多圈的锁紧螺钉进行流量定位，具有操作阻力小、调节速度快的优点。由于消除了用上下行程调节流量，也就降低了阀杆、阀体、阀盖部件、驱动部件和流量显示部件的高度，进而减少了零部件的数量、缩小了产品的体积、减轻了产品的重量、降低了产品的成本和价格。

附图说明

图1为本实用新型总体结构全剖视示意图；

图2为图1中，阀体、阀芯和阀座结合处A-A节流阀全开的剖视示意图；

图3为图1中，驱动部件锁定部位及与阀杆结合处B-B剖面示意图；

图4为图1中，驱动部件顶部及流量调节标识的C向俯视示意图。

图中标号所示的零部件名称如下：

1、阀体，2、阀盖，3、阀杆，4、密封组件，5、轴承壳，6、推力轴承，7、驱动轴，8、油杯，9、手柄，10、O型密封圈，11、平键，12、紧定指示螺钉，13、指示标牌，14、弹性定位销，15、紧定螺钉，16、螺柱螺母，17、弹性密封圈，18、圆柱销，19、卸压阀，20、阀座，21、阀芯，22、O型密封圈，23、防磨衬套，24、铆钉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

为了便于说明，本实用新型将众多零部件，分为阀体部件、阀盖部件、驱动部件，阀杆、阀座和阀芯零件，以及配套的密封件和联接件，由此组装成一个具有调节超高压流体流量功能的阀门。

图1和图2中，阀体部件由阀体1、卸压阀19和防磨衬套23所组成。阀体1是一种“三通”零件，在其方柱主体的中心自上而下加工有不同直径的台阶孔，它们分别是安装阀盖2和阀座20的孔、大直径的阀腔孔和下方的通道孔；主体的上端面加工有环绕通道孔均布的多个螺纹盲孔，用于联接阀盖2；主体的一侧和下端各伸出的一个带颈法兰，法兰的中心均是与阀腔孔交汇的通道孔，法兰的端面上均加工有环绕通道孔的梯形垫环槽和均布的多个螺栓孔，用于对外联接；在下端带颈法兰的通道孔中装有防磨衬套23，以提高阀体1的耐磨性能；在阀体1的侧壁上、相对于侧面带颈法兰通道孔的轴线位置装有卸压阀19，以便维修时卸去阀腔内的压力。

阀盖部件由阀盖2、密封组件4和弹性密封圈17所组成。阀盖2的上段依次加工成螺柱体、退刀槽和圆柱体，用来联接驱动部件中的轴承壳5；中段是大直径的法兰，其端面用均布的孔和口螺柱螺母16与阀体1联接；下段是同一直径的空心圆柱体，其外圆表面加工有二道内装弹性密封圈17的凹槽；阀盖2的中心是上下贯通的多级台阶孔，上端面进口处带内螺纹的台阶孔，用来安装阀杆3和密封组件4；下端面的台阶孔，专门用来容纳阀杆3；在阀盖2的下端面，还对称地钻有二个小盲孔，用圆柱销18与阀座20上端面的二个小盲孔联接，以防止阀座20旋转。密封组件4是由一只拼帽、二只平垫圈和二只蕾形密封圈组合而成，用于对阀杆3进行密封，以防止超高压流体泄漏。弹性密封圈17，其截面上下为平行的直线边，内边有一个圆弧形凹槽，外边有一个圆弧形凸起；其主体材料为“FKM氟橡胶”或“HNBR高饱和氢化丁腈橡胶”，在其凸起端的两肩处，各镶有一道不锈钢丝制做的弹簧圈，可以有效的防止超高压流体从阀体1和阀盖2的结合处泄漏。

驱动部件由轴承壳5、推力轴承6、驱动轴7、油杯8、手柄9、O型密封圈10、平键11、紧定指示螺钉12、指示标牌13、弹性定位销14、紧定螺钉15和铆钉24所组成。在驱动轴7下端面的中心处，加工有一个方形的盲孔，用与阀杆3上端的四棱柱体相衔接；驱动轴7的下部，在其凸起的坎肩上下面各装一只推力轴承6，再用其中部的O型密封圈10和轴承壳5包裹后，将轴承壳5的底面螺纹孔和阀盖2上端的螺柱联接在一起，用紧定螺钉15予以固定。在驱动轴7坎肩的圆周边上，根据阀座20和阀芯21上两个长方形门的夹角大小，在180°范围内对称地钻有数个盲孔；安装在轴承壳5侧壁上的弹性定位销14，可以分别插入驱动轴7坎肩的盲孔中，用于固定阀座20和阀芯21上两个长方形门的相对位置，进行流量调节，并保证设定的流量不变。安装在轴承壳5侧壁上方的油杯8，用来向推力轴承6加注润滑油，以降低摩擦阻力。手柄9用尾座中心的孔和键槽，与驱动轴7的上端的圆柱体和平键11相联接，并用紧定指示螺钉12轴向固定。紧定指示螺钉12的两端均加工成圆锥形，分别用来紧定和指示；紧定指示螺钉12的主体大部分加工成螺杆，小部分加工成有两个对称平面的圆柱体，以便用扳手将其拧进手柄9上的螺纹孔。轴承壳5的上端面，用铆钉24或胶水固定着指示标牌13；当转动手柄9时，其尾座上的紧定指示螺钉12，与指示标牌13配合，指明阀座20和阀芯21上的门相对开关的程度。

本实用新型的弹性定位销14，由弹性插销、固定套管、压缩弹簧、开孔螺帽和拉环组合而成。固定套管为一节两端加工有外螺纹小钢管，钢管一端与轴承壳5一侧的螺纹孔联接并焊接固定，另一端与开孔螺帽联接；在固定套管的中心孔内，装有弹性插销和压缩弹簧；弹性插销粗的一端向内，细的一端贯穿于压缩弹簧和开孔螺帽的中心孔后，再用拉环扣住细的一端径向小孔，形成一个整体的小部件。当弹性定位销14拉出时，便可用手柄9进行流量调节；当弹性定位销14与某个盲孔锁定时，驱动部件、阀杆3和阀芯21便无法转动。

阀杆3的上端和下端均加工成四棱柱体，用于将驱动轴7上的扭矩传送到时阀芯21上；阀杆3的中上段是直径较细的光滑圆柱体，以便于阀座部件中的密封组件4对其密封；阀杆3的下段是直径较粗的光滑圆柱体，在两个不同直径圆柱体之间，用45°的倒角过渡。

阀座20是一个空心圆柱形零件，采用硬质合金材料制成；中心是同一直径的通孔，用与阀芯21转动配合；上端面对称地钻有二个小盲孔，用圆柱销18与阀盖2对接定位；外圆表面的上方和下方各加工有一道密封槽，内装O型密封圈22；中间侧壁上对称地开着两个夹角相同的长方形门，用于调节流量。

阀芯21也是采用硬质合金材料制成的空心圆柱形零件，外围是光滑的圆柱体，用与阀座20的中心孔转动配合，上端面的中心加工有一个方孔，用与阀杆3下端的四棱柱体相衔接；下端面的中心加工有一个较深的圆柱孔，作为流体的通道；在上端面的方孔和下端面的圆柱孔之间，用一个小直径的圆柱孔贯通，使阀芯21的上下压力平衡，以减轻手柄9的操作阻力；中间侧壁上对称地开着两个夹角与阀座20相同的长方形门，用于调节流量。

本实用新型的阀座20和阀芯21上的两个夹角相同的长方形门，其开门的方向在阀体1的阀腔孔中安装时，保持与阀体1侧面带颈法兰的通道孔轴线相互垂直，从而使两个门受力均匀、磨损一致。

图3和图4是本实用新型的一个实施例：本实用新型的阀座20和阀芯21上的两个夹角相同的长方形门，其夹角在80°～90°之间选择，以保证其较大的流量；当设定其夹角为85°时，在驱动轴7坎肩的圆周边上180°范围内，共钻有十一个对称分布的盲孔。在轴承壳5上端面固定的指示标牌13的上面，刻有一个“开”字、两个“关”字、以及两组八个对称分布的表示流量调节的百分数和刻度线，其百分数依次是80％、60％、40％和20％；驱动部件中的手柄9可以任意地正转或反转，均可进行流量的调节或阀门的关闭。

Claims (5)

1.一种采气井口用笼套式快速调节的手动节流阀，由阀体部件、阀盖部件、驱动部件，阀杆、阀座和阀芯零件，以及配套的密封件和联接件组合而成；其特征是：固定在阀体的阀腔孔内的硬质合金阀座和插在阀座中心孔内的硬质合金阀芯，在两者的侧壁上均对称地开有两个夹角相同的长方形门；阀杆的下端用四棱柱与阀芯上端的方孔相衔接，阀杆的上端穿过阀盖部件，用四棱柱与驱动部件中的驱动轴下端的方孔相衔接；在驱动轴坎肩的圆周边上钻有多个可以被一根弹性定位销分别锁定的盲孔，在驱动轴的上端装有手柄；通过手柄驱动阀芯旋转，使阀芯与阀座上两个夹角相同的门的相对位置发生变化，进行阀门的流量调节。

2.根据权利要求1所述的采气井口用笼套式快速调节的手动节流阀，其特征是：驱动部件由轴承壳、推力轴承、驱动轴、油杯、手柄、O型密封圈、平键、紧定指示螺钉、指示标牌、弹性定位销、紧定螺钉和铆钉所组成；轴承壳的上端面，用铆钉或胶水固定着指示标牌；当转动手柄时，其尾座上的紧定指示螺钉与指示标牌配合，指明阀座和阀芯上的门相对开关的程度。

3.根据权利要求1所述的采气井口用笼套式快速调节的手动节流阀，其特征是：弹性定位销，由弹性插销、固定套管、压缩弹簧、开孔螺帽和拉环组合而成；固定套管为一节两端加工有外螺纹小钢管，钢管一端与轴承壳一侧的螺纹孔联接并焊接固定，另一端与开孔螺帽联接；在固定套管的中心孔内，装有弹性插销和压缩弹簧；弹性插销粗的一端向内，细的一端贯穿于压缩弹簧和开孔螺帽的中心孔后，再用拉环扣住细的一端径向小孔，形成一个整体的小部件。

4.根据权利要求1所述的采气井口用笼套式快速调节的手动节流阀，其特征是：阀座和阀芯上的两个夹角相同的长方形门，其开门的方向在阀体的阀腔孔中安装时，保持与阀体侧面带颈法兰的通道孔轴线相互垂直。

5.根据权利要求1所述的采气井口用笼套式快速调节的手动节流阀，其特征是：阀座和阀芯上的两个夹角相同的长方形门，其夹角在80°～90°之间选择；当设定其夹角为85°时，在驱动轴坎肩的圆周边上180°范围内，共钻有十一个对称分布的盲孔；在轴承壳上端面固定的指示标牌的上面，刻有一个“开”字、两个“关”字、以及两组八个对称分布的表示流量调节的百分数和刻度线，其百分数依次是80％、60％、40％和20％；驱动部件中的手柄可以任意地正转或反转，均可进行流量的调节或阀门的关闭。

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