CN219796106U - 一种液压驱动的超高压楔式节流阀 - Google Patents

Abstract

一种液压驱动的超高压楔式节流阀，阀体为┝型四通结构：其上方的阀腔孔内外，由下而上装有阀杆阀芯部件、阀盖部件和液压驱动部件，液压驱动部件中的圆板活塞，与穿过阀盖部件和液压驱动部件中心孔的阀杆阀芯部件中的阀杆上部固定联接；其下方的阀腔孔、出口通道和对外联接的带颈法兰中装有阀座部件，阀座部件中的阀座采用硬质合金材料制做，上粗下细，长度贯穿阀体下方的整个出口通道；其左侧的阀腔孔、进口通道，通过带颈法兰对外联接；其右侧的阀腔孔、回流孔，在孔口处装有一个镶有硬质合金模块的盲板法兰。另外，该阀还采用金属的密封垫环、复合材料的密封组件和FS型密封圈，使之具有杰出的耐高压、耐磨损、耐腐蚀和易操控的性能。

Description

一种液压驱动的超高压楔式节流阀

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“楔式节流阀”。

背景技术

随着地下深层油气等资源的日益开采，与钻采设备配套的超高压楔式节流阀的用量也不断增加。当工作压力大于100MPa以上时，楔式节流阀的开关阻力很大，人力操作困难；加之超高压力设备和阀门存在着暴裂或泄漏的风险，用人力近距离操作很不安全。另外，在超高压含砂石介质的冲击下，楔式节流阀的阀体会迅速地击穿或磨损报废，缩短了产品的使用寿命，增加了油气的开采成本。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述特殊工况和存在问题，研制一种液压驱动的耐磨损、长寿命的超高压楔式节流阀，以降低油气开采成本、确保操作安全。

本实用新型由阀体部件、阀盖部件、阀杆阀芯部件、阀座部件、液压驱动部件和其配套的密封件、联接件组合而成；其特色之处是：阀体部件中的阀体为┝型四通结构：其上方的阀腔孔内外，由下而上装有阀杆阀芯部件、阀盖部件和液压驱动部件，液压驱动部件中的圆板活塞，与穿过阀盖部件和液压驱动部件中心孔的阀杆阀芯部件中的阀杆上部固定联接；其下方的阀腔孔、出口通道和对外联接的带颈法兰中装有阀座部件，阀座部件中的阀座采用硬质合金材料制做，上粗下细，长度贯穿阀体下方的整个出口通道；其左侧的阀腔孔、进口通道，通过带颈法兰对外联接；其右侧的阀腔孔、回流孔，在孔口处装有一个镶有硬质合金模块的盲板法兰。

另外，本实用新型在阀盖的上下端，分别装有采用复合材料的密封组件和FS型密封圈密封，在阀体与阀盖、盲板法兰、以及对外的法兰联接处，均采用金属的密封垫环密封。

由于本实用新型采用液压油缸驱动，不仅彻底地解决了人力操作困难的问题，而且提高了设备的自动化和安全生产水平。在阀体进口通道的对面，加工一个穿透阀体的回流孔，在孔口处加装有一个镶有硬质合金模块的盲板法兰，用可更换的硬质合金模块来承受超高压含砂石介质的冲击和磨损，以延长阀体的使用寿命；阀体中安装的硬质合金阀座，其长度贯穿阀体下方的整个出口通道，在提高其耐磨性能的同时，更便于更换和维修；加之在阀盖的上下两端，分别采用复合材料的密封组件和FS型密封圈密封，在阀体与阀盖、盲板法兰及其对外法兰联接处，均采用金属密封垫环密封；更进一步提高了节流阀的整体耐压、耐磨和耐蚀性能。

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，阀盖部件中的密封组件与阀杆接触处局部剖面放大示意图；

图3为图1中，阀盖与阀体接触处FS型密封圈的局部剖面放大示意图；

图4为图1中，阀芯零件底面的A向放大示意图。

图中标号所示的零部件名称如下：

1、阀体，2、阀芯，3、密封垫环，4、螺柱螺母，5、阀盖，6、阀杆，7、支架缸套，8、圆板活塞，9、大О型圈，10、并紧螺帽，11、圆柱头螺钉，12、六角螺栓，13、缸盖，14、小О型圈，15、弯头油嘴，16、О型圈，17、液压油嘴，18、密封组件，19、紧定螺钉，20、卸压阀，21、FS型密封圈，22、圆柱端螺钉，23、硬质合金模块，24、盲板法兰，25、圆柱销，26、压紧螺帽，27、阀座。

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：

图1中，本实用新型由阀体部件、阀盖部件、阀杆阀芯部件、阀座部件、液压驱动部件和其配套的密封件、联接件组合而成，液压驱动部件中的圆板活塞8，与穿过阀盖部件和液压驱动部件中心孔的阀杆阀芯部件中的阀杆6上部固定联接；在注入的液压油驱动下，圆板活塞8带动阀杆阀芯部件相对于阀座部件上下运动，使之具有调节超高压力、含砂石屑、含硫化物介质流量的功能。

本实用新型的阀体部件，由阀体1、密封垫环3、螺柱螺母4、硬质合金模块23和盲板法兰24所组成。阀体1是┝型四通结构零件，在其十字形交汇的阀腔和通道孔中：上方的圆柱形阀腔孔内外，由下而上装有阀杆阀芯部件和阀盖部件；下方带螺纹的阀腔孔、出口通道和对外联接的带颈法兰中，装有阀座部件；左侧的阀腔孔和介质进口通道，通过带颈法兰对外联接；右侧的阀腔孔和独特的回流孔，在孔口处装有一个镶有硬质合金模块23的盲板法兰24。硬质合金模块23，是两个不同直径的圆柱体，大直径的一端镶在盲板法兰24的中心孔内，小直径的一端插在阀体1右侧的回流孔中，使具拥有超强的耐磨、耐蚀和易换的功能。阀体1的下方和左侧的带颈法兰上均加工有梯形垫环槽和均布的螺柱孔，上方和右侧的平面上均加工有梯形垫环槽和均布的螺纹盲孔，均采用金属的密封垫环3和螺柱螺母4与其它零部件相联接，以确保其超高压介质的密封性。

图1和图2中，本实用新型的阀盖部件，由阀盖5、密封组件18、卸压阀20、FS型密封圈21和圆柱端螺钉22所组成。阀盖部件中：阀盖5的中心是两端粗、中间细的多级台阶通孔，位于上端的是进口处带内螺纹的台阶孔内装有密封组件18，位于下端的是光滑圆柱孔内装有阀杆阀芯部件。密封组件18，自上而下由一个金属压帽、一层方形V槽截面的密封圈、一层是对称翼形截面的密封圈、一层是锺形截面的复合密封圈和一层⊥形截面的挡圈叠加而成；三层密封圈和一层挡圈均采用“聚醚醚酮(代号：PEEK)或聚四氟乙烯(代号：PTFE)的工程塑料模塑成形，在锺形截面的复合密封圈的内腔之中，还装有一个顶部弯曲成圆弧呈V形截面的环状金属弹簧，以防止阀腔内的超高压力介质从阀杆6处泄漏。阀盖5的上端加工成有外螺纹和退刀槽的螺柱，用来联接液压驱动部件；阀盖5的中间是大直径的联接法兰，联接法兰的下面加工有一道梯形垫环槽和均布的螺柱孔，用与阀体1相联接；联接法兰的圆周边上加工有一个进口处带螺纹的径向台阶孔，孔口处装有卸压阀20，以便在维修时排泄阀体1内的剩余压力。阀盖5下端是空心圆柱体，自上而下加工有一道凹槽、两个径向螺纹孔和其锥顶；凹槽内装有FS型密封圈21，两个径向螺纹孔中装有一对防止阀杆6偏转的圆柱端螺钉22。FS型密封圈21的主体材料为“FKM氟橡胶”或“HNBR高饱和氢化丁腈橡胶”，在其凸起端的两肩处，各镶有一道弹性钢丝圈，以提高其耐压性能，并与金属的密封垫环3配合，在阀体1和阀盖5之间形成更可靠的双重密封。

图1和图4中，本实用新型的阀杆阀芯部件，由阀芯2、阀杆6和圆柱销25所组成，安装在阀盖部件和液压驱动部件的中心孔内。阀芯2采用硬质合金材料制造，在其上端圆柱体的上端面，加工有一个盲孔，在其圆周上钻有一个径向通孔，两孔垂直贯通；其下端的圆柱体，从下端面向上加工成楔面；该楔面为圆弧形凹面，其楔面的横截面自上而下、由盈到亏，最终呈月牙形，以保持流动的介质呈圆柱形。阀杆6的上段是直径最细的圆柱体，上段的下方是一小节加粗的螺柱体和圆柱体，中段是直径更粗的光滑圆柱体，下段是直径最粗的圆柱体和一节缩小直径的插头；在阀杆6的上端面，加工有一个带螺纹的中心孔，外圆处加工有两个对称的平面，以便于其加工、贮存和拆装；下段最粗的圆柱体上铣有两个对称的半通式轴向长槽，用与径向安装在阀盖5下端空心圆柱体上的两根对称的圆柱端螺钉22滑动配合，以防止阀杆6转动；下端缩小直径的插头上加工有一个径向销孔，以便用圆柱销25将阀芯2和阀杆6联接固定在一起。

本实用新型的阀座部件，由压紧螺帽26和阀座27所组成。压紧螺帽26的中心加工成下大上小的台阶孔，用于压住阀座27上端的圆台阶，防止其上浮；外圆加工成螺柱体，用与阀体1阀腔内下方带螺纹的台阶孔联接固定；在压紧螺帽26的上端面，还对称地钻有4个盲孔，以便于用工具拆装。阀座27是用硬质合金材料制成的上粗下细的空心圆柱体，在上方较粗的空心圆柱体顶部加工有一个圆台阶，以便用压紧螺帽26卡夹固定；上方较细的空心圆柱体的长度，贯穿于阀体1下方的整个出口通道，使之更耐磨、易更换。

本实用新型的液压驱动部件，由支架缸套7、圆板活塞8、大О型圈9、并紧螺帽10、圆柱头螺钉11、六角螺栓12、缸盖13、小О型圈14、弯头油嘴15、О型圈16、液压油嘴17和紧定螺钉19组合而成。液压驱动部件中的支架缸套7，是一个上粗下细的空心圆柱体零件；其上段是装有圆板活塞8、大О型圈9、并紧螺帽10、圆柱头螺钉11、六角螺栓12、缸盖13、小О型圈14、弯头油嘴15、О型圈16和液压油嘴17的液压缸套，其下段是用螺纹孔与阀盖5上端的螺柱体联接，并用紧定螺钉19予以固定的支架。液压驱动部件中的圆板活塞8是一个同等厚度的圆铁板，中间加工有中心孔，孔中切有两道凹槽；与中心孔同轴线的外圆周边上，也切有两道凹槽；在其上端面，相对于中心孔加工有两个较近的小螺纹盲孔和两个较远的螺纹盲孔；两个较近的小螺纹盲孔，用来固定阀杆6；两个较远的螺纹盲孔，作为工艺孔，用于圆板活塞8的拆装。阀杆6的中上段穿过阀盖部件、支架缸套7、圆板活塞8和缸盖13的中心孔，用并紧螺帽10和两个圆柱头螺钉11与圆板活塞8上两个小螺纹盲孔联接固定；密封组件18、О型圈16和小О型圈14，分别用于阀杆6与阀盖部件、支架缸套7、圆板活塞8和缸盖13之间的密封；大О型圈9，分别用于支架缸套7与圆板活塞8和缸盖13之间的密封。在支架缸套7中下方的外圆周和缸盖13靠外边的平面上，分别钻有一个进口处有锥形螺纹的台阶孔，孔中分别装有液压油嘴17和弯头油嘴15，用于液压油的输入和输出；当支架缸套7内注入液压油后，就会推动圆板活塞8和阀杆阀芯部件往复运动，进行节流阀的流量调节。

另外，在本实用新型液压驱动部件中、缸盖13的上端面，在其中心孔的周边加工有四个对称的螺纹盲孔，用来对外联接固定阀位变送器；当伸出缸盖13的阀杆6上端与阀位变送器接触时，可将节流阀开启的程度和流量调节的信息，通过阀位变送器传送到远处控制台的显示器上。

Claims (5)

1.一种液压驱动的超高压楔式节流阀，由阀体部件、阀盖部件、阀杆阀芯部件、阀座部件、液压驱动部件和其配套的密封件、联接件组合而成；其特征是：阀体部件中的阀体为┝型四通结构：其上方的阀腔孔内外，由下而上装有阀杆阀芯部件、阀盖部件和液压驱动部件，液压驱动部件中的圆板活塞，与穿过阀盖部件和液压驱动部件中心孔的阀杆阀芯部件中的阀杆上部固定联接；其下方的阀腔孔、出口通道和对外联接的带颈法兰中装有阀座部件，阀座部件中的阀座采用硬质合金材料制做，上粗下细，长度贯穿阀体下方的整个出口通道；其左侧的阀腔孔、进口通道，通过带颈法兰对外联接；其右侧的阀腔孔、回流孔，在孔口处装有一个镶有硬质合金模块的盲板法兰。

2.根据权利要求1所述的液压驱动的超高压楔式节流阀，其特征是：阀杆的上段是直径最细的圆柱体，上段的下方是一小节加粗的螺柱体和圆柱体，中段是直径更粗的光滑圆柱体，下段是直径最粗的圆柱体和一节缩小直径的插头；在阀杆的上端面，加工有一个带螺纹的中心孔，外圆处加工有两个对称的平面；下段最粗的圆柱体上铣有两个对称的半通式轴向长槽，下端缩小直径的插头上加工有一个径向销孔。

3.根据权利要求1所述的液压驱动的超高压楔式节流阀，其特征是：液压驱动部件，由支架缸套、圆板活塞、大О型圈、并紧螺帽、圆柱头螺钉、六角螺栓、缸盖、小О型圈、弯头油嘴、О型圈、液压油嘴和紧定螺钉组合而成。

4.根据权利要求1所述的液压驱动的超高压楔式节流阀，其特征是：液压驱动部件中的圆板活塞是一个同等厚度的圆铁板，中间加工有中心孔，孔中切有两道凹槽；与中心孔同轴线的外圆周边上，也切有两道凹槽；在其上端面，相对于中心孔加工有两个较近的小螺纹盲孔和两个较远的螺纹盲孔。

5.根据权利要求3所述的液压驱动的超高压楔式节流阀，其特征是：液压驱动部件中的支架缸套，是一个上粗下细的空心圆柱体零件；其上段是装有圆板活塞、大О型圈、并紧螺帽、圆柱头螺钉、六角螺栓、缸盖、小О型圈、弯头油嘴、О型圈和液压油嘴的液压缸套，其下段是用螺纹孔与阀盖上端的螺柱体联接，并用紧定螺钉予以固定的支架。