CN223754667U - 一种平板阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于阀门技术领域，具体地，涉及一种平板阀。平板阀包括：阀体，在所述阀体上贯穿设置有阀孔和工作腔，所述工作腔与所述阀孔相交；设置在所述阀体的工作腔的两端部的阀盖；设置在所述阀孔和所述工作腔的相交处的阀座，在所述阀座内设置有将所述阀孔连通的连通孔；移动式密封设置在所述阀座上的阀板，所述阀板构造为能够开闭所述连通孔；设置在所述阀盖外侧的动力机构，所述动力机构连接所述阀板，构造为能够使所述阀板相对于所述阀座移动，从而开闭所述连通孔。

Description

一种平板阀

技术领域

本实用新型属于阀门技术领域，具体地，涉及一种平板阀。

背景技术

为了持续提升油气勘探开发力度，未来将部署越来越多的超深井等风险探井。这些井具有埋藏深、压力系数高、单井设计产量高、井口流体温度高等特点，甚至出现了完井深度超过10000米，地层压力达到175MPa，地层温度超过121℃，预计关井压力超过135MPa的超高压力井。

手动平板阀是采气井口设备中最关键井控部件，目前使用的采气井口设备中的手动平板阀最高可以承压140MPa，但是该承压水平的手动平板阀已经无法满足特殊井的生产安全需求。同时在超高压、多段数、高含砂、含酸的压裂工况也逐渐增多，容易造成手动平板阀内部及外部密封失效，极容易引发井控风险。

实用新型内容

针对如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种平板阀，其能够适用于超深井。

根据本实用新型，提供了一种平板阀，包括：

阀体，在所述阀体上贯穿设置有阀孔和工作腔，所述工作腔与所述阀孔相交；

设置在所述阀体的工作腔的两端部的阀盖；

设置在所述阀孔和所述工作腔的相交处的阀座，在所述阀座内设置有将所述阀孔连通的连通孔；

移动式密封设置在所述阀座上的阀板，所述阀板构造为能够开闭所述连通孔；

设置在所述阀盖外侧的动力机构，所述动力机构连接所述阀板，构造为能够使所述阀板相对于所述阀座移动，从而开闭所述连通孔。

在一个具体的实施例中，所述动力机构包括：

固定设置在所述阀盖上的外壳；

同轴转动式设置在所述外壳内的转轴；

同轴设置在所述转轴内的丝杠，所述丝杠通过设置在所述阀板端部的阀杆与所述阀板同轴连接。

在一个具体的实施例中，所述丝杠为滚珠丝杠。

在一个具体的实施例中，在所述转轴和所述外壳之间设置有轴承。

在一个具体的实施例中，所述外壳包括同轴设置的壳体和轴承座，所述轴承座与所述阀盖固定连接，在所述轴承座、所述阀盖和所述转轴之间形成的空腔内设置有推力轴承，在所述壳体、所述轴承座和所述转轴之间形成的空腔内设置有径向轴承。

在一个具体的实施例中，在所述外壳的远离所述阀板的一端设置有转轮，所述转轮通过减速箱与所述转轴连接。

在一个具体的实施例中，在所述阀杆移动式密封设置在所述阀盖内。

在一个具体的实施例中，在所述阀杆和所述阀盖之间设置有密封填料。

在一个具体的实施例中，在所述阀杆上同轴设置有用于固定所述密封填料的阀杆填料压盖，所述阀杆填料压盖与所述阀盖固定连接。

在一个具体的实施例中，远离所述转轴的阀杆末端同轴设置有用于限位的尾杆。

与现有技术相比，本申请的优点如下。

本实用新型提出的平板阀承压可达175MPa，能够在高温高压条件下使用且密封可靠。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1显示了根据本实用新型的平板阀的一种实施例的示意图。

图中的附图标记如下：

1、尾罩；2、尾杆填料压盖；3、尾杆；4、密封填料；5、阀盖；6、密封垫环；7、导板；8、阀座；81、连通孔；9、阀座密封圈；10、阀体；11、阀板；111、连接孔；12、阀杆；13、螺栓；15、阀杆填料压盖；16、轴承座；17、推力轴承；18、径向轴承；19、转轴；20、丝杠；21、外壳；211、壳体；22、转轮；23、转换接头；24、固定销；30、动力机构；100、平板阀；101、阀孔；102、工作腔。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本实用新型进行介绍。

需要说明的是，本申请中使用的方向性用语或限定词“上”、“下”、“左”、“右”等均是针对所参照的图1而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。

图1显示了根据本实用新型的平板阀100的结构。如图1所示，平板阀100主要包括阀体10、阀盖5、阀座8、阀板11和动力机构30。

在本实施例中，在阀体10上贯穿设置有阀孔101和工作腔102，工作腔102与阀孔101相交。如图1所示，阀孔101沿左右方向贯穿设置在阀体10内，工作腔102沿上下方向贯穿设置在阀体10内，阀孔101和工作腔102相交在阀体10的中部。

两个阀盖5分别设置在阀体10的上下两端部，在阀盖5与阀体10之间设置有密封垫环6，将阀盖5和阀体10之间的缝隙密封。

在一个优选的实施例中，在阀盖5与阀体10之间的边缘还设置有边缘密封垫环，密封垫环6和边缘密封垫环均采用自激式密封垫环。密封垫环6与垫环槽的接触最初是在垫环槽外侧并且具有内压助封的效果。自激式垫环设计不仅可以满足175MPa压力密封要求，还可以有效预防由于井压变化和试压时压力震动造成的密封失效。自激式密封垫环为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

在一个具体的实施例中，阀盖5与阀体10之间通过螺栓13连接。在本实施例中，螺栓13构造为栽丝螺纹。栽丝螺纹为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。通过这一连接方式，不仅可以大大减小平板阀100的体积和重量，方便现场使用，也避免了平板阀100两侧法兰轮毂的出现，大大提高了平板阀100的强度。

阀座8密封设置在阀孔101和工作腔102的相交处，在阀座8内设置有将阀孔101连通的连通孔81。具体地，连通孔81的中心轴线与阀孔101的中心轴线重合。在阀座8的左右两端部与阀体10之间设置有阀座密封圈9。

阀板11移动式密封设置在阀座8上，阀板11构造为能够开闭连通孔81。在本实施例中，阀板11沿上下方向移动式密封穿设在阀座8内，阀板11能够将阀座8的连通孔81封堵，此时平板阀100处于关闭状态。在阀板11上贯穿设置有连接孔111，连接孔111的中心轴线与连通孔81的中心轴线平行。阀板11相对于阀座8移动至连接孔111与连通孔81重合时，平板阀100处于开启状态。

在一个优选的实施例中，阀座8和阀板11的接触密封面采用超音速喷涂碳化钨工艺进行处理，提高阀板11及阀座8的接触密封面的表面硬度及抗腐蚀能力，从而提高密封性能。超音速喷涂碳化钨工艺为本领域技术员所熟知，在此不再赘述。

动力机构30设置在位于上方的阀盖5的上部，动力机构30连接阀板11，构造为能够使阀板11相对于阀座8移动，从而开闭连通孔81。

在一个具体的实施例中，动力机构30包括外壳21、转轴19和丝杠20。

外壳21构造为筒形，固定设置在阀盖5的上部，并且外壳21的中心轴线与工作腔102的中心轴线重合。转轴19构造为圆筒形状，同轴转动式设置在外壳21内。丝杠20同轴设置在转轴19的内部，并且在转轴19的内壁设置有用于与丝杠20连接的螺纹，转轴19与丝杠20通过螺纹同轴连接。在阀板11的上下两端部均固定设置有阀杆12。位于阀板11上方的阀杆12移动式密封穿设在阀盖5上，并与丝杠20同轴固定连接。

在这种设置下，当转轴19相对于外壳21和丝杠20转动时，转轴19和丝杠20之间的螺纹使得丝杠20相对于转轴19同轴上下移动，从而通过阀杆12带动阀板11相对于阀座8移动。

在一个优选的实施例中，丝杠20为滚珠丝杠，丝杠20通过滚珠与转轴19连接。

在一个具体的实施例中，阀杆12与阀板11通过T型槽连接的方式相互连接。这种连接方式不仅可以提高阀杆12和阀板11连接位置的连接可靠性，还可以提高阀杆12在升降阀板11过程中的稳定性。

在一个具体的实施例中，丝杠20和阀杆12之间通过固定销24固定连接。

在一个优选的实施例中，在阀座8上设置有用于为所述阀板11导向的导板7。不仅可以给阀板11提供一定的导向作用，增加阀板11开关运动的稳定性，同时具备一定的防砂功能，防止开关过程中大量的含砂液进入到阀体中。

在本实施例中，在转轴19和外壳21之间设置有轴承。具体地，外壳21包括同轴设置的壳体211和轴承座16。轴承座16的下端部与阀盖5固定连接，壳体211位于轴承座16的上方，并且壳体211和轴承座16通过螺栓固定连接。在轴承座16、阀盖5和转轴19之间形成的空腔内设置有推力轴承17。在壳体211、轴承座16和转轴19之间形成的空腔内设置有径向轴承18。通过设置推力轴承17和径向轴承18，使转轴19能够相对于外壳21和丝杠20转动。推力轴承17作为主轴承，选择平面推力滚子轴承，高精度圆柱滚子增加了接触长度，使得轴承在很小的空间下可获得高载荷能力和高的刚度，同时平面圆柱滚子轴承采用的圆柱滚子的圆柱面为修形面，可减少边缘应力，提高使用寿命。径向轴承18作为辅助轴承，选择深沟球轴承，此轴承可以扶正转轴19，避免转轴19与其他零部件在高扭矩低转速下的径向干涉，使转轴19在开关的过程更顺畅。

在一个优选的实施例中，在外壳21的远离阀板11的一端设置有转轮22，转轮22通过减速箱与转轴19连接。人工转动转轮22，通过减速箱将扭矩传递至转轴19，能够起到省力的作用。进一步地，在外壳21内同轴设置有转换接头23，转换接头23的上端与减速箱的输出端连接，转换接头23的下端与转轴19同轴固定连接。

在本实施例中，在阀杆12移动式密封设置在阀盖5内，在阀杆12和阀盖5之间设置有密封填料4。在阀杆12上同轴设置有用于固定密封填料4的阀杆填料压盖15，阀杆填料压盖15与阀盖5通过螺纹连接的方式固定连接。在这种设置下，密封填料4的轴向两端部分别抵接阀杆填料压盖15和阀盖5，通过旋紧阀杆填料压盖15，使旋紧阀杆填料压盖15轴向挤压密封填料4，从而使密封填料4径向膨胀，加强密封填料4对阀杆14和阀盖5之间的密封。

在一个优选的实施例中，位于阀板11下方的阀杆12的下端同轴设置有用于限位的尾杆3。尾杆3的径向尺寸大于阀杆填料压盖15的径向尺寸，当阀板11相对于阀座8向上移动时，尾杆3与阀杆填料压盖15轴向抵接之后，能够限制阀板11的移动范围。

在一个优选的实施例中，在位于阀体10下方的阀盖5的下方固定设置有尾罩1，在尾杆3的下端部同轴设置有尾杆填料压盖2，尾杆填料压盖2位于尾罩1的内部。

在一个优选的实施例中，密封填料4和阀座密封圈9设置为组合式密封的结构。

在一个具体的实施例中，密封填料4采用组合填料，由聚四氟乙烯、PEEK、合金弹簧组成，具有耐高压、高温、高腐蚀性能，工作压力可达37500PSI，允许的工作温度可达-29℃～180℃。在本实施例中，密封填料4的主体采用高性能填充聚四氟乙烯，密封承压端部采用高性能PEEK材料可适应超高压力的冲击，在弹性补偿源上配置Elgiloy合金弹簧作为初始压缩弹性补偿源能在剧烈温差和高压高蚀性介质中保持预压弹力以满足复杂的工况条件。上述组合填料的具体结构为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

在一个具体的实施例中，阀座密封圈9设置为双PEEK圈结构，带有内外两道阀座密封圈，此设计在多次的PR2F的高低温循环试验及现场实践使用中具有优质的密封稳定性，同时具备一定的防砂功能。阀座密封圈9由PEEK、合金弹簧组成，具有耐高压、高温、高腐蚀性能，工作压力可达37500PSI，允许的工作温度可达-29℃～180℃。在本实施例中，阀座密封圈9的主体采用高性能工程塑料PEEK作为密封材料，配置Elgiloy合金弹簧作为压缩补偿源在剧烈温差和高压高蚀性介质中保持预压弹力来实现良好的密封效果。上述阀座密封圈9的具体结构为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种平板阀，其特征在于，包括：

阀体(10)，在所述阀体(10)上贯穿设置有阀孔(101)和工作腔(102)，所述工作腔(102)与所述阀孔(101)相交；

设置在所述阀体(10)的工作腔(102)的两端部的阀盖(5)；

设置在所述阀孔(101)和所述工作腔(102)的相交处的阀座(8)，在所述阀座(8)内设置有将所述阀孔(101)连通的连通孔(81)；

移动式密封设置在所述阀座(8)上的阀板(11)，所述阀板(11)构造为能够开闭所述连通孔(81)；以及

设置在所述阀盖(5)外侧的动力机构(30)，所述动力机构(30)连接所述阀板(11)，构造为能够使所述阀板(11)相对于所述阀座(8)移动，从而开闭所述连通孔(81)。

2.根据权利要求1所述的平板阀，其特征在于，所述动力机构(30)包括：

固定设置在所述阀盖(5)上的外壳(21)；

同轴转动式设置在所述外壳(21)内的转轴(19)；

同轴设置在所述转轴(19)内的丝杠(20)，所述丝杠(20)通过设置在所述阀板(11)端部的阀杆(12)与所述阀板(11)同轴连接。

3.根据权利要求2所述的平板阀，其特征在于，所述丝杠(20)为滚珠丝杠。

4.根据权利要求2所述的平板阀，其特征在于，在所述转轴(19)和所述外壳(21)之间设置有轴承。

5.根据权利要求4所述的平板阀，其特征在于，所述外壳(21)包括同轴设置的壳体(211)和轴承座(16)，所述轴承座(16)与所述阀盖(5)固定连接，在所述轴承座(16)、所述阀盖(5)和所述转轴(19)之间形成的空腔内设置有推力轴承(17)，在所述壳体(211)、所述轴承座(16)和所述转轴(19)之间形成的空腔内设置有径向轴承(18)。

6.根据权利要求2所述的平板阀，其特征在于，在所述外壳(21)的远离所述阀板(11)的一端设置有转轮(22)，所述转轮(22)通过减速箱与所述转轴(19)连接。

7.根据权利要求2所述的平板阀，其特征在于，在所述阀杆(12)移动式密封设置在所述阀盖(5)内。

8.根据权利要求7所述的平板阀，其特征在于，在所述阀杆(12)和所述阀盖(5)之间设置有密封填料(4)。

9.根据权利要求8所述的平板阀，其特征在于，在所述阀杆(12)上同轴设置有用于固定所述密封填料(4)的阀杆填料压盖(15)，所述阀杆填料压盖(15)与所述阀盖(5)固定连接。

10.根据权利要求2所述的平板阀，其特征在于，远离所述转轴(19)的阀杆(12)末端同轴设置有用于限位的尾杆(3)。