CN2806910Y - 一种由斜面产生初始密封力的平行式双闸板闸阀 - Google Patents
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Abstract
一种由斜面产生初始密封力的平行式双闸板闸阀装置，其平行式双闸板由左、右两块斜度相同的闸板组成。当这两块闸板在斜面上作轴向滑动时，两块闸板的外平面始终保持平行，通过阀杆，使其互相楔入时，两个平面与阀座之间将产生很大的比压，因此，比一般的依靠弹簧产生初始密封力的平行式平板阀的比压，有了很大提高。由于提高了比压，因而低压密封更加可靠。本实用新型采用了能够在带压状态下更换有关密封元件和闸板上下腔清理沉积物的平衡杆新结构，维修十分方便，高压下的操作力矩也得到了降低。本实用新型特别适用于高压天然气采气井口装置中使用，可以防止天然气泄露，并将提高安全生产的可靠性，降低维修成本，减轻操作劳动强度。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种开采石油天然气井口装置中，控制高压石油天然气流道的、由斜面产生初始密封力的平行式双闸板闸阀，具有带压下更换闸阀有关密封元件的性能及较低的开关力矩，特别适用于在高压天然气采气井口装置中采用。
背景技术
无论国内国外，由地下开采出来的天然气，一般情况下，井口的压力都非常高，例如，我国有的天然气田井口压力达到100MPa左右。高压天然气极易泄露，因此一般工业用的楔形闸板阀，在高压下，开关力矩极大，不使用加力杠，单人无法操作，同时由于密封面极易擦伤，产生泄露是平常事。为此，目前有些生产天然气采气井口装置的公司，例如美国的MSP/DRILEX公司，国内的金石机械集团等，在34.5MPa及69、103.5、138MPa级别的采气井口装置中，大量生产平行闸板闸阀。
虽然平行闸板闸阀比楔形闸板闸阀有很多优点，但仍然存在着下列不足：
①初始密封力由阀座底部的弹簧提供，因此比压较小，低压下的密封性能不好；而只有在初始密封性能良好的情况下，才能在高压流体(气体或液体)作用下，推动阀座与密封平面产生较高的比压而达到自动密封的目的；
②金属密封面相对滑动较大，在打开和关闭的全过程中，阀座与平行闸板面始终有相对滑动，易擦伤密封面，而使密封性能失效；
③不能在带压下更换闸阀的各部密封件和清理阀腔内的沉积物；
④在高压下，开关力矩虽比楔形闸阀低，但单人操作也十分困难。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种由斜面产生初始密封力的平行式双闸板闸阀，解决现有平行式闸板闸阀初始密封力过小，闸板密封面与阀座不能在开关过程中脱离，无法在带压下更换密封元件和清理阀腔内的沉积物，以及操作力矩过大的技术问题。
本实用新型解决其技术问题的技术方案是：本实用新型所述的一种由斜面产生初始密封力的平行式双闸板闸阀，它包括阀体，在阀体内安装的平行式双闸板和阀座，在阀体上部安装的上部壳体，在上部壳体上安装的开关手轮，阀杆和阀杆螺母，在阀体下部安装的尾座，尾座内安装的平衡杆和排障拉紧螺栓；所述平行式双闸板由斜度相同的左、右两块闸板组成，并由斜度相同的燕尾结构联结在一起，开关手轮与阀杆螺母用键联结起来，阀杆螺母与阀杆上的螺纹啮合，阀杆下端与平行式双闸板中的右闸板上部联结起来，并装在上部壳体内，用阀杆密封元件进行密封，平衡杆上端与平行式双闸板的右闸板的下端联结起来，装在尾座内，用平衡杆密封元件进行密封。平行式双闸板中的左闸板上部有高出外平面的限位凸台。平衡杆下端与排障拉紧螺栓联结，座在下部尾座上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
①关闭闸阀时，阀杆将带着平行式双闸板向下运动，此时，平行式双闸板的总厚度最小，并与阀座之间存在有微间隙，因此不会擦伤密封面；打开闸阀时，阀杆带着右闸板开始上行，右闸板在斜面上移动，燕尾结构强制使平行式双闸板的总厚度减小，当总厚度减小0.5mm时，阀座受到限位套的限制，而与密封面脱离，因而也避免了擦伤；
②平行式双闸板下行过程中，当左闸板上的限位凸台与阀座相接触时，停止了下行，阀杆使右闸板在斜面上继续运动，从而使平行式双闸板紧紧楔入两阀座之间，形成了大于所必须达到的初始密封力，保证了低压下密封的可靠性；
③如果要更换阀杆和上部壳体的密封元件或清理阀腔内的沉积物，可将排障拉紧螺栓一端扭入平衡杆下端的内螺纹内，另一端座在尾座上，平行式双闸板被平衡杆拉紧，代替了上部阀杆的作用，保持了平面密封，因此可拆除阀杆及上部壳体，进行更换及清理；
④同时，由于平衡杆的密封外径与阀杆的密封外径相同，因此平衡了闸阀内部压力对开关阀杆轴向力的影响，内部压力的大小对阀杆的操作力矩已无影响。
本实用新型总的有益效果是，解决了低压下密封的可靠性，密封平面不易擦伤，操作力矩小以及带压下更换密封元件等技术问题，因此，本实用新型用于高压天然气采气井口装置后，可以起到工作可靠、防止天然气泄露、维修方便，最终达到保证安全生产、减轻工作人员操作强度、降低采气成本的显著功效。
附图说明
下面结合附图和实施实例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型闸板完全打开的结构剖面示意图。
图2是图1的燕尾结构的A-A剖视图。
图3是图1中的两侧阀座结构的B视局部放大图。
图4是本实用新型闸板完全关闭的结构剖面示意图。
图5是图4中的平衡杆上安装排障拉紧螺栓的C视局部放大图。
图中，1-左闸板；2-左闸板上的凸台；3-右闸板；4-燕尾结构；5-阀杆；6-阀杆螺母；7-开关手柄；8-上部壳体；9-上部壳体滑动密封元件；10-阀体；11-平衡杆；12-平衡杆端内螺纹；13-平衡杆密封元件；14-尾座；15-阀座；16-阀座密封元件；17-限位套；18-右闸板导流孔；19-左闸板导流孔；20-右闸板下部的内台阶；21-排障拉紧螺栓；22-左、右闸板斜度的β斜角。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述如下：
在图1所示的完全打开状态下平行式双闸板闸阀的实施实例中，平行式闸板由斜度相同的左闸板(1)和右闸板(3)组成，斜度的斜角推荐值为β＝10°～15°；如图2所示，二者通过燕尾结构(4)联结起来，左、右闸板在斜面上作轴向滑动时，两块闸板的外密封平面始终保持平行，互相楔入时，两个平行的外平面之间的总厚度可增大至2～2.5mm。在右闸板的上端部有一个T型槽，槽内装着闸阀的阀杆(5)，阀杆螺母(6)与阀杆上的螺纹相配，开关手柄(7)与阀杆螺母(6)装在一起。右闸板的下部开有一个与闸阀通径相等的导流孔(18)，紧靠导流孔下面有一个内台阶(20)，其下端也开有T型槽，T型槽内装有平衡杆(11)，平衡杆的下端有内螺纹(12)，平衡杆安装在滑动密封的尾座(14)内。左闸板(1)上部有一个凸台(2)，左闸板的下部也开有一个导流孔(19)，导流孔在闸阀全开时与右闸板导流孔既同心又同径，此时左闸板(1)的下端座在右闸板的内台阶(20)上；如图3所示，平行式双闸板两侧的闸阀体(10)内，安装有阀座(15)，阀座上安装有密封元件(16)，可在闸阀体上进行滑动密封，阀座前端安装有限位套(17)，限制阀座(15)只能在轴向移动S＝0.2～0.5mm。
如图4所示，平行式双闸板处于关闭状态，左、右闸板互相楔入使外平面紧紧压在阀座顶面上，而形成初始密封力。
如图5所示，如需要更换阀杆及上部壳体的密封元件，先关闭闸阀，然后在平衡杆(11)的内螺纹(12)上，扭紧一个排障拉紧螺栓(21)，此时即可拆除上部壳体及阀杆，更换密封元件。同时，在闸阀完全关闭状态下，尾座(14)及平衡杆(11)同样可以拆除，以便对闸阀下腔进行清污，并更换其密封元件。
本实用新型是这样工作的：现用图4所示的本实用新型在关闭时的示意图来说明工作原理及过程。首先，正转操作手柄(7)，带动阀杆螺母(6)旋转，使阀杆(5)下行，同时带动左、右闸板(1)和(3)下行，此时平行式双闸板外平面与阀座之间存在微间隙，直至左闸板上的凸台(2)接触到阀座(15)而停止下行，此时阀杆将带着右闸板沿着滑动斜面继续向下，平行式双闸板的总厚度将增加，而将左、右闸板的外平面楔紧在两侧的阀座上，造成较大的比压，达到初封的目的，在高压流体作用下，阀座将产生很大的轴向力，进一步提高了比压，形成可靠的平面密封，流体压力越大，这种自动密封的可靠性就越大。
闸板打开的过程与上述相反，但当右闸板上提时，开始阀座在压力作用下紧贴闸板平面，随后由于限位套的限制，阀座停止了轴向位移，由于燕尾结构的作用，右闸板上升，与左闸板产生相反滑动，使得左、右闸板外平面与两侧阀座出现了微隙，右闸板继续上提，下部的内台阶(20)，与左闸板下端结合，再继续上提，使两块闸板同时上升，直到导流孔与闸阀通孔对齐为止。
在打开与关闭闸板的过程中，由于平衡杆(11)的外径与阀杆(5)的密封外径相等，因此轴向力能互相平衡，故阀杆(5)的操作力矩不受闸阀内压力的影响，而降低了在高压下的操作力矩。
Claims (5)
1.一种由斜面产生初始密封力的平行式双闸板闸阀，它包括阀体、在阀体内安装的平行式双闸板和阀座、在阀体上部安装的上部壳体、在上部壳体上安装的开关手轮、阀杆和阀杆螺母、在阀体下部安装的尾座、尾座内装的平衡杆和排障拉紧螺栓，其特征在于，平行式双闸板由斜度相同的左、右两块闸板组成，并由斜度相同的燕尾槽结构联结在一起，开关手轮与阀杆螺母之间用键联结，阀杆螺母与阀杆上的螺纹相啮合，阀杆下端与平行式双闸板中的右闸板上部联结起来，并装在上部壳体内，用阀杆密封元件进行密封，平衡杆上端与平行式双闸板的右闸板的下端联结起来，装在尾座内，用平衡杆密封元件进行密封，平行式双闸板中的左闸板上部有高出外平面的限位凸台，平衡杆下端与排障拉紧螺栓相联结，座在下部尾座上。
2.根据权利要求1所述的一种由斜面产生初始密封力的平行式双闸板闸阀，其特征是：左、右闸板在斜面上滑动配合，左、右闸板互相楔入时，平行式双闸板的外平面始终保持平行，其总厚度将增大，推荐的最大增厚值为2～2.5mm，斜面的斜角的推荐值为β＝10°～15°。
3.根据权利要求1所述的一种由斜面产生初始密封力的平行式双闸板闸阀，其特征是：右闸板的上端有T型槽，槽内安装阀杆，右闸板的下端也有T型槽，T型槽内安装平衡杆，平衡杆的直径与阀杆密封圆柱的直径相等，并与阀杆同心，右闸板的左下部设有一内台阶，在平行式双闸板打开闸阀过程中，左闸板的下端面坐在右闸板的内台阶上。
4.根据权利要求1所述的一种由斜面产生初始密封力的平行式双闸板闸阀，其特征是：平行式双闸板的两侧阀体上分别安装有阀座，阀座垂直于平行式双闸板的外平面，阀座上装有密封元件，与阀体进行滑动密封，阀座前端安装有限位套，限制阀座的轴向位移，其推荐值为0.2～0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种由斜面产生初始密封力的平行式双闸板闸阀，其特征是：平衡杆下部有内螺纹与排障拉紧螺栓上的螺纹相啮合，在闸阀处于关闭状态下，排障拉紧螺栓的另一端可座在阀体的尾座上。
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