CN2913752Y - 活塞式回压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种回压阀，具体是一种在石油行业室内实验流程中施加孔隙压力的新型活塞式回压阀。技术方案是：包括阀体、阀芯组成，阀体上下分别设有回压接口和液流进、出接口，其特征是：阀芯采用活塞结构，在活塞的底部轴向延伸有柱塞凸头，阀体下部预制有与柱塞凸头配合的圆柱孔，液流进接口和出接口分别通过导流腔连接到活塞凸头下方的阀体圆柱孔底部，在阀体的一侧还设有与进液流管连同的辅助液流进接口，辅助液流进接口通过导流腔连接到阀体下部与活塞主体的结合部。本实用新型可以长期从事高温高压模拟实验，压力控制精度小于0.03MPa，体积小，重量轻。

Description

活塞式回压阀

技术领域

本实用新型涉及一种回压阀，具体是一种在石油行业室内实验流程中施加孔隙压力的新型活塞式回压阀。

背景技术

目前国内采用的回压阀一般为膜式和针式两种。

1、膜片式回压阀

膜式回压阀其主要工作部件是弹性膜片，这种膜片材质一般为聚四氟乙烯，具有较好的弹性变形能力。膜式回压阀的内部结构是一个由弹性膜片分隔的薄层腔体，弹性膜片分隔的上下两层腔体不相通。其中，上部腔体用于压力控制，即设定回压压力值；下部腔体有流体入口和出口。其工作原理是：在设定好回压压力值后，膜片上部受压后把下部的出口封闭。外部流体从入口进入后，如果压力达不到回压设定值，则不能把膜片顶起，入口和出口不相通，因此流体不会从出口流出。当压力达到回压设定值时，上下压力平衡，膜片弹起，入口和出口相通，流体从出口流出。膜式回压阀主要有三个缺陷：一是膜片材料为聚四氟乙烯非钢质材料，长期受压下容易产生永久性的变形，重复性差；二是压力控制精度不高，起动压差大，出口流动状态不稳定。而如何保证高温高压模拟实验的出口计量准确性也是多年来一直未解决的问题。

2、针式回压阀

针式回压阀其主要工作部件是弹性钢片和针阀，针阀固定于弹性钢片的中心。弹性钢片很薄，且具有较好的弹性。针式回压阀的内部结构是一个由弹性钢片分隔的薄层腔体，弹性钢片分隔的上下两层腔体不相通。其中，上部腔体用于压力控制，即设定回压压力值；下部腔体有流体入口和出口，但出口为锥形面设计，其锥度与针阀下端的锥体一致。其工作原理是：在设定好回压压力值后，膜片上部受压后把针阀下推，使得针阀下端的锥体与出口的锥形面全面接触，实现锥形面封闭。外部流体从入口进入后，如果压力达不到回压设定值，则不能把膜片和针阀顶起，流体不会从出口流出。当压力大于回压设定值时，膜片和针阀才能弹起，流体从出口流出。针式回压阀主要有三个缺陷：一是入口端受力面积小，单位面积上承受的力较大，因此启动压力大；二是受力不平衡时针阀上下位移速度快，针阀与壳体的刚性碰撞力大，针阀易损坏。三是当进口压力过高时钢片极易击穿损坏。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种采用活塞式推动和平衡缓冲式设计、起动压力小，压力控制精度高的活塞式回压阀。

本实用新型所采用的技术方案是：包括阀体、阀芯组成，阀体上下分别设有回压接口和液流进、出接口，其特征是：阀芯采用活塞结构，在活塞的底部轴向延伸有柱塞凸头，阀体下部预制有与柱塞凸头配合的圆柱孔，液流进接口和出接口分别通过导流腔连接到活塞凸头下方的阀体圆柱孔底部，在阀体的一侧还设有与进液流管连同的辅助液流进接口，辅助液流进接口通过导流腔连接到阀体下部与活塞主体的的结合部。

上述方案还可以进一步改进为：阀体包括上法兰、阀柱体、下法兰和下堵头相互连接组成，回压接口设在上法兰的上部，液流进、出接口均设在下堵头上，辅助液流进接口设在下法兰上。液流出接口内设置由与下堵头螺纹连接的封头，封头向上依次装置有小活塞和密封环，封头、小活塞和密封环内预制有与液流出接口贯通的导流腔，该导流腔直接连接到柱塞凸头的底部。活塞主体和柱塞凸头的下端面均为弧面或锥面，与之配合的对合面设置同样的弧面或锥面。

本实用新型可以长期从事高温高压模拟实验，压力控制精度小于0.03MPa，体积小，重量轻。

附图说明

附图是本实用新型的剖视结构图。

具体实施例：

参照附图，为了便于加工和调整、使用，阀体采用上法兰1、阀拄体3、下法兰8和下堵头11四部分组合结构。阀拄体3上方通过螺栓17将上法兰(或称上盖)1连接固定，下方通过螺栓14与下法兰8连接固定，下堵头11再通过螺栓16与下法兰8连接固定。为了提高阀体的密封性，在四部分的结合面均增加密封垫2。与外部压力连接的回压接口18设置在上法兰1上，辅助液流进接口20设在下法兰8上，液流进接口21和液流出接口19均设在下堵头12上。活塞装置在阀拄体3和下法兰8组成的活塞室内，活塞由压盖4和活塞主体7上下两部分组成，活塞主体7加工有拄塞凸头，周边设有密封圈5和密封垫6，活塞主体7和柱塞凸头的下端面均为弧面或锥面，与之配合的对合面设置同样的弧面或锥面。液流出接口19设置在封头12内，封头12与下堵头11螺纹连接，封头12向上依次装置有小活塞15、密封圈10和密封环9，封头12、小活塞15和密封环9内预制有与液流出接口19贯通的导流腔，该导流腔直接连接到柱塞凸头的底部。

使用时，回压接口18与外部压力管连接，辅助液流进接口20和液流进接口21均连接到进液流管上，液流出接口19连接到液流流出管上。本实用新型由于在内部结构设计中采用了平衡缓冲式设计。在上部加压室和下部出口之间增加了一个压力平衡仓，压力平衡仓与入口相连。这样入口端作用于回压装置的作用力分布在活塞粗径面和下端的圆弧面两个部位，与一般的回压阀相比，这种方法使得受力面积大大增加。这种设计的好处是活塞与外壳之间的环形空间的存在起到了压力缓冲的作用，无论是活塞两端的压力过高或过低都不会使活塞产生快速位移，避免了活塞上下端产生刚性撞击造成损坏，使得活塞上下运动更加平稳，有效降低了岩心两端的压力波动幅度，从而确保了出口液状态相对稳定。

Claims (4)

1、一种活塞式回压阀，包括阀体、阀芯组成，阀体上下分别设有回压接口和液流进、出接口，其特征是：阀芯采用活塞结构，在活塞的底部轴向延伸有柱塞凸头，阀体下部预制有与柱塞凸头配合的圆柱孔，液流进接口和出接口分别通过导流腔连接到活塞凸头下方的阀体圆柱孔底部，在阀体的一侧还设有与进液流管连同的辅助液流进接口，辅助液流进接口通过导流腔连接到阀体下部与活塞主体的的结合部。

2、根据权利要求1所述的活塞式回压阀，其特征是：阀体包括上法兰、阀柱体、下法兰和下堵头相互连接组成，回压接口设在上法兰的上部，液流进、出接口均设在下堵头上，辅助液流进接口设在下法兰上。

3、根据权利要求2所述的活塞式回压阀，其特征是：液流出接口内设置有与下堵头螺纹连接的封头，封头向上依次装置有小活塞和密封环，封头、小活塞和密封环内预制有与液流出接口贯通的导流腔，该导流腔直接连接到柱塞凸头的底部。

4、根据权利要求1、2或3所述的活塞式回压阀，其特征是：活塞主体和柱塞凸头的下端面均为弧面或锥面，与之配合的对合面设置同样的弧面或锥面。

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