[發(fā)明專利]一種耐高壓硬密封平板閥

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010267640.0
• 申請(qǐng)日: 2010-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN102384277A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城神華機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): F16K3/00
• 分類號(hào): F16K3/00;F16K3/312
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐高壓硬密封平板閥，尤其涉及一種耐高壓的閘板，屬于高壓流體閥門制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前廣泛運(yùn)用于油田井口采油樹或輸油管道中的硬密封手動(dòng)平板閥，其工作原理是：通過變換閘板與閥座之間的相對(duì)位置來實(shí)現(xiàn)閥門的開和閉。所述閘板外形為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體上設(shè)有相互平行的兩密封面、上端設(shè)有連接閥桿的T形槽、下部設(shè)有垂直于兩密封面的通孔。閥座為兩只且分別密貼在閘板的兩密封面上。當(dāng)閘板上部的實(shí)體部分完全封閉閥座上的孔時(shí)為閥門的閉合；當(dāng)閘板下部的孔與閥座上的孔重合時(shí)為閥門的全開。為防止閘板的兩密封面易損，在兩密封表面上還真空噴涂了一層鎳基合金。在標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為：GB/T22513-2008的《石油天然氣工業(yè)、鉆井和采油設(shè)備、井口裝置和采油樹》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為：API?spec?6A-2004第19版《井口裝置和采油樹設(shè)備規(guī)范》國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)中，都規(guī)定了閥座全密封和半開狀態(tài)下的壓力試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，而大多數(shù)閥門制造廠家生產(chǎn)的閥門，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)都能達(dá)到上述兩標(biāo)準(zhǔn)要求。目前的問題是相當(dāng)部分使用閥門單位，根據(jù)實(shí)際使用需求提出增加閥座在全開狀態(tài)下的額定壓力試驗(yàn)，而全開狀態(tài)下的額定壓力試驗(yàn)在上述兩標(biāo)準(zhǔn)中并沒有作出規(guī)定，且現(xiàn)有的硬密封手動(dòng)平板閥均不能通過這種狀態(tài)下的試驗(yàn)要求。由于承受力部位的閘板形狀設(shè)計(jì)的不合理，表現(xiàn)出的問題是：閘板下部的孔周出現(xiàn)表面涂層的放射狀裂紋，更為嚴(yán)重者則在閘板下部的孔最小截面處出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象。眾上所述，設(shè)計(jì)出一種既達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定又滿足用戶需求的硬密封手動(dòng)平板閥，實(shí)乃當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前現(xiàn)有硬密封手動(dòng)平板閥在全開狀態(tài)下達(dá)不到試壓所需壓力，本發(fā)明提供一種耐高壓硬密封平板閥，提高了閘板耐壓和抗裂的能力。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案實(shí)施：它包括閥體、閥腔、閘板、閥桿、手輪等構(gòu)成，在不改變現(xiàn)有閥腔結(jié)構(gòu)的情況下，將閘板的外側(cè)面設(shè)計(jì)成外凸或閘板兩側(cè)面和底面同時(shí)設(shè)計(jì)為外凸。作為優(yōu)選：將閘板的兩側(cè)面設(shè)計(jì)為外凸，且截面形狀為圓弧形或?yàn)槎噙呅巍１景l(fā)明將原來閘板中連接兩密封面的側(cè)平面設(shè)計(jì)為外凸形狀的目的，是增大閘板孔最小截面處的截面積。由應(yīng)力計(jì)算公式：б＝N/A(式中б為正應(yīng)力、N為截面上所受到的力、A為受力截面積)可知，當(dāng)N為定值時(shí)，A值越大、б越小。因此，在不改變閥體體積和形狀、不改變閘板寬度和厚度的情況下，充分利用閥腔內(nèi)的可利用空間來增加閘板孔最小截面處的截面積，以增強(qiáng)閘板的抗拉強(qiáng)度。

本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)潔、制作成本低、閘板抗拉強(qiáng)度高、承受的壓力大、能夠滿足閥門在全開狀態(tài)下的高壓力測(cè)試要求。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的主剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為附圖1中閘板的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為附圖1中閘板的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4為附圖1中閘板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖12、3、4中：1、閘板、2、密封面、3通孔、4圓弧面。

具體實(shí)施方式

如附圖1、2、3、4所示，閘板1置于閥腔之中，通過閥桿帶動(dòng)閘板1在閥腔中上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)閘板1上設(shè)有的通孔3與閥腔中孔正對(duì)或重合時(shí)，閥門處于全開狀態(tài)。由于在全開狀態(tài)下，管道中的液體壓力直接著用于通孔3四周內(nèi)側(cè)面，當(dāng)通孔3內(nèi)側(cè)面受到足夠大壓力時(shí)，通孔3兩側(cè)面或者兩側(cè)面及底面會(huì)出現(xiàn)變形，嚴(yán)重的出現(xiàn)撕裂，導(dǎo)致閘板1表面耐摩涂層起鄒撕裂而不耐摩，閘板1變形而不耐壓。本發(fā)明中將連接兩密封面2的側(cè)面制成圓弧面4，通孔3的孔壁到閘板1的側(cè)面最小截面面積，由原閘板的最小截面面積：A＝板厚×(板寬-通孔直徑)，增加到：A′＝板厚×(板寬-通孔直徑)+弧面積。以閘板1在閥門全開狀態(tài)下必須滿足額定壓力側(cè)試的抗拉強(qiáng)度條件：бmax＝N/A≤〔б〕(式中N為額定壓力、A為危險(xiǎn)截面面積)作為依據(jù)推論：原閘板的бmax＝N/A、本發(fā)明中閘板1的б′max＝N/A′：因?yàn)锳′＞A，所以б′max＜бmax。因此，將原連接兩密封面2的側(cè)平面設(shè)計(jì)為側(cè)圓弧面4，無疑對(duì)提高閘板1的強(qiáng)度是有好處的。在實(shí)際側(cè)試中，由于本實(shí)用新型增加了閘板1的最小截面面積，因此當(dāng)額定壓力作用在閘板1上的通孔3圓周內(nèi)壁時(shí)，不但最小截面處的強(qiáng)度滿足了測(cè)試要求，且抗彈性變形的能力也得到了加強(qiáng)。這項(xiàng)指標(biāo)同樣重要，因?yàn)樵诒尘凹夹g(shù)中曾表述現(xiàn)有硬密封手動(dòng)平板閥，在閘板1全開狀態(tài)下通過測(cè)試所出現(xiàn)的問題包括：閘板1下部通孔3的孔周出現(xiàn)放射狀裂紋。這是由于閘板1最小截面處在額定壓力的作用下所出現(xiàn)的彈性變形引起的。因?yàn)樵陂l板1的兩密封面2上為防止密封面的表面易損，而噴涂了一層鎳基合金，這層鎳基合金的抗拉能力是十分脆弱的。當(dāng)閘板1的板體受力出現(xiàn)彈性變形時(shí)，這層鎳基合金所表現(xiàn)出來的形式只能是撕裂，且當(dāng)閘板1的板體受力進(jìn)入塑性變形時(shí)，其撕裂層度更為明顯。因此，增加閘板1的最小截面面積，同樣增強(qiáng)了閘板1抗形變能力，起到了防止鎳基合金面出現(xiàn)撕裂的作用效果。本實(shí)用新型中在壓力較大的情況下只需將閘板1的兩側(cè)面設(shè)計(jì)成圓弧面4，在壓力極大的情況下閘板1的兩側(cè)面和底面都設(shè)計(jì)成圓弧面4。本發(fā)明中其外凸部分也可以設(shè)計(jì)成截面為多邊形或橢園形一部分，具體根據(jù)環(huán)境要求各壓力要求來決定。