[發明專利]一種柱塞式節流閥

有效

• 申請號: 201310609438.5
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103603962A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 黃河
• 申請（專利權）人: 上海美鉆設備成套有限公司
• 主分類號: F16K3/26
• 分類號: F16K3/26;E21B34/02
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 沈原

技術領域

本發明是用于石油開采設備上的一種柱塞式節流閥。

背景技術

柱塞式節流閥，安裝在采油樹生產翼或管匯系統中，用來控制油氣井的生產流量和壓力。見圖1、圖2所示常規的柱塞式節流閥，設有閥桿1'、硬質合金襯套2'、閥座套3'、閥座芯4'、O形圈5'、擋圈6'和閥體7'等構件；其中閥體7'設有進口30'和出口40'，閥體7'內腔中閥座套3'和閥座芯4'采用過盈配合方式連為一體，閥桿1'和硬質合金襯套2'采用過盈配合方式連為一體，閥座套3'與閥體7'之間設有O形圈5'和擋圈6'；由手輪20'驅動閥桿1'和硬質合金襯套2'在閥座芯4'的腔體內上下移動，實現開關和調節流量和壓力。但是，在大流量（Max.Cv=420）的工況條件下，閥體內部會受到高速流體極大的沖擊，從而導致節流閥開啟力矩較大，流量調節不靈敏，噪音大等問題。更為重要的是，閥桿1'和硬質合金襯套2'在長期受高速流體作用下容易產生分離和脫落，嚴重時，甚至會造成閥桿斷裂，刺穿閥座，脫落的硬質合金碎片還會堵塞并破壞下游設備。

發明內容

為了克服常規柱塞式節流閥在大流量工況條件下出現的缺陷，本發明提出一種柱塞式節流閥，能克服上述問題。

本發明的技術方案是：一種柱塞式節流閥，包括閥桿、硬質合金襯套、閥座套、閥座芯、第一O形圈、第二O形圈和閥體；其中閥體設有進口和出口，閥體內腔中閥座套和閥座芯采用間隙配合方式連為一體，閥桿和硬質合金襯套采用過盈配合方式連為一體，第一O形圈設于閥體與閥座套之間，第二O形圈設于閥座套與閥座芯之間；由手輪驅動閥桿和硬質合金襯套在閥座芯的腔體內上下移動，實現開關和調節流量和壓力，其特征在于閥桿和硬質合金襯套設有貫通上下的流道孔，流道孔分為兩段，一段設在閥桿，另一段設在硬質合金襯套，兩段流道孔對接。

進一步，閥桿和硬質合金襯套增加銷軸和銷釘連接，其中銷軸沿閥桿軸心線穿越硬質合金襯套后與閥桿連接，銷釘依閥桿徑向穿插于閥桿1和銷軸中。

進一步，閥座芯和閥座套間隙配合處加設圓柱銷。

本發明針對常規柱塞式節流閥在大流量工況條件下出現的問題，從上述三個方向進行針對性改進：在閥桿和硬質合金襯套內設計上下貫通的流道孔，在節流閥開啟或關閉過程中，該流道孔可以平衡閥桿上下腔的壓力，因此獲得減小開關扭矩、縮短開關時間，流量調節靈敏度更高的效果；閥桿和硬質合金襯套除了有過盈配合的連接外，增加銷軸和銷釘連接，增強閥桿和硬質合金襯套的結合力，提高了對大流量流體沖擊的承受力，能保護襯套與閥桿不會掉落，有效防止硬質合金襯套因承受拉力而斷裂；閥座芯和閥座套采用間隙配合，方便安裝，再增加圓柱銷定位，防止閥座芯和閥座套在大流量的高壓流體沖擊下松動而產生相對運動，導致節流孔位置偏移。

附圖說明

圖1是常規柱塞節流閥的結構圖。

圖2是常規柱塞式節流閥內部結構圖。

圖3是一種柱塞式節流閥結構圖。

圖4是一種柱塞式節流閥內部結構圖。

圖5是一種柱塞式節流閥流量-行程曲線圖。

圖3至圖5中標記定義：1.閥桿，2.硬質合金襯套，3.閥座套，4.閥座芯，5.第一O形圈，6.第二O形圈，7.閥體，8.閥蓋，9.閥桿流道孔，10.孔用格來圈，11.閥蓋墊環，12.PTFE墊片，13.耐磨環，14.硬質合金襯套流道孔，15.銷釘，16.銷軸，17.彈性圓柱銷，18.非金屬墊片，19.金屬墊片，20.手輪，30.進口，40.出口。

具體實施方式