[发明专利]一种柱塞式节流阀

说明书

技术领域

本发明是用于石油开采设备上的一种柱塞式节流阀。

背景技术

柱塞式节流阀，安装在采油树生产翼或管汇系统中，用来控制油气井的生产流量和压力。见图1、图2所示常规的柱塞式节流阀，设有阀杆1'、硬质合金衬套2'、阀座套3'、阀座芯4'、O形圈5'、挡圈6'和阀体7'等构件；其中阀体7'设有进口30'和出口40'，阀体7'内腔中阀座套3'和阀座芯4'采用过盈配合方式连为一体，阀杆1'和硬质合金衬套2'采用过盈配合方式连为一体，阀座套3'与阀体7'之间设有O形圈5'和挡圈6'；由手轮20'驱动阀杆1'和硬质合金衬套2'在阀座芯4'的腔体内上下移动，实现开关和调节流量和压力。但是，在大流量（Max.Cv=420）的工况条件下，阀体内部会受到高速流体极大的冲击，从而导致节流阀开启力矩较大，流量调节不灵敏，噪音大等问题。更为重要的是，阀杆1'和硬质合金衬套2'在长期受高速流体作用下容易产生分离和脱落，严重时，甚至会造成阀杆断裂，刺穿阀座，脱落的硬质合金碎片还会堵塞并破坏下游设备。

发明内容

为了克服常规柱塞式节流阀在大流量工况条件下出现的缺陷，本发明提出一种柱塞式节流阀，能克服上述问题。

本发明的技术方案是：一种柱塞式节流阀，包括阀杆、硬质合金衬套、阀座套、阀座芯、第一O形圈、第二O形圈和阀体；其中阀体设有进口和出口，阀体内腔中阀座套和阀座芯采用间隙配合方式连为一体，阀杆和硬质合金衬套采用过盈配合方式连为一体，第一O形圈设于阀体与阀座套之间，第二O形圈设于阀座套与阀座芯之间；由手轮驱动阀杆和硬质合金衬套在阀座芯的腔体内上下移动，实现开关和调节流量和压力，其特征在于阀杆和硬质合金衬套设有贯通上下的流道孔，流道孔分为两段，一段设在阀杆，另一段设在硬质合金衬套，两段流道孔对接。

进一步，阀杆和硬质合金衬套增加销轴和销钉连接，其中销轴沿阀杆轴心线穿越硬质合金衬套后与阀杆连接，销钉依阀杆径向穿插于阀杆1和销轴中。

进一步，阀座芯和阀座套间隙配合处加设圆柱销。

本发明针对常规柱塞式节流阀在大流量工况条件下出现的问题，从上述三个方向进行针对性改进：在阀杆和硬质合金衬套内设计上下贯通的流道孔，在节流阀开启或关闭过程中，该流道孔可以平衡阀杆上下腔的压力，因此获得减小开关扭矩、缩短开关时间，流量调节灵敏度更高的效果；阀杆和硬质合金衬套除了有过盈配合的连接外，增加销轴和销钉连接，增强阀杆和硬质合金衬套的结合力，提高了对大流量流体冲击的承受力，能保护衬套与阀杆不会掉落，有效防止硬质合金衬套因承受拉力而断裂；阀座芯和阀座套采用间隙配合，方便安装，再增加圆柱销定位，防止阀座芯和阀座套在大流量的高压流体冲击下松动而产生相对运动，导致节流孔位置偏移。

附图说明

图1是常规柱塞节流阀的结构图。

图2是常规柱塞式节流阀内部结构图。

图3是一种柱塞式节流阀结构图。

图4是一种柱塞式节流阀内部结构图。

图5是一种柱塞式节流阀流量-行程曲线图。

图3至图5中标记定义：1.阀杆，2.硬质合金衬套，3.阀座套，4.阀座芯，5.第一O形圈，6.第二O形圈，7.阀体，8.阀盖，9.阀杆流道孔，10.孔用格来圈，11.阀盖垫环，12.PTFE垫片，13.耐磨环，14.硬质合金衬套流道孔，15.销钉，16.销轴，17.弹性圆柱销，18.非金属垫片，19.金属垫片，20.手轮，30.进口，40.出口。

具体实施方式