[发明专利]一种电动球阀有效

专利信息
申请号: 201410497472.2 申请日: 2014-09-24
公开(公告)号: CN104329480A 公开(公告)日: 2015-02-04
发明(设计)人: 刘银水;韩明兴;吴德发;李东林;赵旭峰;邓亦攀;李晓晖 申请(专利权)人: 华中科技大学;厦门大学深圳研究院
主分类号: F16K5/06 分类号: F16K5/06;F16K5/08
代理公司: 华中科技大学专利中心 42201 代理人: 李智
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 电动 球阀
【说明书】:

技术领域

发明属于球阀领域,更具体地,涉及一种电动球阀。

背景技术

在诸如核电厂、原油开采、天然气开采等场合,需要对高温高压流体进行控制。原油开采中经常采用的水驱压裂技术,利用封堵球对不同层位进行分段压裂的水驱多级压裂技术,封堵球从上到下直径铸件减小,相应管路的通径也减小。如将球阀应用其中,采用阀控多级压裂技术,相比于传统的压裂技术,操作简单,只需给出相应控制信号,控制电机的正反转,即可实现流口的换向完成系统压裂口的打开和关闭功能,简化了整个系统的结构,可保持各级压裂管路通径一致,不用做缩径处理,不仅降低了开采成本,还提高了系统的工作效率及产量。

在这些领域中所需用的阀往往都要满足以下特点:

1)工作压力高,其最高压力可达30MPa以上,甚至到90MPa;

2)工作温度高,其最高温度可达150℃以上;

3)安装空间小,需要结构紧凑、安装方便;

4)安全可靠,需要零泄漏,不会因为泄漏造成误动作。

球阀通过旋转球形耳轴球式阀芯来灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换。由于球阀自身良好的密封性能(球面密封形式能实现完全密封),结构简单等优点,球阀在各工业领域应用十分广泛。目前国内外的高温高压阀中,世伟洛克(Swagelok)的系列球阀具有代表性,如83系列和H83系列的高温高压阀以及HOKE76系列等。但这些球阀应用在上述场合均存在以下问题:

(1)由于采用多个碟簧叠加在一起等进行温度、压力和磨损补偿,每个碟簧的体积较大,导致安装的体积过大;

(2)采用方形结构,进流口和出流口布置不在同一端面,不利于管路安装的集成,需要占用较大的安装空间,与石流等化工工业中常用的圆形管道安装环境难以很好的兼容;

(3)由多个碟簧的压缩量产生的力进行补偿,并根据高压条件下的密封要求选择压缩量,必然造成在低压时补偿力过大,增大了摩擦力,需要更大的驱动功率,同时也加速了球阀的磨损。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种电动球阀,采用柔性补偿件进行温度、压力和磨损的补偿,密封性能可靠,并能够保证换向的可靠性,其体积小,整体呈柱形结构,可方便地安装于各种工业管道系统之中。

为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种电动球阀,包括阀套及设置在阀套内的耳轴球式阀芯、抵靠在耳轴球式阀芯上的阀座以及能带动耳轴球式阀芯旋转的阀杆,阀座的数量为两个,两个阀座对称分布在耳轴球式阀芯的两侧,阀套整体呈柱形,阀套包括阀体及固定安装在阀体上的套筒,耳轴球式阀芯上设有进流通道和出流通道,套筒远离阀体的一端安装有能驱动阀杆转动的电机,阀体远离套筒的端面上设置有一个进流孔和两个出流孔,进流孔的轴线与阀体的轴线同线,两个出流孔关于进流孔中心对称分布在进流孔的两侧,阀体内设置有用于连通进流孔与进流通道的进流连接通路和用于连通出流孔与出流通道的出流连接通路,每个阀座上均抵靠有能产生弹性形变从而施加弹力压紧阀座的柔性补偿件,每个柔性补偿件上均抵靠有一螺塞,螺塞安装在阀体上,阀座、柔性补偿件和螺塞沿阀体的径向设置,阀座上设有用于连通耳轴球式阀芯上的出流通道的第一中间孔,柔性补偿件上设有用于连通第一中间孔与出流孔的第二中间孔。

优选地,所述阀杆包括大端和小端,阀杆的大端连接在电机的转轴上,阀杆的小端抵靠在耳轴球式阀芯上,阀杆的大端上加工有弧度为90°的弧形凸台,阀体的内壁加工有与阀杆上的弧形凸台相应的弧度为270°的弧形凹槽,弧形凸台在弧形凹槽内转动,从而将阀杆的转动行程控制在180°以内。

优选地,所述耳轴球式阀芯靠近阀杆的一端设置有第一方形孔,所述阀杆靠近耳轴球式阀芯的一端设置有与第一方形孔相应的第一方形凸台,第一方形凸台伸入第一方形孔内从而使阀杆带动耳轴球式阀芯转动。

优选地,所述阀杆靠近电机的一端设置有第二方形孔,所述电机的转轴上设置有与第二方形孔相应的第二方形凸台,第二方形凸台伸入第二方形孔内,从而使电机带动阀杆转动。

优选地,所述套筒内安装有推力球轴承,所述电机的转轴穿过推力球轴承后连接在阀杆上,阀杆靠近电机的一端抵靠在推力球轴承的侧面上,第二方形凸台靠近阀杆的一端的端面与阀杆在第二方形孔处的内壁之间存在间隙。

优选地,所述柔性补偿件上设置有能发生弹性形变的弯曲部,所述弯曲部抵接在阀座上。

优选地,所述阀座上套接有第一密封圈。

优选地,所述螺塞上套接有第二密封圈。

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