一种应用于地下流体取样过程的换向阀制造技术

本实用新型专利技术提供一种应用于地下流体取样过程的换向阀，包括：阀体顶盖、阀体、阀芯、弹簧以及阀体底盖。阀体顶盖中间开设有与高压气源连接的阀体进气口，阀体中部开设有阀体进液口和阀体出液口，阀芯顶端开设有L型通孔，中间开设有横向的直通孔，在阀芯下部和阀体底盖内侧凸起处安设有弹簧。自然状态下阀体进液口、阀芯直通孔和阀体出液口导通，外界环境流体自然流入。当高压气体通过阀体进气口进入L型通孔后，推动阀芯向下移动，最终使阀芯L型通孔的出气口与阀体出液口导通，外界流体无法流入。根据本实用新型专利技术的换向阀，将气体通道和液体通道分开，且液体通道处于常开状态，取样液体可以自由流入取样装置，无压力敏感元件，无启动压力。

Reversing valve applied to underground fluid sampling process

The utility model provides a reversing valve applied to the sampling process of underground fluid, comprising a valve body, a top cover, a valve body, a valve core, a spring and a valve body bottom cover. The valve cover is arranged in the middle of a high-pressure air source is connected with the inlet valve, the valve body is arranged in the middle of a liquid inlet and a liquid outlet of the valve body, valve top open L type through hole, the through hole is arranged in the middle of the lateral, medial bulge in the lower part of the valve core and the cover body is provided with a spring at the bottom. In natural condition, the inlet of valve body, the through hole of valve core and the outlet of valve body lead to the natural flow of environment fluid. When the high-pressure gas enters the L type through hole through the air inlet of the valve body, the valve core is pushed downwards to move, and finally the air outlet of the L type through hole of the valve core is communicated with the liquid outlet of the valve body, and the outside fluid can not flow in. According to the reversing valve of the utility model, the gas passage is separated from the liquid passage, and the liquid channel is in normally open state, and the sampling liquid can freely flow into the sampling device, without pressure sensitive elements and without starting pressure.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于地下流体取样过程的换向阀
本技术涉及仪表阀门控制
，具体涉及一种应用于地下流体取样过程的换向阀。
技术介绍
在地下环境污染监测与治理领域，需要采集地下一定深度的地下流体用于测试化验分析。同时在水文地质调查、垃圾废弃物地下埋存的监测以及CO2地质封存等领域都需要对地下水进行取样监测。然而现在国内现有的监测技术并不能完全满足需要，其中气体推动式U型管取样器是诸多取样装置中应用效果较好的一种，但是由于其核心部件—单向阀或者类似功能的部件性能不稳定，且容易被泥沙堵塞导致元件失效。而此类元件一旦失效意味着整个取样层位报废，不但造成经济损失，而且使取样井的取样功能完全丧失。因此单向阀对于传统U型管取样器意义重大。现有应用在地下流体取样过程中的方向控制元件主要是单向阀。主要类型有弹簧式单向阀，其单向阀阀芯通常是橡胶阀瓣，利用弹簧将阀瓣封闭阀体的进液口。当液体从进液口有一定压力超过弹簧弹力时，单向阀导通。当流体从出液口流入时由于阀瓣封闭阀体的进液口，单向阀不导通。但是当反向压力过大时超过阀芯的密闭压力，单向阀被破坏，单向导通功能失效。因此该中类型的单向阀对使用环境的压力要求较为严苛，正向导通存在启动压力，反向存在最大密闭压力。此外还有重力式单向控制元件，“一种多级监测井气压泵取样系统装置及其方法”(公布号：CN102749223A)和“一种U型管取样器井下管线连接装置”(公布号：CN203798628U)公布了一种重力式复合单向阀的结构。和弹簧式的单向阀类似，是常闭结构具有启动压力，只有液体压力超过启动压力，才能实现单向导通。这些单向阀除了有压力要求之外，还对流体环境的杂质比较敏感。当有颗粒杂质堆积在进液口和阀芯接触的位置，单向阀的单向导通功能也会失效。单向阀的这些缺点使其应用深度收到限制。另外许多单向阀使用密封圈密封或者螺纹+生胶带组合密封等方式，在各种使用环境中存在材料老化、被腐蚀失效等问题。一旦密封失效，会导致整个取样系统报废。
技术实现思路
针对以上问题，为了解决单向阀使用寿命不稳定，容易堵塞失效的缺陷，将传统的单向导通思路拓展为方向控制的思想，本技术的目的在于提供一种应用在地下流体取样过程中的换向阀，该装置结构设计巧妙新颖，将气体通道和液体通道分开，且液体通道处于常开状态，取样液体可以自由流入取样装置，无压力敏感元件，无启动压力，能够承受较高的压力，对应用的液体环境要求低，具有较好的应用价值。为了实现上述目的，本技术的一种应用于地下流体取样过程的换向阀，其特征在于，包括：阀体顶盖、阀体、阀芯、弹簧以及阀体底盖。所述阀体顶盖，中间开设有与高压气源连接的阀体进气口。所述阀体，为圆柱体结构，在靠近其中间位置的两侧壁对称地开设有阀体进液口和阀体出液口，所述阀体内腔壁上部自顶部至靠近所述阀体进液口和所述阀体出液口的位置呈内楔形环面。所述阀芯，整体呈台阶形圆柱状，其下部较细上部较粗，所述阀芯顶端开设有L型通孔，所述阀芯中间开设有横向的直通孔，该L型通孔出气口和直通孔在同一个平面内，所述阀芯外侧的上半部呈外楔形结构的环面，与所述阀体内腔的所述内楔形环面配合形成楔形自密封构造，所述阀芯下端为细圆柱体。所述阀体底盖，与所述阀体连接，其内侧和外侧各设有一凸起，中间通孔，在所述阀芯下部和所述阀体底盖内侧凸起之间安设有弹簧。所述阀体顶盖为凸缘状结构，在其与所述阀体连接的面设有小于所述阀体内腔直径的凹槽，该凹槽的槽深为1～2mm。所述阀芯下端的细圆柱体底端形成为弧状结构，所述阀体底盖内侧凸起通孔端面形成为弧状，当所述阀芯位于底部位置时，该端面与所述阀芯下端的细圆柱体底端啮合。所述阀体底盖外侧凸起内的通孔直径形成为大于所述阀体底盖内侧的通孔直径，在所述阀体底盖的外侧通孔内放置有浮球，在所述浮球下方的所述阀体底盖的外侧通孔内还设置有泄压转接接头，该泄压转接接头为圆柱状的中空柱体结构，其与所述浮球接触端的端面设有凸起，该端的圆柱体外壁光滑，与所述阀体底盖的外侧通孔过盈装配；所述泄压转接接头的另一端与所述调压导管的一端连接，所述调压导管的另一端与设置在所述阀体出液口处的调压孔连接。形成于所述阀体内腔壁上部的内楔形环面、以及与该内楔形环面相对应地形成于所述阀芯上半部的外楔形环面的楔形坡度为2～5°。所述弹簧的材质根据地下水取样分析的要求可以采用金属材质或者非金属材质。所述阀体顶盖的所述阀体进气口为直径3～5mm。本技术的一种应用在地下流体取样过程中的换向阀，具备：阀体顶盖、阀体、阀芯、弹簧以及阀体底盖。该换向阀为圆柱体结构，直径8～20mm，高度20～40mm，阀体顶盖、阀体底盖与阀体焊接连接或者螺纹密封成整体。阀体顶盖为凸缘状结构，中间开设有阀体进气口(直径3～5mm)，与高压气源连接。其与阀体连接的面设有小于阀体内腔直径的凹槽(槽深1～2mm)，阀体靠近中间位置的两侧壁对称地开设有阀体进液口和阀体出液口，阀体进液孔直接连通外部流体环境，阀体出液孔与取样装置的储存地下流体的容器连通，阀体内腔壁上部自顶部至靠近阀体进液口和阀体出液口的位置设计成内楔形结构的环面，楔形坡度为2～5°。阀芯整体呈台阶形圆柱状，其下部较细上部较粗。阀芯顶端开设有L型通孔的阀芯出气口，阀芯中间开设有横向的直通孔，L型通孔的阀芯出气口和直通孔在同一个平面内。阀芯直通孔以上的柱体(即阀芯上部)的外侧设计成外楔形结构的环面，与阀体内腔的楔形环面对应，随着阀芯向下运动，两个楔形环面相互接触，当阀芯位于底部位置时，该外楔形结构与所述阀体上部的内楔形内腔壁形成楔形自密封构造，从而起到密封作用。阀芯下端是一细圆柱体，圆柱底端设计成弧状结构。阀体底盖内侧和外侧各设有一凸起，中间通孔，阀体底盖内侧凸起通孔端面为一弧状，当阀芯位于底部位置时，该端面与阀芯下端的细圆柱体底端啮合。在阀芯下部和阀体底盖内侧凸起处安设有弹簧，弹簧使阀芯在正常状态下始终处于阀体内腔的上部。阀芯下端的细圆柱和阀体底盖内侧凸起为弹簧提供附着位置，同时弹簧两端固定，防止阀芯旋转。阀体底盖外侧凸起内的通孔直径形成为大于阀体底盖内侧的通孔(即底盖泄压孔)直径，在阀体底盖的外侧通孔内放置有塑料浮球，在浮球下方的阀体底盖的外侧通孔内还设置有泄压转接接头，该泄压转接接头为圆柱状的中空柱体结构(中间通孔内径为1～3mm)，其与浮球接触端的端面设有凸起，该凸起能够保证浮球与泄压转接接头的端面之间始终存在缝隙，使浮球不能密封泄压转接接头，保持泄压通道的畅通，该端的圆柱体外壁光滑，与阀体底盖的外侧通孔过盈装配；泄压转接接头的另一端与调压导管的一端通过胀紧或者焊接等方式连接，可以在外壁设有多道环状凸起以便在采用胀紧连接时增加接口之间的密封效果。调压导管的另一端与设置在阀体出液口处的调压孔连接。换向阀在弹簧的自然状态下，阀芯直通孔和阀体进液口、阀体出液口导通形成通路，外界环境流体自然流入。当高压气体通过阀体进气口进入L型通孔后，推动阀芯下移，最终阀芯L型通孔的出气口与阀体出液口导通，外界流体无法流入。由于弹簧两端固定，能保证阀体和阀芯各孔的对应关系不变。阀体出液口为三通构造，其中一小孔即调压孔通过调压导管与泄压转接接头胀紧连接。在该换向阀正常使用时，处于液体环境中，其中阀体进气口与高压气源连通，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于地下流体取样过程的换向阀，其特征在于，包括：阀体顶盖、阀体、阀芯、弹簧以及阀体底盖，所述阀体顶盖，中间开设有与高压气源连接的阀体进气口；所述阀体，为圆柱体结构，在靠近其中间位置的两侧壁对称地开设有阀体进液口和阀体出液口，所述阀体内腔壁上部自顶部至靠近所述阀体进液口和所述阀体出液口的位置呈内楔形环面；所述阀芯，整体呈台阶形圆柱状，其下部较细上部较粗，所述阀芯顶端开设有L型通孔，所述阀芯中间开设有横向的直通孔，该L型通孔出气口和直通孔在同一个平面内，所述阀芯外侧的上半部呈外楔形结构的环面，与所述阀体内腔的所述内楔形环面配合形成楔形自密封构造，所述阀芯下端为细圆柱体；所述阀体底盖，与所述阀体连接，其内侧和外侧各设有一凸起，中间通孔，在所述阀芯下部和所述阀体底盖内侧凸起之间安设有弹簧。

【技术特征摘要】
2016.02.02 CN 20161007273921.一种应用于地下流体取样过程的换向阀，其特征在于，包括：阀体顶盖、阀体、阀芯、弹簧以及阀体底盖，所述阀体顶盖，中间开设有与高压气源连接的阀体进气口；所述阀体，为圆柱体结构，在靠近其中间位置的两侧壁对称地开设有阀体进液口和阀体出液口，所述阀体内腔壁上部自顶部至靠近所述阀体进液口和所述阀体出液口的位置呈内楔形环面；所述阀芯，整体呈台阶形圆柱状，其下部较细上部较粗，所述阀芯顶端开设有L型通孔，所述阀芯中间开设有横向的直通孔，该L型通孔出气口和直通孔在同一个平面内，所述阀芯外侧的上半部呈外楔形结构的环面，与所述阀体内腔的所述内楔形环面配合形成楔形自密封构造，所述阀芯下端为细圆柱体；所述阀体底盖，与所述阀体连接，其内侧和外侧各设有一凸起，中间通孔，在所述阀芯下部和所述阀体底盖内侧凸起之间安设有弹簧。2.如权利要求1所述的应用于地下流体取样过程的换向阀，其特征在于，所述阀体顶盖为凸缘状结构，在其与所述阀体连接的面设有小于所述阀体内腔直径的凹槽，该凹槽的槽深为1～2mm。3.如权利要求1所述的应用于地下流体取样过程的换向阀，其特征在于，所述阀芯下端的细圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋然然，李琦，刘学浩，李小春，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：新型
国别省市：湖北,42