一种旋塞阀的改进方法及结构技术

本发明专利技术公开了一种旋塞阀的改进方法及结构，本发明专利技术是采用在阀体的操作孔的孔口处设置限位凸台，同时在操作键上设置弧形限位槽，通过限位凸台与弧形限位槽的旋转配合使操作键只能在90度范围内旋转，同时操作键上设置一字形凸键与球芯上的键槽连接，共同实现旋塞阀开和关功能；在操作键底部设置限位环以避免水流通道内水压将操作键从操作孔顶出；操作键底部通过一字形凸键与阀芯上的键槽连接，实现简化旋塞阀结构，提高旋塞阀的可靠性。本发明专利技术的旋塞阀操作键为整体结构，结构简单，零件数量较少，降低了加工难度，提高了阀体强度，有效解决了由于井下恶略工况造成旋塞阀应力集中问题，可避免旋塞阀在井下发生断裂的风险。提高了产品的性价比。

Improvement method and structure of a plug valve

【技术实现步骤摘要】
一种旋塞阀的改进方法及结构
本专利技术涉及一种旋塞阀的改进方法及结构，属于球阀结构

技术介绍
旋塞阀作为一种钻具内防喷球阀已经广泛应用在国内外的钻井和修井施工作业中，用于隔断或者连通钻柱水流通道中的液体。在正常钻进过程中打开旋塞阀钻井液进入钻柱，接单根时关闭旋塞阀可以避免钻井液溅在井台上，既避免了钻井液的浪费，又满足了环保要求；当井下发生井涌、井喷等事故时及时关闭旋塞阀可以防止可燃气体或者液体溢出井口，造成人员伤亡和财产损失，但是现有市场上常用的旋塞阀受结构限制，往往会带来新的安全隐患，如现有旋塞阀的阀体内孔中的槽产生的应力集中断裂情况，操作键为组合结构，上、下球座结构不统一，零件多，结构复杂，拆装不方便，耗时费力，试压不稳定。因此，现有技术还存在不足，有待于进一步完善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种旋塞阀的改进方法及结构，以最大限度的减少零件数量，最大限度的减少零件材料消耗，并在提高旋塞阀强度安全的前提下最大限度的降低加工难度，且能够实现一定压力下的带压开和带压关，从而提高旋塞阀的可靠性、安全性和克服现有技术还存在的不足。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的一种旋塞阀的改进方法，该方法是采用在阀体的操作孔的孔口处设置限位凸台，同时在操作键上设置弧形限位槽，通过限位凸台与操作键上弧形限位槽的旋转配合使操作键只能在90度范围内旋转，同时操作键底部通过一字形凸键与阀芯上的键槽连接，共同来实现旋塞阀开和关功能；另外在操作键底部设置限位环以避免水流通道内水压将操作键从操作孔顶出；操作键底部通过一字形凸键与阀芯上的键槽连接，以实现简化旋塞阀结构，提高旋塞阀可靠性的目的。前述改进方法中，将所述阀芯上、下两端的上球座和下球座设计成结构相同的标准球座，简化加工程序并使上、下球座可互换使用；在阀芯的键槽中央增设小孔，以方便打压试验时快速排气，提高打压效率。前述改进方法中，在阀体对应孔上设有密封圈槽，装入双挡圈结构的O形圈，操作键的结构更简单，对应密封圈处为光滑圆柱面，在相同的内四方或者内六方旋钮孔尺寸的时候可以做到圆柱直径最小，即操作键强度最好，同时在阀体上开的孔也能够开得最小，因此提高了阀体的强度，有效保证了阀体可靠性。当然本结构也可轻易实现变型，将操作孔与操作键处设置在操作孔上的密封圈槽设计放置在操作键上，对应的阀体孔处是光滑内孔，也是本操作键处结构的变型。前述改进方法中，将位于所述标准球座顶部的备帽与阀体螺纹连接，实现标准球座与阀芯压紧的调节和定位；以简化旋塞阀结构。按上述改进方法构成的本专利技术的一种旋塞阀的改进结构，包括阀体，阀体一侧设有操作键；操作键与阀体内的球芯配合连接；球芯上、下两端分别安装有球座；球芯上方的球座顶部设有备帽；备帽与球座以及球座与阀体之间设有弹簧；备帽顶部设有孔用弹性挡圈。前述旋塞阀的改进结构中，所述阀体为管状结构；阀体设有球座限位环、用于安装备帽的内螺纹和用于安装孔用弹性挡圈的挡圈槽；阀体一侧设有操作孔，操作孔的孔口处设有限位凸台，操作孔的下部设有用于安装双挡圈结构密封圈的操作孔密封槽。前述旋塞阀的改进结构中，所述操作键为圆柱结构；操作键顶端中央设有旋扭孔，操作键的旋扭孔口部为内四方或者内六方，所述操作键旋扭孔孔底设有螺纹盲孔；操作键顶端边缘设有弧形限位槽，所述操作键上的弧形限位槽与阀体一侧的操作孔口处的限位凸台旋转配合，使操作键只能在90度范围内旋转，同时操作键底部通过一字形凸键与阀芯上的键槽连接，共同来实现旋塞阀结构的开和关功能；所述限位凸台的数量和操作键的弧形限位槽数量为1～3个；操作键底端设有一字形凸键，在操作键一字形凸键上方的圆柱外圆设有限位环；限位环顶面设有油槽，限位环顶面油槽上设有软金属密封垫。前述旋塞阀的改进结构中，所述球芯上设有光滑通孔，光滑通孔的中轴线与阀体的中轴线重合；球芯上设有平行于光滑通孔中轴线的操作平面，操作平面上设有垂直于光滑通孔中轴线的键槽；所述键槽与操作键底端的一字形凸键配合连接；所述键槽中心设有小孔。前述旋塞阀的改进结构中，所述球芯上、下两端的球座结构相同均为凸字形圆管结构；球座的大头端管口与球芯的球体配合面为内凹球面，球座的小头管端外径上设有球座密封槽，球座密封槽内设有双挡圈结构密封圈，球座的大头端面为全平整面，在拆卸操作键时，不会干涉遮挡；操作键的操作孔底部设计有一个螺纹盲孔，此孔在组装操作键时可以用工装轻松拉动到位，提高了组装效率。前述旋塞阀的改进结构中，所述备帽为圆管结构；备帽外圆设有外螺纹，外螺纹与阀体内的内螺纹配合连接；备帽顶部管口处设有一组用于拧紧备帽的旋拧槽；弹簧为波纹弹簧或一组均布的圆柱弹簧。前述旋塞阀的改进结构中，阀体的水流通道、球芯及其上、下两端的球座的水流通道、以及备帽和阀体内孔组成的水流通道均为光滑的相同直径的通径。由于采用了上述技术方案，本专利技术与现有技术相比，本专利技术的旋塞阀操作键为整体结构，同时取消了现有结构中的上、下拼环、支撑套、十字节和操作键套，零件数量较少，结构更简单；由于无需在阀体内加工用于安装上、下拼环和操作键套的深环槽，提高了阀体强度，本专利技术的旋塞阀有效解决了由于井下恶略工况造成旋塞阀应力集中问题，可避免旋塞阀在井下发生断裂的风险。现有旋塞阀中的上、下球座结构不同，不能互换。本专利技术统一了上、下球座结构，上、下球座可以完全互换，实现零件的标准化；由于零件数量的减少，使得球芯组件总高度缩短，利于密封的设置和阀体精加工密封面的加工控制，大大降低了加工难度。同时也有利于密封和组织生产及批量生产。球芯上增加的小孔，以及整体结构，有利于旋塞阀上、下两端和阀体密封打压试验时，快速排气，节约打压时间，提高效率，同时容易实现高压和低压密封。本专利技术中储油槽设计在操作键限位环上而不是设计在金属密封垫一侧端面上，方便了组装，可避免软金属密封垫方向装反。本专利技术中阀体操作孔、球座和备帽下端均采用了双挡圈+O形圈的密封结构，方便了组装，可避免挡圈方向装反，又同时具有双向高压密封和导向支撑的性能。双波簧结构，有利于旋塞阀上下两端密封打压试验时，高压和低压密封，提高了打压合格率。可以根据现场需要，只需改变阀体轻松实现一组弹簧的结构，比如可以减掉上、下两端的球座外圆台阶上一个弹簧实现常规结构，同样有利于批量生产时减少生产备货。此外，在本专利技术的改进结构中水流通道没有沟槽，即球芯及其上、下两端的球座的水流通道、以及备帽和阀体内孔组成的水流通道均为光滑的相同直径的通径，没有沟槽，不会造成紊流，冲蚀工件内孔，因此本专利技术的结构不仅安全可靠，而且大大提高了整个旋塞阀的使用寿命。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1的A－A剖视图；图3是阀体的结构示意图；图4是操作键的结构示意图；图5是阀芯的结构示意图；图6是球座的结构示意图；图7是备帽的结构示意图；图8是现有技术的结构示意图；图9是图8的B－B剖视图。附图中的标记为：1-阀体、1.1-球座限位环、1.2-内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋塞阀的改进方法，其特征在于：该方法是采用在阀体的操作孔的孔口处设置限位凸台，同时在操作键上设置弧形限位槽，通过限位凸台与弧形限位槽的配合使操作键只能在90度范围内旋转；另外在操作键底部设置限位环以避免水流通道内水压将操作键从操作孔顶出；操作键底部通过一字形凸键与阀芯上的键槽连接，以实现简化旋塞阀结构，提高旋塞阀可靠性的目的。/n

【技术特征摘要】
20190930 CN 20191094535271.一种旋塞阀的改进方法，其特征在于：该方法是采用在阀体的操作孔的孔口处设置限位凸台，同时在操作键上设置弧形限位槽，通过限位凸台与弧形限位槽的配合使操作键只能在90度范围内旋转；另外在操作键底部设置限位环以避免水流通道内水压将操作键从操作孔顶出；操作键底部通过一字形凸键与阀芯上的键槽连接，以实现简化旋塞阀结构，提高旋塞阀可靠性的目的。


2.根据权利要求1所述旋塞阀的改进方法，其特征在于：将所述阀芯上、下两端的上球座和下球座设计成结构相同的标准球座，简化加工程序并使上、下球座可互换使用；在阀芯的键槽中央增设小孔，以方便打压试验时快速排气，提高打压效率。


3.根据权利要求1所述旋塞阀的改进方法，其特征在于：将位于所述标准球座顶部的备帽与阀体螺纹连接，实现标准球座与阀芯压紧的调节和定位；以简化旋塞阀结构。


4.一种按权利要求1～3所述任一改进方法构成的旋塞阀的改进结构，包括阀体（1），其特征在于：在阀体（1）一侧设有操作键（2）；操作键（2）与阀体（1）内的球芯（3）配合连接；球芯（3）上、下两端分别安装有球座（4）；球芯（3）上方的球座（4）顶部设有备帽（5）；备帽（5）与球座（4）以及球座（4）与阀体（1）之间设有弹簧（6）；备帽（5）顶部设有孔用弹性挡圈（7）。


5.根据权利要求4所述旋塞阀的改进结构，其特征在于：所述阀体（1）为管状结构；阀体（1）设有球座限位环（1.1）、用于安装备帽（5）的内螺纹（1.2）和用于安装孔用弹性挡圈（7）的挡圈槽（1.3）；阀体（1）一侧设有操作孔（1.4），操作孔（1.4）的孔口处设有限位凸台（1.5），操作孔（1.4）的下部设有用于安装双挡圈结构密封圈的操作孔密封槽（1.6）。


6.根据权利要求4所述旋塞阀的改进结构，其特征在于：所述操作键（2）为圆柱结构；操作键（2）顶端中央设有旋扭...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑞海，金锋，万文财，
申请(专利权)人：贵州高峰石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52