一种适用于150MPa压力的仪表阀制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于150MPa压力的仪表阀，涉及适用于天然气、石油化工行业的阀门技术领域。本实用新型专利技术的阀体上设置用于开关阀门的多级孔，其中一级孔的孔径小于二级孔的孔径，阀瓣下端的锥面与一级孔上的阀座配合形成锥面硬密封副，阀体上的进气孔道与一级孔连通，阀体上的出气孔道与二级孔连通，且出气孔道与二级孔连通的连通口位于阀瓣锥面的上方，该连通口与阀瓣锥面之间形成缓冲行程；阀瓣上端外侧壁与二级孔内壁之间形成节流降压间隙。本实用新型专利技术保证了150MPa的超高压力下密封所必须的密封比压，提高了阀门开关密封的可靠及使用寿命，还可解决连接仪表阀后端的传感元件或显示元件损伤或降低使用寿命的问题。元件或显示元件损伤或降低使用寿命的问题。元件或显示元件损伤或降低使用寿命的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于150MPa压力的仪表阀


[0001]本技术涉及适用于天然气、石油化工行业的阀门
，更具体的说涉及一种适用于150MPa压力的仪表阀。

技术介绍

[0002]目前，应用于天然气、石油化工行业仪表阀主要采用针型阀结构，如图1所示，包括阀体1、阀瓣2、填料垫4、填料6、阀杆11、阀杆螺母9、锁紧螺母10和手轮12。该结构的仪表阀阀杆比较细长，采用一体结构，密封靠截面为矩形的石墨填料。
[0003]如果将该结构的仪表阀应用到150MPa的超高压力环境中，一个是阀瓣与阀口的同心度不好保证，阀瓣的回位性差，从而造成密封不严，二是。尤其是在150MPa的超高压力工况下，在关闭和打开的瞬间将产生较大的冲击力，会造成连接仪表阀后端的传感元件或显示元件损伤或降低使用寿命。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中存在的问题，本技术提供了一种适用于150MPa压力的仪表阀，本技术的专利技术目的在于解决上述现有技术中的仪表阀在150MPa的超高压力工况下，在关闭和打开时的瞬间产生较大的冲击力，易造成连接仪表阀后端的传感元件或显示元件损伤或降低使用寿命的问题。本技术的阀体上设置用于开关阀门的多级孔，其中一级孔的孔径小于二级孔的孔径，阀瓣下端的锥面与一级孔上的阀座配合形成锥面硬密封副，阀体上的进气孔道与一级孔连通，阀体上的出气孔道与二级孔连通，且出气孔道与二级孔连通的连通口位于阀瓣锥面的上方，该连通口与阀瓣锥面之间形成缓冲行程；阀瓣上端外侧壁与二级孔内壁之间形成节流降压间隙。本技术保证了150MPa的超高压力下密封所必须的密封比压，又确保了阀座不容易挤压变形，从而提高了阀门开关密封的可靠及使用寿命，还可解决连接仪表阀后端的传感元件或显示元件损伤或降低使用寿命的问题。
[0005]为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术是通过下述技术方案实现的。
[0006]一种适用于150MPa压力的仪表阀，包括阀体和阀瓣，阀体上开设有用于开关阀门的多级孔，该多级孔包括一级孔和二级孔，其中，一级孔的孔径小于二级孔的孔径，阀瓣下端的锥面与一级孔上的阀座配合形成锥面硬密封副，阀体上的进气孔道与一级孔连通，阀体上的出气孔道与二级孔连通，且出气孔道与二级孔的连通口位于阀瓣锥面上方，该连通口与阀瓣锥面之间形成缓冲行程；阀瓣上端外侧壁与二级孔内壁之间形成节流降压间隙。
[0007]缓冲行程h与一级孔孔径d和二级孔孔径D有关，具体的，h=d2/4D。
[0008]所述多级孔还包括填料孔和接头孔，所述填料孔内装填有填料结构，所述接头孔用于装配填料压环和阀接头。
[0009]所述填料结构由下至上依次包括防爆O型圈、填料垫、防爆O型圈、中填料和上填料，所述填料结构由填料压环紧配压合在填料孔内。
[0010]所述中填料设置有4个，上填料设置有1个。
[0011]所述中填料和上填料采用V型填料，V型填料上端角度为100
°
，下端角度为90
°
。
[0012]所述阀接头与接头孔螺纹连接，并通过阀接头上的锁紧螺母将该阀接头锁紧在阀体上。
[0013]所述阀体的进气孔道和出气孔道均装配有接管组件，所述接管组件包括接管和接管螺套，所述接管插入进气孔道和出气孔道内的一端设置有锥形面，并通过接管螺套螺纹装配在阀体上，并通过接管螺套外的锁紧螺母锁紧。
[0014]仪表阀还包括阀杆，阀杆装配在阀接头上，且与阀接头螺纹配合，阀杆底部与阀瓣顶端通过槽孔挂靠连接。
[0015]阀瓣顶端与阀杆槽孔接触上端面为球面，且槽孔与阀瓣顶端厚度方向上形成间隙配合。
[0016]与现有技术相比，本技术所带来的有益的技术效果表现在：
[0017]1、在本技术中，阀瓣与阀体的二级孔为小间隙，且阀体的出气孔道与二级孔的连通口在阀瓣锥面的上方，且具有缓冲行程h；其中阀瓣可选用高强度、高耐磨的合金材料，表面硬度需在HRC45左右，与之配套的阀体选用硬度比阀瓣低10
‑
12的不锈钢材料。如果阀瓣与阀体二级孔之间为大开口，如现有技术图1中的结构，则阀门打开的瞬间由于150MPa的超高介质压力瞬间的冲击力，会过分挤压O型圈，也会造成连接仪表阀后端的传感元件或显示元件损伤或降低使用寿命。本技术中采用小的节流降压间隙在配合缓冲行程h，在流体流经节流降压间隙时，在节流降压间隙的压降作用下，大大减轻了这种过分挤压O型圈的冲击力；缓冲行程h的存在，在阀门打开的瞬间就形成了阀瓣锥面与阀体阀座的第一节流处，阀瓣锥面以上到连通口下端距离为h的第二节流处。第二节流处的阻尼比第一节流处大的多，而流体流经第一节流处到阀瓣锥面与阀体形成的锥面腔体的体积比第二节流处流出到连通口的流体体积大的多，而流入与流出的流量是一样的，这样第一节流处的流速就降低了，从而就减轻了对阀座、O型圈的冲刷，延长了使用寿命。这样的设计即保证了150MPa的超高介质压力下密封所必需的密封比压，又确保了阀座不容易挤压变形，从而提高了阀门开关密封的可靠及使用寿命。
[0018]2、在本技术中，将缓冲行程h设计成，h=d2/4D，其中，d为一级孔孔径，D为二级孔孔径。这种设计，可以进一步提升缓冲行程的节流降压效果，降低阀门打开时的冲击力。
[0019]3、在本技术中，可通过施加一定的扭矩到阀接头上，阀接头通过填料压环将上填料和中填料仅仅的压实在填料垫上，在填料垫内外安装防爆O型圈，它们一起与阀瓣外壁行程多道动密封。其中填料垫内的O型圈可选用特殊配方的高抗拉、抗压的橡胶材料，该防爆O型圈通过弹性形变形成第一级密封，填料可选用特殊配方的高强度、自润滑高分子塑料材料，结构采用V型，V型填料上端角度为100
°
，下端为90
°
，由于角度差及阀接头施加的压紧力，造成重叠在一起的中填料和上填料产生变形，从而4个中填料和1个上填料再形成5道密封。它们一起确保了150MPa介质压力密封的可靠性及使用寿命。
[0020]4、本技术的仪表阀进出口采用接管组件，接管组件包括接管和接管螺套，接管螺套通过螺纹连接到阀体上，接管螺套通过其上的锁紧螺母锁紧。这样设计的好处在于，接头连接在150MPa的超高介质压力下，采用垫片等密封不能确保密封泄漏的发生，而采用接管头部的锥面和阀体出气孔道配合形成锥面密封副，用接管螺套施加必需的密封比压
力，并用锁紧螺母确保密封不松动，就可以完美解决150MPa的超高介质压力接头密封的问题。
[0021]5、本技术中，阀瓣和阀杆为分段式设计，密封部分位于阀瓣下部的锥面，阀瓣上部与阀杆槽孔接触面上平面为球面，且槽孔与阀瓣厚度方向留有间隙。这样设计的好处在于，一是150MPa超高介质压力通过阀瓣球面及阀杆地面直接作用到阀杆螺纹上，阀杆低面与阀瓣球面接触面积小，从而手柄关闭阀门的力矩只需克服摩擦力即可，这样只需要施加较小的力到手柄上就能开关阀门，并保证必须的密封比压，也确保了阀瓣的使用寿命；二是由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于150MPa压力的仪表阀，包括阀体（1）和阀瓣（2），其特征在于：阀体（1）上开设有用于开关阀门的多级孔，该多级孔包括一级孔（23）和二级孔（24），其中，一级孔（23）的孔径小于二级孔（24）的孔径，阀瓣（2）下端的锥面与一级孔（23）上的阀座配合形成锥面硬密封副，阀体（1）上的进气孔道（19）与一级孔（23）连通，阀体（1）上的出气孔道（20）与二级孔（24）连通，且出气孔道（20）与二级孔（24）的连通口（21）位于阀瓣（2）锥面上方，该连通口（21）与阀瓣（2）锥面之间形成缓冲行程；阀瓣（2）上端外侧壁与二级孔（24）内壁之间形成节流降压间隙（5）。2.如权利要求1所述的一种适用于150MPa压力的仪表阀，其特征在于：缓冲行程h与一级孔（23）孔径d和二级孔（24）孔径D有关，具体的，h=d2/4D。3.如权利要求1或2所述的一种适用于150MPa压力的仪表阀，其特征在于：所述多级孔还包括填料孔和接头孔，所述填料孔内装填有填料结构，所述接头孔用于装配填料压环（8）和阀接头（9）。4.如权利要求3所述的一种适用于150MPa压力的仪表阀，其特征在于：所述填料结构由下至上依次包括防爆O型圈（3）、填料垫（4）、防爆O型圈（3）、中填料（6）和上填料（7），所述填料结构由填料压环（8）紧配压合在填料孔内。5.如权利要求4所述的一种适用于150MPa压力的仪表阀，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元清，冷清林，陈林云，谭乐嘉，
申请(专利权)人：四川长仪油气集输设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：