一种具有防砂功能的阀门制造技术

本发明专利技术公开了一种具有防砂功能的阀门及方法，包括阀体座、阀板和阀座，阀板和阀座均设置于阀体座中部的腔体内，阀座设有两个，且两个阀座对称设置于阀板的两侧，阀体座的中部设有阀体座孔，阀板的中部设有阀板通道孔，阀座的中部设有阀座孔，阀体座孔、阀板通道孔和阀座孔相对应，所述阀座的一侧为前端面，阀座的另一侧为后端面，后端面外边缘设有沟槽，沟槽内设有浮动密封件；所述阀座顶端靠近后端面的一侧设有固定防砂板，阀座顶端靠近前端面的一侧设有浮动防砂板，固定防砂板与浮动防砂板之间设有弹簧；本发明专利技术通过整体结构的设置，能防止管道中的颗粒物尤其是压裂砂进入阀腔内，使阀门具有防砂功能。阀门具有防砂功能。阀门具有防砂功能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有防砂功能的阀门


[0001]本专利技术涉及阀门相关
，具体为一种具有防砂功能的阀门。

技术介绍

[0002]在页岩气、页岩油的开采需要对地层进行压裂作业，在压裂作业的整个过程中，会使用超细的压裂砂，压裂砂的直径一般为0。08
‑
0。12mm。对于目前用于页岩气、页岩油开采所使用的阀门特别是压裂阀，阀板、阀座、阀体之间的间隙要远大于压裂砂的直径。所以在使用的过程中，大量的砂会进入阀腔内，导致阀门的密封失效。甚至整个压裂作业段还没有全部结束，阀门就已经进满了砂，需要将阀门全部拆开进行清砂处理，有时遇到紧急情况，由于阀门进砂严重导致阀门关不严引起伤人事故，有时为了保证压裂作业的正常进行需要不时的对压裂阀进行排砂作业处理。真是耗时又耗力，影响压裂进程的正常进行。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种具有防砂功能的阀门。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0005]本专利技术一种具有防砂功能的阀门，包括阀体座、阀板和阀座，阀板和阀座均设置于阀体座中部的腔体内，阀座设有两个，且两个阀座对称设置于阀板的两侧，阀体座的中部设有阀体座孔，阀板的中部设有阀板通道孔，阀座的中部设有阀座孔，阀体座孔、阀板通道孔和阀座孔相对应，所述阀座的一侧为前端面，阀座的另一侧为后端面，后端面外边缘设有沟槽，沟槽内设有浮动密封件；所述阀座顶端靠近后端面的一侧设有固定防砂板，阀座顶端靠近前端面的一侧设有浮动防砂板，固定防砂板与浮动防砂板之间设有弹簧。
[0006]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述浮动密封件外圈的外壁上设有金属抗挤挡圈。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述浮动密封件的内圈壁上设有金属支撑圈。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述金属支撑圈上呈环形阵列设有多个进压槽。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述浮动密封件的外侧设有凸面，凸面设置于金属抗挤挡圈与金属支撑圈之间。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述阀座的前端面的外圈设有环槽。
[0011]本专利技术的有益效果如下：
[0012]1、通过对阀座、浮动密封件和浮动防砂板外形结构的特殊设计，在工作压力下，由原来的静止状态变为浮动状态，改变了阀门的出口端密封变为进口端密封，达到了在工作压力下，能防止管道中的颗粒物尤其是压裂砂进入阀腔内，使阀门具有防砂功能。
[0013]2、阀座、浮动密封件和浮动防砂板均具有浮动效果，使得阀门其密封能力是随着工作压力的增大而越大，压力越大，密封越可靠。
[0014]3、当腔内无压力时，阀座、浮动密封件、浮动防砂板自身可以恢复到初始状态，无
需外部干预，保证防砂阀门的正常与持久使用。
[0015]4、一般不需要像其它阀门那样需要将阀门全部拆开进行维护保养，只要用清水通过阀门上的注脂口进行阀腔内的冲洗就可以了，维护保养简便，可以为用户降低维护保养费用。
附图说明
[0016]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0017]图1是出口端密封的阀门工作时受力分析结构示意图；
[0018]图2是出口端密封的阀门工作时状态的示意图；
[0019]图3是出口端密封的阀门安装唇形密封件的结构示意图；
[0020]图4是进口端密封的阀门工作时的受力分析结构示意图；
[0021]图5是进口端密封的阀门工作时状态的示意图；
[0022]图6是现有阀门开启或关闭过程中含砂流体运动状态示意图；
[0023]图7是本专利技术一种具有防砂功能的阀门的结构示意图；
[0024]图8是本专利技术一种具有防砂功能的阀门的阀座结构示意图；
[0025]图9是本专利技术一种具有防砂功能的阀门图8中A处放大图；
[0026]图10是本专利技术一种具有防砂功能的阀门的金属支撑圈侧面的结构示意图。
[0027]图中：1、阀体座；2、阀板；3、阀座；4、前端面；5、后端面；6、沟槽；7、浮动密封件；8、固定防砂板；9、浮动防砂板；10、弹簧；11、金属抗挤挡圈；12、金属支撑圈；13、进压槽；14、阀体座孔；15、阀座孔；16、阀板通道孔。
具体实施方式
[0028]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]实施例：对现有的阀门结构进行分析，如下；
[0030]1、如图1
‑
2所示，在工作压力下，对于出口端密封的阀门来说，推力会使阀板朝着出口端阀座运动，在力的传递下，出口端阀座的前端密封面与阀板接触，出口端阀座的后端面与阀体座孔端面接触，造成了阀体、阀座、阀板间的设计误差全部累加在进口端处，另外进口端阀座在工作压力的作用下，进口端阀座前端面会与阀板脱开，朝着阀体座孔端面运动，最终相互之间接触在一起。造成了进口端阀座的前端面与阀板之间的间隙会达到最大。如图3所示，出口端阀座的前端面与阀板之间形成了金属对金属密封，出口端阀座的后端面与阀体座孔端面之间的非金属密封一般采用唇形密封。进口端阀座的后端面与阀体座孔端面之间的非金属密封一般也是采用唇形密封。对于目前出口端密封的阀门来说，阀体座孔端面与阀座后端面之间一般采用非金属唇形密封，唇形密封在阀座的后端面的平面沟槽中一般是静止不动的，是靠唇形密封的过盈量来保证阀体与阀座之间的一种过渡密封。采用唇形密封其阀体、阀座、阀板之间的间隙必须严格控制，间隙太大，管道中的颗粒物会通过间隙进入阀腔。间隙太小，会影响阀门的安装，影响阀门的开启扭矩。
[0031]2、如图3
‑
4所示，在工作压力下，对于进口端密封的阀门来说，阀板是静止不动的，
推力推动进口端阀座朝着阀板方向运动并接触，进口端阀座的后端面与阀体座孔断面之间是不接触的，会存在间隙，但是其间隙量仅仅是出口端阀门间隙量的1/2，对于出口端阀座来说，如果阀门是关闭的，阀座的前端面会在力的推动下与阀板紧密接触，其接触比压不是很大，如果阀门是开启的，阀座的前端面在密封件的过盈推力下会与阀板接触，出口端阀座的后端面与阀体座孔断面之间是不接触的，会存在间隙，但是其间隙量仅仅是出口端阀门间隙量的1/2。
[0032]3、如图5所示，当阀门在开启与关闭的过程中，阀腔会与阀门通道孔通过阀板通道孔进行导通，砂会在此时进入阀腔内。
[0033]通过对以上阀门结构分析，认为要想阀门实现防砂功能，需要解决三个问题，第一个要解决阀门出口端密封变为阀门进口端密封。第二个要解决阀座的后端面与阀体之间的密封，第三个要解决阀门在开启与关闭的过程中，防止砂进入阀腔内。这三个问题得到解决的话，阀门的防砂功能就能够得到实现。
[0034]如图1所示，本专利技术一种具有防砂功能的阀门，包括阀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有防砂功能的阀门，包括阀体座(1)、阀板(2)和阀座(3)，阀板(2)和阀座(3)均设置于阀体座(1)中部的腔体内，阀座(3)设有两个，且两个阀座(3)对称设置于阀板(2)的两侧，阀体座(1)的中部设有阀体座孔(14)，阀板(2)的中部设有阀板通道孔(16)，阀座(3)的中部设有阀座孔(15)，阀体座孔(14)、阀板通道孔(16)和阀座孔(15)相对应，其特征在于，所述阀座(3)的一侧为前端面(4)，阀座(3)的另一侧为后端面(5)，后端面(5)外边缘设有沟槽(6)，沟槽(6)内设有浮动密封件(7)；所述阀座(3)顶端靠近后端面(5)的一侧设有固定防砂板(8)，阀座(3)顶端靠近前端面(4)的一侧设有浮动防砂板(9)，固定防砂板(8)与浮动防砂...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国安，曾全胜，刘丽佳，潘仔纬，李宣磊，卢佳，韩成军，
申请(专利权)人：江苏孚杰高端装备制造集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：