[发明专利]一种耐高压硬密封平板阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高压硬密封平板阀，尤其涉及一种耐高压的闸板，属于高压流体阀门制造技术领域。

背景技术

目前广泛运用于油田井口采油树或输油管道中的硬密封手动平板阀，其工作原理是：通过变换闸板与阀座之间的相对位置来实现阀门的开和闭。所述闸板外形为长方体，长方体上设有相互平行的两密封面、上端设有连接阀杆的T形槽、下部设有垂直于两密封面的通孔。阀座为两只且分别密贴在闸板的两密封面上。当闸板上部的实体部分完全封闭阀座上的孔时为阀门的闭合；当闸板下部的孔与阀座上的孔重合时为阀门的全开。为防止闸板的两密封面易损，在两密封表面上还真空喷涂了一层镍基合金。在标准代号为：GB/T22513-2008的《石油天然气工业、钻井和采油设备、井口装置和采油树》国家标准和标准代号为：API spec 6A-2004第19版《井口装置和采油树设备规范》国际通用标准中，都规定了阀座全密封和半开状态下的压力试验标准，而大多数阀门制造厂家生产的阀门，其试验数据都能达到上述两标准要求。目前的问题是相当部分使用阀门单位，根据实际使用需求提出增加阀座在全开状态下的额定压力试验，而全开状态下的额定压力试验在上述两标准中并没有作出规定，且现有的硬密封手动平板阀均不能通过这种状态下的试验要求。由于承受力部位的闸板形状设计的不合理，表现出的问题是：闸板下部的孔周出现表面涂层的放射状裂纹，更为严重者则在闸板下部的孔最小截面处出现撕裂现象。众上所述，设计出一种既达到标准规定又满足用户需求的硬密封手动平板阀，实乃当务之急。

发明内容

针对目前现有硬密封手动平板阀在全开状态下达不到试压所需压力，本发明提供一种耐高压硬密封平板阀，提高了闸板耐压和抗裂的能力。

本发明采取以下技术方案实施：它包括阀体、阀腔、闸板、阀杆、手轮等构成，在不改变现有阀腔结构的情况下，将闸板的外侧面设计成外凸或闸板两侧面和底面同时设计为外凸。作为优选：将闸板的两侧面设计为外凸，且截面形状为圆弧形或为多边形。本发明将原来闸板中连接两密封面的侧平面设计为外凸形状的目的，是增大闸板孔最小截面处的截面积。由应力计算公式：б＝N/A(式中б为正应力、N为截面上所受到的力、A为受力截面积)可知，当N为定值时，A值越大、б越小。因此，在不改变阀体体积和形状、不改变闸板宽度和厚度的情况下，充分利用阀腔内的可利用空间来增加闸板孔最小截面处的截面积，以增强闸板的抗拉强度。

本发明具有工艺简洁、制作成本低、闸板抗拉强度高、承受的压力大、能够满足阀门在全开状态下的高压力测试要求。

附图说明

附图1为本发明的主剖视结构示意图；

附图2为附图1中闸板的主视结构示意图；

附图3为附图1中闸板的左视结构示意图；

附图4为附图1中闸板的俯视结构示意图。

在附图12、3、4中：1、闸板、2、密封面、3通孔、4圆弧面。

具体实施方式

如附图1、2、3、4所示，闸板1置于阀腔之中，通过阀杆带动闸板1在阀腔中上下运动，当闸板1上设有的通孔3与阀腔中孔正对或重合时，阀门处于全开状态。由于在全开状态下，管道中的液体压力直接着用于通孔3四周内侧面，当通孔3内侧面受到足够大压力时，通孔3两侧面或者两侧面及底面会出现变形，严重的出现撕裂，导致闸板1表面耐摩涂层起邹撕裂而不耐摩，闸板1变形而不耐压。本发明中将连接两密封面2的侧面制成圆弧面4，通孔3的孔壁到闸板1的侧面最小截面面积，由原闸板的最小截面面积：A＝板厚×(板宽-通孔直径)，增加到：A′＝板厚×(板宽-通孔直径)+弧面积。以闸板1在阀门全开状态下必须满足额定压力侧试的抗拉强度条件：бmax＝N/A≤〔б〕(式中N为额定压力、A为危险截面面积)作为依据推论：原闸板的бmax＝N/A、本发明中闸板1的б′max＝N/A′：因为A′＞A，所以б′max＜бmax。因此，将原连接两密封面2的侧平面设计为侧圆弧面4，无疑对提高闸板1的强度是有好处的。在实际侧试中，由于本实用新型增加了闸板1的最小截面面积，因此当额定压力作用在闸板1上的通孔3圆周内壁时，不但最小截面处的强度满足了测试要求，且抗弹性变形的能力也得到了加强。这项指标同样重要，因为在背景技术中曾表述现有硬密封手动平板阀，在闸板1全开状态下通过测试所出现的问题包括：闸板1下部通孔3的孔周出现放射状裂纹。这是由于闸板1最小截面处在额定压力的作用下所出现的弹性变形引起的。因为在闸板1的两密封面2上为防止密封面的表面易损，而喷涂了一层镍基合金，这层镍基合金的抗拉能力是十分脆弱的。当闸板1的板体受力出现弹性变形时，这层镍基合金所表现出来的形式只能是撕裂，且当闸板1的板体受力进入塑性变形时，其撕裂层度更为明显。因此，增加闸板1的最小截面面积，同样增强了闸板1抗形变能力，起到了防止镍基合金面出现撕裂的作用效果。本实用新型中在压力较大的情况下只需将闸板1的两侧面设计成圆弧面4，在压力极大的情况下闸板1的两侧面和底面都设计成圆弧面4。本发明中其外凸部分也可以设计成截面为多边形或椭园形一部分，具体根据环境要求各压力要求来决定。