[发明专利]一种滚珠丝杠驱动的超高压防砂型无尾杆明杆平板阀

说明书

一种滚珠丝杠驱动的超高压防砂型无尾杆明杆平板阀，其特征是：在阀盖部件和阀杆零件的上方装有手轮转动部件，在手轮转动部件内装有与阀杆联接的滚珠丝杠副，在手轮转动部件的一侧，附加一个允许或禁止手轮和丝杠螺母转动的锁定机构；在阀体的上端、阀盖部件的中心孔与阀杆的接触处，装有一套由多层不同截面非橡胶密封圈叠加的组合密封件；在阀体的圆柱形阀腔内，在阀座的下方，对称地装有一对填满闸板两侧阀腔、带弹性橡胶圈的防砂板。使得无尾杆明杆平板阀在保持体积较小、开关显示、价格低廉、维护方便的同时，实现了操作轻松、密封可靠、耐磨耐蚀、防砂防堵等新功能，从而更适合在超高压压裂作业等恶劣工况条件下使用。

技术领域

本发明涉及石油机械及其它行业中使用的“手动明杆平板阀”。

背景技术

无尾杆手动明杆平板阀，是高、中压石油钻采设备中常用的一种大口径闸阀，具有产品体积小、重量轻、价格低和直接显示阀门开关情况等优点。但随着油气井深度的不断增加，工作压力等级的不断提高，现有的防砂型无尾杆手动明杆平板阀已难以胜任超高压工况的作业要求，其主要问题：一是由于该阀无尾杆进行压力平衡，使得阀杆单向承受介质压力；加之滚珠丝杠副摩擦系数小，无自锁功能；所以在超高压工况下，如果还用有自锁功能的梯形螺纹副驱动阀门，则常人无法操作。二是闸板两面加装的防砂板几乎均为平板，刚性不足，在超高压工况下，容易产生弹性或塑性变形，从而使部分含砂介质进入阀腔，造成砂堵事故；另外，防砂板与闸板之间没有主动贴合力，其精密加工形成的固定自由间隙，随着工作时间和零件变形的增加而增加，为含砂介质进入阀腔提供了缝隙。三是平板阀的阀盖和阀杆处所用的橡胶组合密封件，难以胜任超高压工况和频繁的操作要求；少数使用复合材料的阀杆组合密封件，因层数偏少或搭配欠佳，其密封性能和使用寿命也不理想。四是现有的平板阀，在阀门关闭到底时，均要求操作人员根据阀杆螺距和设计余量，将手轮回转一圈左右，以便让闸板的底面与阀体、阀杆的下端与闸板脱离接触，以便让闸板和阀座处于浮动状态，使弹力有限的阀座密封圈在无外力胁迫的情况下，产生最好的密封效果；但是诸多原因，常使性能正常平板阀，在关闭时因操作不当产生泄漏。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种用滚珠丝杠副驱动，适合超高压工况，且有优异的防砂、密封和防泄漏功能的无尾杆手动明杆平板阀。

本发明由手轮转动部件、阀盖部件和阀体、阀杆、闸板、阀座、防砂板、导向板零件，以及配套的密封件和联接件组合而成；其特色之处是：在阀盖部件和阀杆零件的上方装有手轮转动部件，在手轮转动部件内装有与阀杆联接的滚珠丝杠副，在手轮转动部件的一侧，附加一个允许或禁止手轮和丝杠螺母转动的锁定机构；在阀体的上端、阀盖部件的中心孔与阀杆的接触处，装有一套由多层不同截面非橡胶密封圈叠加的组合密封件；在阀体的圆柱形阀腔内，在阀座的下方，对称地装有一对填满闸板两侧阀腔、带弹性橡胶圈的防砂板。

由于本发明率先采用滚珠丝杠副驱动，可以大幅度地降低阀门的开关阻力；手轮位于手轮转动部件的中间，可以降低阀门的高度，缩小产品体积；在手轮上方，用透明护罩与滚珠丝杠副中的丝杠配合，可以直观地显示阀门的开关情况；在手轮转动部件的一侧，附加一个允许或禁止手轮和丝杠螺母转动的锁定机构，既能避免在关闭阀门时，闸板和阀杆在阀腔内的压力作用下，推动无自锁能力的滚珠丝杠副旋转，进而自动打开阀门的异常情况；又能使闸板在闭阀后留有浮动的间隙，以提高阀门的密封效果。在阀体的上端，阀盖部件的中心孔与阀杆的接触处，装有一套由多层不同截面非橡胶密封圈叠加的组合密封件，将多种复合材料密封圈的密封功能有机的组合，达到了多重密封和超强的抗压、耐磨和耐蚀效果。在阀腔内、阀座的下方，对称地装有一对填满闸板两侧阀腔、带弹性橡胶圈的防砂板，既能提高防砂板的强度、消除其变形的空间，又能利用防砂板部件中矩形密封圈产生的弹性，使其始终主动与闸板紧密贴合，不给含砂介质任何进入阀腔的空隙。

附图说明

图1为本发明总体结构阀门全开状态的全剖视示意图；

图2为图1中，阀体、闸板和防砂板结合处A-A剖面放大示意图；