[发明专利]活塞阀

说明书

本发明涉及一种用于控制液体流量的阀，虽然并不仅限于用在吸管底部，但这种阀主要用作脚阀。本说明书就是根据应用于此场合的阀进行描述的。

由于申请人对已用作脚阀或类似目的的任何一种套筒式阀的情况不甚了解，申请人以检索的方法努力确定现有技术的情况。注意到所检索到的申请人Appleton的专利申请PCT/GB92/02198，该申请有关于钻井设备中的泥浆止回阀。在该说明书中，描述了一管状阀件，它在管状本体内通过一套筒密封件而轴向可移动，该密封件本身安装在本体内可从下游止挡件向上游方向轴向滑动。一压缩弹簧在下游方向推动套筒的密封件，但管状套筒的功能是当泥浆压力骤然回升时进一步压缩弹簧，并且在此情况下，套筒底部打开一流体通道，它可使回升压力收容在管状套筒内，并且从其侧壁的槽排出。

虽然说明书在此描述的是由申请人检索到的最新的现有技术，但其没有这样的结构，外套筒和内套筒上的开口都通入回路以提供与套筒外部空间的流体连通，只是在本体内、在套筒处于关闭位置时不进行流体连通。虽然Appleton的套筒具有伸过其壁的开口，但那些开口都必须是排出口，当阀打开时不能用于来自外套筒的流体流动，外套筒不具有用于流体流动的任何开口。显然这种阀不适用于代替通常所用的钻孔活门阀。

其它有关的申请或说明书有Halliburton的澳大利亚专利申请AU-A1-65970/81、名为“止回阀装置”，以及Weevers的美国专利4,747,426、也名为“止回阀”。

用于泵送水的设备中的吸管底部的脚阀通常称为“活门”式止回阀，但当要泵送的液体可能含有诸如沙、小卵石或小石块时存在两个问题。现有技术的脚阀几乎都是具有一铰链关闭件的形式，其或是支承在阀底部一基本上平的表面上而从一打开位置到关闭位置的铰链，或是一起到类似功能的弹簧加载的中心杆件。这种阀是非常便宜的，但由于当泵不运行时，阀可能由于吸管底部的碎屑而局部打开，使用时会给使用者造成大量的额外工作，这是因为流过吸管的水中夹有碎屑等。因而吸管中所装的水会不受限制的漏回到钻孔底部，并且再起动泵需要使泵再准备好，而这既费时又不方便。现有技术存在的另一个问题是通常钻孔和钻孔层都比其所保持的吸管略大，并且先前所使用的活门阀通常已经具有超过钻孔体的外部尺寸，这样阀的密封表面的直径将要比吸管内径略小，从而限制流速。

因此本发明的一个目的在于提供一种阀，其运转故障少，从而使之可能在阀已经关闭和泵已经停止运行后，钻孔层中的水保留一段时间。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于控制液体流动的、具有一打开位置和一关闭位置的止回脚阀，包括一有内表面为圆柱形的管状壁的外本体、一具有一空心套筒、有一封闭端的活塞，所述套筒壁具有一密封的圆柱形外表面，它可滑动和密封地与所述管状壁圆柱形内表面的光滑部分配合，所述表面具有各自与所述本体外空间和套筒内空间连通的开口；以及间设在所述管状壁和套筒壁之间的三个轴向隔开的密封环，所述外本体出口靠近但位于所述中间密封环上方，当所述阀处于其关闭位置时藉由所述套筒的圆柱形外密封表面，使所述中间的密封环密封所述本体的圆柱形内表面的所述光滑部分，但当所述套筒滑离所述本体光滑部分时将所述阀处于其打开位置，所述套筒的滑动受到作用于所述套筒封闭端的流体压力的影响。

在本发明的一个实施例中，采用一种活塞阀，其中活塞式的套筒具有一安装有一圆柱形外表面的空心套的封闭底端，圆柱形外表面在阀关闭时以滑动和密封配合而密封地配合在外体内表面光滑部分，只是圆柱形本体内表面和外表面以及套筒各自都具有开口，当阀打开时这些开口都充分地相互打开，这样当套筒从外本体光滑部分滑离时，液体由外本体上的一个开口、经过套筒侧壁上的一个开口到达套筒内部。

本发明的另一方面，内套筒和外本体通常都是圆的且是共轴的，内套筒的直径比吸管内径稍小，是滑动而非铰接的，这样可避免采用一偏置的铰链销。

在一个实施例中，可以说本发明涉及一种用于控制液体流动的阀，它可包括一具有圆柱形内表面的外本体、具有一封密下端的活塞，该活塞上有与圆柱形内表面滑动和密封配合的有外密封面的空心套筒，以及在外本体上和活塞的空心套筒上的开口之间形成的诸表面，当阀处于打开位置时，开口使外本体的外部空间与套筒内部空间流体地连通，而在本体内、在套筒的关闭位置上对流体连通密闭，套筒的关闭位置与打开位置轴向隔开。

以下结合附图详细地描述本发明的三个实施例，其中：

图1是本发明第一个实施例的活塞阀的中心纵向剖视图，其中活塞处于关闭位置；

图2是处于打开位置的图1所示阀的局部剖视的等轴立体图；