一种自密封结构的压裂采气井口阀门的制作方法

1.本发明涉及一种阀门，具体涉及一种自密封结构的压裂采气井口阀门。


背景技术：

2.阀门是管件连接中常用的标准件，控制着两根或多根管道介质的流通，起到截流和导流的作用。由于软的非金属的密封件(例如聚四氟乙烯密封件)在超高温或超高压时极易软化、烧损或强度达不到要求，不能起到密封作用。在高温高压条件下，阀门通常使用金属密封件。现有使用金属密封件的阀门中，由于结构原因，尚不能很好的满足超高压使用条件，密封性和可靠性均有一定程度的不足，究其原因，主要是由于闸板和阀座之间为滑动密封，阀座与闸板之间的动密封极易出现泄漏的情况，流道中的高压液体泄漏到阀体中腔后会沿阀杆圆周面上行，并从油杯处形成泄露流出，从而对工作环境造成污染；因此，有必要对其进行改进。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于：针对现有技术不足，提供一种结构简单，且能有效提高密封性和可靠性，以解决现有阀门在超高压条件下密封性和可靠性不足问题的自密封结构的压裂采气井口阀门。
4.本发明的技术方案是：一种自密封结构的压裂采气井口阀门，包括阀体、装配支架、阀座、阀杆、手轮和闸板，阀体内设置有阶梯状的装配腔，阀体的装配腔内通过对应液体流道设置的阀座装有闸板，闸板上方的装配腔内装有阀杆，阀杆一端与闸板活动连接，阀杆另一端穿过装配支架和油杯延伸至阀体外端，延伸至阀体外端的阀杆端头装有手轮，其特征在于：闸板上方装配腔的大径段内设置有阀盖，阀盖外围的装配腔内壁上通过阀体承力环槽和压板装有四开环，压板与阀盖之间设置有六角头螺栓，六角头螺栓上端与压板滑动连接，六角头螺栓下端与阀盖螺纹连接。
5.所述的阀盖边周与装配腔内壁滑动连接，阀盖与压板之间滑动连接。
6.所述的四开环为由四个圆弧构成的环状体，四个圆弧之间相互接触连接。
7.所述的阀体承力环槽上径向设置有四开环顶出通孔。
8.所述的阀盖为阶梯状的变径体，阀盖与四开环之间相互滑动接触连接；四开环与压板之间呈层叠状设置。
9.所述的四开环下方的阀盖圆周上通过密封压环装有自密封环。
10.所述的阀盖的中心部位设置有装配孔，装配孔内装有密封套，密封套下方的装配孔内装有密封填料，阀杆由装配孔、密封填料和密封套穿过阀盖延伸至阀体外端。
11.所述的密封填料由上挤压环、下挤压环和密封组件构成，上挤压环和下挤压环之间呈上下间隔状设置，上挤压环和下挤压环之间呈层叠状设置有密封组件。密封填料下方的阀杆与阀体之间设置有进液间隙。
12.所述的密封组件由挤压盖和密封环构成，密封环上扣装有挤压盖，挤压盖截面为u型体，密封环截面为
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字体。
13.所述的密封套为阶梯状的变径体，密封套的圆周上设置有外螺纹，对应密封套的装配孔内壁上设置有内螺纹，密封套通过外螺纹和内螺纹的配合安装在装配孔内，密封套和密封填料分别与阀杆滑动连接。
14.本发明的有益效果在于：该自密封结构的压裂采气井口阀门结构简单，实用性好，其利用压板和六角头螺栓对阀盖形成限位和导向，使阀盖在液体压力作用下上行，进而使阀盖配合四开环挤压自密封环使其形变，同时利用液体压力密封填料膨胀变形，达到阀盖与阀体自密封的目的；且压力越高密封性能越好，以保证阀盖与阀体密封的稳定性和可靠性；解决了现有阀门在超高压条件下密封性和可靠性不足的问题。
附图说明
15.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明阀体的结构示意图；图3是本发明的四开环的结构示意图；图4是图1中的a处放大结构示意图。
16.图中：1、阀体,2、装配支架，3、阀座，4、阀杆，5、手轮，6、闸板，7、装配腔，8、提升块，9、油杯，10、液体流道，11、阀盖，12、阀体承力环槽，13、压板，14、四开环，15、四开环顶出通孔，16、六角头螺栓，17、密封压环，18、自密封环，19、密封套，20、密封填料，21、上挤压环，22、下挤压环，23、挤压盖，24、密封环，25、流道通孔。
具体实施方式
17.该自密封结构的压裂采气井口阀门包括阀体1、装配支架2、阀座3、阀杆4、手轮5和闸板6。阀体1内设置有阶梯状的装配腔7，装配腔7上方的阀体1上通过固定螺栓装有装配支架2，装配支架2设置有提升块8和油杯9。阀体1的装配腔7内通过对应液体流道10设置的阀座3装有闸板6，闸板6上方的装配腔7内装有阀杆4，阀杆4一端与闸板6活动连接，阀杆4另一端穿过装配支架2、提升块8和油杯延伸至阀体1外端，延伸至阀体1外端的阀杆4端头装有手轮5。阀杆4对应提升块8的圆周上设置有外螺纹，阀杆4通过外螺纹与提升块8螺纹连接，工作时，通过手轮5带动阀杆4正反转动，实现阀杆4在阀体1内的升降，进而通过闸板6上的流道通孔25实现与阀座3流动的闭合或错位，实现液体流道10的开启或关闭。
18.闸板6上方的装配腔7的大径段内设置有阀盖11，阀盖11边周与装配腔7内壁滑动连接。阀盖11为阶梯状的变径体，阀盖11外围的装配腔7内壁上通过阀体承力环槽12和压板13装有四开环14，四开环14为由四个圆弧构成的环状体，四个圆弧之间相互接触连接；阀体承力环槽12上径向设置有四开环顶出通孔15，阀体承力环槽12用于四，开环14在装配腔7内的安装，四开环顶出通孔15用于四开环14的拆卸，四开环14在拆卸时，借助杆状物通过四开环顶出通孔15将四开环14中的一个圆弧体顶出，即可实现将四开环14拆卸。
19.压板13与阀盖11之间设置有六角头螺栓16，六角头螺栓16上端与压板13滑动连接，六角头螺栓16下端与阀盖11螺纹连接。阀盖11与压板13之间滑动连接。
20.阀盖11与四开环14之间相互滑动接触连接；压板13与四开环14之间呈层叠状设置。压板13通过边周上的凹口对四开环14起一个装配辅助作用，同时，压板13通过六角头螺栓16对压板13起一个导向限定作用，以在工作中保证阀盖11垂直上下运动。四开环14下方的阀盖11圆周上通过密封压环17装有自密封环18。
21.该压裂采气井口阀门的阀盖11的中心部位设置有装配孔，装配孔内装有密封套19；密封套19为阶梯状的变径体，密封套19的圆周上设置有外螺纹，对应密封套19的装配孔内壁上设置有内螺纹，密封套19通过外螺纹和内螺纹的配合安装在装配孔内。
22.密封套19下方的装配孔内装有密封填料20，密封填料20由上挤压环21、下挤压环22和密封组件构成，上挤压环21和下挤压环22之间呈上下间隔状设置，上挤压环21和下挤压环22之间呈层叠状设置有密封组件，密封填料20下方的阀杆4与阀体1之间设置有进液间隙；阀杆4由装配孔、密封填料20和密封套19穿过阀盖11延伸至阀体1外端。密封套19和密封填料分别与阀杆4滑动连接。
23.密封组件由挤压盖23和密封环24构成，密封环24上扣装有挤压盖23，挤压盖23截面为u型体，密封环24截面为
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字体。
24.该压裂采气井口阀门正常工作状态下；液体（高温高压）由液体流道10流过该压裂采气井口阀门，在密封压环17、自密封环18和上挤压环21、下挤压环22、挤压盖23、密封环24的作用下，阀盖11与阀体1之间，以及阀盖11与阀杆4之间保持初始密封状态；阀门的液体流道10需要关闭时，通过手轮5转动阀杆4，阀杆4下行从而使闸板6上的流道通孔25与液体流道10形成错位，液体流道10形成关闭液体不再流动；由阀座3与闸板6之间泄漏的液体在阀盖11下方的装配腔7内形成汇集。当汇集的液体在装配腔7内达到一定量时，推动阀盖11上行，使得密封套19、密封填料20以及六角头螺栓16随阀盖11整体上行。其中六角头螺栓16上行过程中相对压板13滑动，由此对阀盖11形成导向，以保证阀盖11垂直上行，避免阀盖11因出现倾斜导致的卡阻现象。阀盖11上行过程中，通过圆周下端的最大变径台肩与四开环14的配合，通过密封压环17压迫自密封环18使其反生形变，由此实现阀盖11、阀体1和四开环14三者之间的密封。
25.随着阀盖11的整体上行，当六角头螺栓16与装配支架2下表面形成抵触，以及阀盖11圆周上端的最小变径台肩与压板13形成抵触时，阀盖11不再上行，在液体压力作用下阀盖11、阀体1和四开环14三者之间的密封状态得以保持。
26.阀盖11的整体上行停止后，装配腔7内的液体随着压力的升高，由阀杆4与阀体1之间的进液间隙作用在下挤压环22，在液体压力的作用下，下挤压环22配合上挤压环21对层叠状设置有密封组件，即，挤压盖23和密封环24形成挤压，使得密封环24反生形变，由此实现阀盖11和阀杆二者之间的密封。
27.该自密封结构的压裂采气井口阀门结构简单，实用性好，其利用压板13和六角头螺栓16对阀盖11形成限位和导向，使阀盖11在液体压力作用下上行，进而使阀盖11配合四开环14挤压自密封环18使其形变，同时利用液体压力密封填料20膨胀变形，达到阀盖11与阀体1自密封的目的；且压力越高密封性能越好，有效保证了阀盖11与阀体1密封的稳定性和可靠性；解决了现有阀门在超高压条件下密封性和可靠性不足的问题。
28.作为该压裂采气井口阀门的自密封结构改进，所述的自密封环（18）、密封环（24）的截面均为c字形，以降低变形压力，进一步提升密封性能。