本实用新型涉及化工设备领域，特别涉及一种防高压冲蚀的排放阀。
背景技术：
在石油化工领域，例如油气地面工程、石油天然气工程、化工生产等领域，为了实现安全高效的生产作业，通常需要对生产过程中产生的高压流体，例如液体流体或气体等进行适时排放。所以，有必要提供一种流体排放设备。
现有技术通常采用闸阀、截止阀或者球阀等作为流体排放设备，然而设计人发现，当面对的流体为高压含砂流体时，利用上述的流体排放设备进行流体排放，其中的阀芯容易被冲蚀而造成损坏，进而造成泄漏，如此不仅存在较大的安全隐患，并且还造成生产维护成本的增加。
基于上述可知，提供一种能有效缓解高压含砂流体对阀芯的冲蚀，进而提高阀芯使用寿命的流体排放设置十分重要。
技术实现要素：
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种防高压冲蚀的排放阀。具体技术方案如下：
一种防高压冲蚀的排放阀，所述排放阀包括阀体、阀芯、阀笼、连接轴、涡轮机构；
所述阀体的侧壁上设置有流体进口，所述阀体的下端设置有流体出口；所述阀笼相对的侧壁上设置有与所述流体进口相连通的流体过孔，同时所述阀笼的内壁上设置有至少两圈环形槽，所述阀芯的外壁上自上而下顺次设置有与所述环形槽相对的减速槽和降压导向槽；
所述阀芯的下端呈第一圆台形结构，所述阀笼下端的内腔呈与所述第一圆台形结构相适配的第二圆台形结构；
所述阀笼套在所述阀体内部，且所述阀笼的下端与所述阀体的下端相抵接 触，同时与所述流体出口相连通；
所述阀芯可轴向运动地套在所述阀笼内，所述连接轴沿轴向固定在所述阀芯的内腔中，且所述连接轴的上端与所述涡轮机构连接，通过所述涡轮机构的转动以带动所述阀芯在所述阀笼内轴向运动。
具体地，作为优选，所述阀芯由顺次连接的流通段、减速段、降压导向段和封堵端构成；
所述封堵端作为所述阀芯的下端，呈所述第一圆台形结构；
所述流通段和所述降压导向段的外径相等，并且均大于所述减速段的外径，以在所述减速段上形成所述减速槽；
所述降压导向槽设置在所述降压导向段相对的外壁上，包括两个过渡斜面以及位于两个所述过渡斜面之间的水平底面；
所述流通段与所述阀笼上的流体过孔相对，所述减速段和所述降压导向段分别与所述阀笼上不同位置处的所述环形槽相对。
具体地，作为优选，在所述降压导向段上设置有四个所述降压导向槽，分别称为第一降压导向槽、第二降压导向槽、第三降压导向槽和第四降压导向槽；
所述第一降压导向槽和所述第二降压导向槽设置在所述降压导向段的前半段相对的外壁上，所述第三降压导向槽和所述第四降压导向槽设置在所述降压导向段后半段相对的外壁上；
所述第一降压导向槽和所述第二降压导向槽的中心连线垂直于所述第三降压导向槽和所述第四降压导向槽的中心连线。
具体地，作为优选，所述阀笼的内壁上设置有三圈环形槽，自上而下分别称为第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽，并且所述第三环形槽的内径小于所述第二环形槽的内径；
所述第一环形槽与所述减速段相对，所述第二环形槽与所述降压导向段的前半段相对，所述第三环形槽与所述降压导向段的后半段相对。
具体地，作为优选，所述排放阀还包括压盖，所述压盖固定套装在所述阀体的上端内部，同时，所述压盖的下端与所述阀笼的上端相抵接触；
所述压盖的中部设置有轴向通孔，所述轴向通孔用于穿过所述涡轮机构的联动端，以使所述涡轮机构的联动端与所述连接轴的上端连接。
具体地，作为优选，所述连接轴由柱形本体、环形挡块、球形连接头构成，所述环形挡块套装在所述柱形本体上，所述球形连接头固定在所述柱形本体的上端；
位于所述环形挡块下方的所述柱形本体固定在所述阀芯的内腔中，位于所述环形挡块上方的所述柱形本体及所述球形连接头固定在所述涡轮机构的联动端内部，所述环形挡块的两端分别与所述涡轮机构的联动端和所述阀芯的上端相抵接触。
具体地，作为优选，所述排放阀还包括多个O型密封圈；
在所述阀笼的外壁上沿轴向设置有至少一圈第一凹槽，在所述连接轴的外壁上沿轴向设置有至少一圈第二凹槽，在所述压盖的外壁上沿轴向设置有至少一圈第三凹槽，在所述压盖的所述轴向通孔的内壁上设置有至少一圈第四密封圈；
多个所述O型密封圈分别放置在所述第一凹槽、所述第二凹槽、所述第三凹槽和所述第四凹槽内。
具体地，作为优选，在所述阀笼的下端与所述阀体的下端之间设置有第一防震垫。
具体地，作为优选，在所述环形挡块的下端和所述阀芯的上端之间设置有第二防震垫。
具体地，作为优选，在所述环形挡块的上端与所述涡轮机构的联动端之间设置有蝶形弹簧。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本实用新型实施例提供的排放阀，在进行流体，例如高压含砂流体排放作业时，流体自阀体上的流体进口进入阀笼上流体过孔，进而进入阀笼与阀芯之间的导向通道中。在该间隙内，当涡轮机构带动阀芯在阀笼内向上运动时，阀芯下端与阀笼下端内腔之间的密封面将被打开，此时流体将顺次经过由阀笼上的环形槽和阀芯上的减速槽和降压导向槽进行逐级节流降压，随后排向阀体下端的流体出口。待液位到达低限时，涡轮机构带动阀芯在阀笼内向下运动，直至阀芯下端完全进入阀笼下端使两者之间的密封面完全封闭，从而断开流体流通。第一方面，通过将阀芯的下端呈第一圆台形结构，将阀笼下端的内腔设置成与第一圆台形结构相适配的第二圆台形结构，来使阀芯与阀笼之间形成锥面 密封，如此不仅利于清洗附着在两者之间密封面上的污染物，且能够防止流体，尤其是高压气体的泄露。第二方面，通过在阀芯的外壁上设置与环形槽相对的减速槽和降压导向槽，能够对流体进行逐级节流降压，使其速度减缓，压力降低，如此在排放高压含砂流体时，将有效缓解其对阀芯的冲蚀，延长阀芯寿命。可见，本实用新型实施例提供的排放阀能够有效防止流体的高压冲蚀，有效提高其使用寿命，便于规模化推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的防高压冲蚀的排放阀的结构示意图。
附图标记分别表示：
1 阀体，
101 流体进口，
102 流体出口，
2 阀芯，
201 减速槽，
202 降压导向槽，
21 流通段，
22 减速段，
23 降压导向段，
24 封堵段，
3 阀笼，
301 流体过孔，
302 环形槽，
4 连接轴，
401 柱形本体，
402 环形挡块，
403 球形连接头，
5 涡轮机构，
6 压盖，
7 O型密封圈，
8 第一防震垫，
9 第二防震垫，
10 蝶形弹簧。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
本实用新型实施例提供了一种防高压冲蚀的排放阀，如附图1所示，该排放阀包括阀体1、阀芯2、阀笼3、连接轴4、涡轮机构5。其中，阀体1的侧壁上设置有流体进口101，阀体1的下端设置有流体出口102；阀笼3相对的侧壁上设置有与流体进口101相连通的流体过孔301，同时阀笼3的内壁上设置有至少两圈环形槽302，阀芯2的外壁上至上而下顺次设置有与环形槽302相对的减速槽201和降压导向槽202。阀芯2的下端呈第一圆台形结构，阀笼3下端的内腔呈与第一圆台形结构相适配的第二圆台形结构。阀笼3套装在阀体1内部，且阀笼3的下端与阀体1的下端相抵接触，同时与流体出口102相连通。阀芯2可轴向运动地套装在阀笼3内，连接轴4沿轴向固定在阀芯2的内腔中，且连接轴4的上端与涡轮机构5连接，通过涡轮机构5的转动以带动阀芯2在阀笼3内轴向运动。
本实用新型实施例提供的排放阀，在进行流体，例如高压含砂流体排放作业时，流体自阀体1上的流体进口101进入阀笼3上流体过孔301，进而进入阀笼3与阀芯2之间的导向通道中。在该间隙内，当涡轮机构5带动阀芯2在阀笼3内向上运动时，阀芯2下端与阀笼3下端之间的密封面将被打开，此时流体将顺次经过由阀笼3上的环形槽302和阀芯2上的减速槽201和降压导向槽202进行逐级节流降压，随后排向阀体1下端的流体出口102。待液位到达低限时，涡轮机构5带动阀芯2在阀笼3内向下运动，直至阀芯2下端完全进入阀笼3下端使两者之间的密封面完全封闭，从而断开流体流通。第一方面，通过 将阀芯2的下端呈第一圆台形结构，将阀笼3下端的内腔设置成与第一圆台形结构相适配的第二圆台形结构，来使阀芯2与阀笼3之间形成锥面密封，如此不仅利于清洗附着在两者之间密封面上的污染物，且能够防止流体，尤其是高压气体的泄露。第二方面，通过在阀芯2的外壁上设置与环形槽302相对的减速槽201和降压导向槽202，能够对流体进行逐级节流降压，使其速度减缓，压力降低，如此在排放高压含砂流体时，将有效缓解其对阀芯2的冲蚀，延长阀芯2寿命。可见，本实用新型实施例提供的排放阀能够有效防止流体的高压冲蚀，有效提高其使用寿命，便于规模化推广应用。
此外，在本实用新型实施例中，阀芯2和阀笼3均采用陶瓷材质，其硬度大于HRC88，进一步保证了阀芯2的抗冲蚀性能。
具体地，本实用新型实施例中，如附图1所示，阀芯2由顺次连接的流通段21、减速段22、降压导向段23和封堵端构成，其中，封堵端作为阀芯2的下端，呈上述的第一圆台形结构；流通段21和降压导向段23的外径相等，并且均大于减速段22的外径，以在减速段22上形成减速槽201；降压导向槽202设置在降压导向段23相对的外壁上，包括两个过渡斜面以及位于两个过渡斜面之间的水平底面；流通段21与阀笼3上的流体过孔301相对，减速段22和降压导向段23分别与阀笼3上不同位置处的环形槽302相对。具体地，流通段21与阀笼3上的流体过孔301相对，此时高压流体将通过流体过孔301进入流通段21与阀笼3之间的间隙中。随后，通过在流通段21和降压导线段之间设置缩径的减速段22，这三者之间的外径差即在减速段22上形成减速槽201，该高压流体进入由该减速槽201和阀笼3上的环形槽302构成的大容积间隙时将迅速减速，随后减速后的高压流体将进入降压导向段23与阀笼3之间的间隙中，此时，由于降压导向段23的外径将再次增大，进而缩小其余阀笼3之间的间隙的容积以对减速后的高压流体进行节流降压处理。同时，在降压导向段23相对的外壁上设置如上结构的降压导向槽202，以对流体形成侧隙活塞式节流，如此将保证在启闭全压差条件下的稳定操作。
进一步地，在降压导向段23上设置有四个降压导向槽202，分别称为第一降压导向槽202、第二降压导向槽202、第三降压导向槽202和第四降压导向槽202。第一降压导向槽202和第二降压导向槽202设置在降压导向段23的前半段相对的外壁上，第三降压导向槽202和第四降压导向槽202设置在降压导向 段23后半段相对的外壁上；第一降压导向槽202和第二降压导向槽202的中心连线垂直于第三降压导向槽202和第四降压导向槽202的中心连线。通过如上设置，可在阀芯2上形成两级侧隙活塞式节流降压结构，并且每一级侧隙活塞式节流降压结构在阀芯2不同的周向位置上，如此可实现快速稳定地节流降压。
具体地，本实用新型实施例中，阀笼3的内壁上设置有三圈环形槽302，自上而下分别称为第一环形槽302、第二环形槽302和第三环形槽302，并且第三环形槽302的内径小于第二环形槽302的内径；第一环形槽302与减速段22相对，第二环形槽302与降压导向段23的前半段相对(即与第一降压导向槽202和第二降压导向槽202相对)，第三环形槽302与降压导向段23的后半段相对(即与第三降压导向槽202和第四降压导向槽202相对)。通过将第三环形槽302的内径设置为小于第二环形槽302的内径，以扩大其与阀芯2之间间隙的容积，更利于流体的减速降压，减缓其对阀芯2的冲蚀作用。
此外，如附图1所示，本实用新型实施例提供的排放阀还包括压盖6，压盖6固定套装在阀体1的上端内部，同时，压盖6的下端与阀笼3的上端相抵接触。压盖6的中部设置有轴向通孔，轴向通孔用于穿过涡轮机构5的联动端，以使联动端与连接轴4的上端连接。通过设置如上压盖6，以将阀笼3稳固在阀体1中。其中，使用销钉将压盖6与涡轮机构5的端部固定在一起。
进一步地，本实用新型实施例中，如附图1所示，连接轴4由柱形本体401、环形挡块402、球形连接头403构成，其中，环形挡块402套装在柱形本体401上，球形连接头403固定在柱形本体401的上端；位于环形挡块402下方的柱形本体401固定在阀芯2的内腔中，位于环形挡块402上方的柱形本体401及球形连接头403固定在涡轮机构5的联动端内部，环形挡块402的两端分别与涡轮机构5的联动端和阀芯2的上端相抵接触。通过设置球形连接头403，同时在涡轮机构5的联动端设置球形内腔来容纳来该球形连接头403，以实现该连接轴4与涡轮机构5的稳固连接。通过设置环形挡块402，以便于在阀芯2的端部和涡轮机构5的联动端之间形成挡板，来缓冲连接轴4轴向运动过程中对阀芯2的反作用力，对阀芯2形成保护。
作为优选，如附图1所示，本实用新型实施例提供的排放阀还包括多个O型密封圈7，在阀笼3的外壁上沿轴向设置有至少一圈第一凹槽，在连接轴4的外壁上沿轴向设置有至少一圈第二凹槽，在压盖6的外壁上沿轴向设置有至少 一圈第三凹槽，在压盖6的轴向通孔的内壁上设置有至少一圈第四密封圈；多个O型密封圈7分别放置在第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽内。具体地，在第一凹槽内设置O型密封圈7，以密封阀笼3和阀体1之间的间隙；在第二凹槽内设置O型密封圈7，以密封连接轴4与阀芯2之间的间隙；在第三凹槽内设置O型密封圈7，以密封压盖6与阀体1之间的间隙；在第四凹槽内设置O型密封圈7，以密封压盖6与涡轮机构5的联动端之间的间隙。通过如上设置，可保证本实用新型实施例提供的排放阀中除阀笼3与阀芯2之间的空间之外的空间均为密闭状态，进而使流体能充分完全地流经阀笼3与阀芯2之间的间隙。
进一步作为优选，如附图1所示，本实用新型实施例在阀笼3的下端与阀体1的下端之间设置有第一防震垫8，在环形挡块402的下端和阀芯2的上端之间设置有第二防震垫9。通过设置如上防震垫，以对阀笼3和阀芯2形成缓冲，防止两者因受到冲击力而降低使用寿命。进一步地，本实用新型实施例还在环形挡块402的上端与涡轮机构5的联动端之间设置有蝶形弹簧10，进一步实现对阀芯2的缓冲，这对于提高阀芯2的寿命具有重要的意义。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。