一种用于阀体与阀盖之间的密封接头的制作方法

本实用新型涉及井口装置作业领域，尤其涉及一种用于阀体与阀盖之间的密封接头。

背景技术：

在陆地和海上平台的采油或采气树中，阀门是一个特别重要的部件。作为阀门中阀体与阀盖之间的密封部件，该密封是通过自身密封体与被密封载体组成一种特殊的密封接头。对于一般井口，阀体与阀盖之间大多采用橡胶密封，然而橡胶密封由于长期使用会出现老化和失去弹性的缺陷，不能长期使用。而对于用于-60℃以下的低温、345℃以上的高温、含二氧化碳和硫化氢介质、含高压气体等重要井口，阀体与阀盖之间就需要采用金属密封，金属密封一般不会受使用的时间、温度和腐蚀性介质影响。

在API6A的阀门领域中，对于5000Psi以上的工作压力阀门，阀体与阀盖之间一般采用平式金属密封件，对于10000Psi工作压力阀门，阀体与阀盖之间一般采用GLOC金属密封件。

然而目前GLOC金属密封件存在以下缺陷：

1、在设计上过盈量比较大，这样就造成了阀体端面与阀盖端面之间的安装间隙特别大，影响GLOC金属密封件在载体密封锥面上的定位能力，GLOC金属密封件在力的作用下有时会发生“跷跷板”现象，GLOC金属密封件的密封锥面有可能被挤坏，所以在安装上要求安装人员要有很高的操作技能，否则被安装的阀门会发生渗漏。

2、由于存在较大过盈量，金属密封件在变形上不是很规则，在金属密封件的某一处会发生塑性变形，所以目前的金属密封件不能承受15000Psi以上的高压，更不能重复使用。

3、在油田现场，不能对已安装在采油/采气树上的阀门进行维修，主要是因为阀门在采油/采气树上的位置是各不相同，有垂直安装、有水平安装、有颠倒安装，这样就造成了正在使用的GLOC金属密封件无法很好的定位，除非把阀门从采油/采气树上拆下进行维修。

技术实现要素：

为克服上述问题，本实用新型提供了一种用于阀体与阀盖之间的密封接头，解决现有密封接头变形强度不高，避免出现“跷跷板”现象的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于阀体与阀盖之间的密封接头，具有与阀体同心布置的第一密封部，以及用于安装在阀体台阶面上的第二密封部。所述第一密封部由设置在接头外壁的密封锥面，和设置于接头内壁且用于支撑密封锥面的圆弧面组成，所述密封锥面与圆弧面在各自受力位置处具有大小相等、方向相反的横向分力。第二密封部呈环形，且从密封锥面的中部向外延伸。

采用上述技术方案，在不影响通径的基础上将原有内孔圆柱面改为圆弧面，当密封锥面上受到力的作用，密封锥面就会产生弯曲变形，这时圆弧面就起到了支撑密封锥面的作用，这样就可以提高金属密封件的变形强度，把塑性变形转化为弹性变形。

为了提高密封接头的定位能力，上述第一密封部的密封锥面包括靠近第二密封部的第一锥面，以及设置在第一锥面上方的第二锥面。并且第一锥面的锥度小于第二锥面的锥度。

作为本实用新型的一种实施方式，第一锥面的锥度为16°，第二锥面的锥度为19°。本实用新型通过在密封锥面上增加一个19°的锥面，一方面在保证密封的前提下把较大过盈量降低到最低，这样阀体端面与阀盖端面之间的间隙可以降低到最低，另一方面可以有效避免跷跷板现象的发生，进而提高密封接头的定位能力，避免密封锥面被挤坏。

本实用新型与现有技术相比，其优点在于：

本实用新型在不影响通径的基础上，将原有内孔圆柱面改为圆弧面，当密封锥面上受到力的作用，密封锥面就会产生弯曲变形，这时圆弧面就起到了支撑密封锥面的作用，这样就可以提高金属密封件的变形强度，把塑性变形转化为弹性变形。另外，由于本实用新型密封接头所使用的材料硬度要比阀盖、阀体所使用的材料硬度低的很多，所以在使用时不会破坏阀盖、阀体的密封面。

本实用新型在常温下能够承受20000Psi工作压力，具有结构简单，便于加工制造，拆装不需要专用工具，节约安装调试时间的优点，本实用新型在压力波动和温度变化的情况下不会影响密封的质量，且可被重复使用多次，可适用于-60℃以下的低温和345℃以上的高温工况下。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型与阀体、阀盖的配合关系图。

图2为本实用新型的剖视图。

图3为图2的局部放大图。

图4为本实用新型的结构示意图，图中示意了密封接头与阀体、阀盖的接触位置。

图5为本实用新型在工作时的受力状态图。

图6为第二锥面和第二密封部的受力状态图。

图7为本实用新型的应力分布图。

图中，100、密封接头，101、阀体，102、阀盖，10、第一密封部，20、第二密封部，1、密封锥面，2、圆弧面，3、第一锥面，4、第二锥面，5、第一应力分布区域，6、第二应力分布区域。

具体实施方式

实施例，

请参阅图1至7，一种用于阀体101与阀盖102之间的密封接头100，具有与阀体同心布置的第一密封部10，以及用于安装在阀体台阶面上的第二密封部20。从密封接头100的截面来看，第一密封部10大致呈椭圆形，第二密封部20大致呈矩形。

其中，第一密封部10由设置在接头外壁的密封锥面1，和设置于接头内壁且用于支撑密封锥面1的圆弧面2组成。

第二密封部20呈环形，且从密封锥面1的中部向外延伸。

当密封锥面1上受到力的作用，密封锥面1就会产生弯曲变形，这时圆弧面2就起到了支撑密封锥面1的作用，这样就可以提高金属密封件的变形强度，把塑性变形转化为弹性变形。如图6所示，密封锥面的第二锥面4与圆弧面2在各自受力位置处具有大小相等、方向相反的横向分力，具体的，第二锥面4处受到作用力为F1，圆弧面2产生支撑力F2，F1与F2在x轴上的分力相等。

上述密封锥面1包括靠近第二密封部的第一锥面3，以及设置在第一锥面3上方的第二锥面4。具体的，第一锥面的锥度为16°，第二锥面的锥度为19°。本实用新型通过在密封锥面上增加一个19°的锥面，一方面在保证密封的前提下把较大过盈量降低到最低，这样阀体端面与阀盖端面之间的间隙可以降低到最低，另一方面可以有效避免跷跷板现象的发生，进而提高密封接头的定位能力，避免密封锥面被挤坏。

工作时，利用第一密封部10的上下两个平面10a、10b和第二锥面4分别与阀体101、阀盖102相接触，进而在前述上下两个平面附近形成第一应力分布区域5，第二锥面附近形成第二应力分布区域6。

本实用新型的工作原理如下：

1.在外力F的作用下，通过阀体、阀盖将力传递给密封接头。

2.在外力作用下，密封接头的主要密封是由矩形的上下二个面发生弹性变形并形成密封，该处密封力由外部提供，是一个恒定值，不会因腔内压力的波动而变化，该处密封可以承受5000Psi工作压力。

3.当腔内无压力时，此时密封锥面靠圆弧面的支撑也发生了弹性变形，由于该处锥面的密封属于自密封，所以随着载体腔内压力慢慢升高，锥面处的密封力也会慢慢增大，锥面处的密封力是随着载体腔内压力的波动而变化，随着力的增大，密封也越来越可靠，该处密封可以承受20000Psi工作压力。

以上所述仅是对实用新型的较佳实施例，并非对实用新型的范围进行限定，故在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本实用新型的保护范围内。