专利名称：海洋水下平板闸阀的液压驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于海洋石油天然气钻采设备技术领域，涉及一种海洋水下平板闸阀 的液压驱动装置。
背景技术：
在海洋油气勘探开发中，平板闸阀被广泛地运用到各种水下生产设备上，如采油 树、集输管汇等。对于深水作业的设备来说，由于人工无法对其进行直接的操作，只能对平 板闸阀进行远程的操作或采用水下机器人(ROV)操作，因此在平板闸阀上集成有驱动装置， 这样就可以在平台上实现对平板闸阀的打开或关闭。因此，现有装置由于结构所限，如果出 现故障，就很难正常实现远程的操作。
发明内容本实用新型的目的是提供一种海洋水下平板闸阀的液压驱动装置，解决了现有技 术中存在结构复杂，可靠性低的问题。本实用新型所采用的技术方案是，一种海洋水下平板闸阀的液压驱动装置，包括 依次同轴连接的阀盖、液缸及补偿缸体，阀盖中穿有阀杆，液缸的内腔设置有活塞，液缸底 端穿有活塞杆，补偿缸体内腔底端穿有手动操作杆，在手动操作杆上套装有弹簧座，弹簧座 与液缸之间设置有弹簧；所述的液缸和补偿缸体之间的内腔称为补偿腔，活塞和液缸底端之间的内腔称为 打开环形腔，活塞和阀盖之间的内腔称为关闭环形腔；阀盖径向开有通向轴心的单向泄压 阀及注脂通道，液缸的圆壁上径向开有进液口和补偿口，进液口和打开环形腔连通，补偿口 和关闭环形腔及补偿腔同时连通；手动操作杆与补偿缸体之间套装有密封压盖，手动操作杆与密封压盖之间的接触 面套装有ROV接口保护套，手动操作杆的端头安装有ROV标准接口，手动操作杆与弹簧座的 套装接触面设置有轴承A和轴承B。本实用新型的有益效果是，一是通过液压控制驱动水下平板闸阀的打开；二是停 止供液或故障失压时，在弹簧力的作用下，闸阀快速关闭；三是进行ROV应急操作，通过ROV 操作实现平板闸阀的打开或关闭。
图1是本实用新型装置的结构示意图。图中，1.阀盖，2.液缸，3.补偿缸体，4.弹簧，5.弹簧座，6.密封压盖，7. ROV接口 保护套，8.手动操作杆，9.轴承A，10.轴承B，11.挡圈，12.活塞杆，13.环形套筒，14.活 塞，15.进液口，16.补偿口，17.密封压帽，18.阀杆，19.单向泄压阀，20.注脂通道，21. ROV 标准接口，22.密封锥面，23.打开环形腔，24.关闭环形腔，25.补偿腔，26.环形动密封， 27.组合密封。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。如图1，本实用新型装置的结构是，包括依次同轴连接的阀盖1、液缸2、补偿缸体 3，阀盖1和液缸2之间采用螺栓连接，液缸2和补偿缸体3之间采用螺纹连接，阀盖1中穿 有阀杆18，液缸2的内腔设置有活塞14，液缸2底端穿有活塞杆12，补偿缸体3内腔底端 穿有手动操作杆8，在手动操作杆8上套装有弹簧座5，弹簧座5与液缸2之间设置有弹簧 4，阀杆18和活塞杆12采用卡口连接，活塞杆12和手动操作杆8之间采用螺纹连接，阀杆 18、活塞杆12和手动操作杆8依次同轴连接构成传动杆总成。液缸2和补偿缸体3之间的内腔称为补偿腔25，活塞14和液缸2底端之间的内腔 称为打开环形腔23，活塞14和阀盖1之间的内腔称为关闭环形腔M ；液缸2的圆壁上径向 开有进液口 15和补偿口 16，对外分别与控制液源和补偿器连接，进液口 15对内与打开环形 腔23连通，补偿口 16对内与关闭环形腔M及补偿腔25同时连通。阀盖1径向开有通向轴心的单向泄压阀19及注脂通道20，阀杆18与阀盖1内端 之间设置有密封压帽17和组合密封27，密封压帽17和组合密封27之间的结合空隙处通 过单向泄压阀19向阀盖1外进行泄压，阀杆18伸出阀盖1外的一端设置有密封锥面22， 阀杆18通过该密封锥面22与阀盖1的对应锥心面紧密接触，在平板闸阀关闭时可和阀盖 1上的锥心面形成金属对金属的密封；活塞杆12与活塞14的连接处安装有环形套筒13及 环形动密封沈，手动操作杆8与补偿缸体3之间套装有密封压盖6，手动操作杆8与密封压 盖6之间的接触面套装有ROV接口保护套7，手动操作杆8的端头安装有ROV标准接口 21， 手动操作杆8与弹簧座5的套装接触面设置有轴承A9和轴承B10，轴承A9与密封压盖6之 间设置有挡圈11，实现弹簧座与手动操作杆之间的相对转动。弹簧4 一端固定在弹簧座5 上，一端固定在液缸2上。补偿缸体3与密封压盖6通过螺纹连接，密封压盖6又通过螺纹 与ROV接口保护套7连接，以保护手动操作杆8上的ROV标准接口 21。本实用新型装置的工作原理是，包括两种方式第一种、液压操作驱动器在正常 情况下为液压驱动，控制液通过进液口 15进入打开环形腔23，压力作用在活塞上，推动活 塞向左移动，同时阀杆18、活塞杆12也一起向左移动，阀杆推动平板闸阀打开。当活塞杆 12随着活塞4向左移动时，手动操作杆8也向左移动，安装在其上的弹簧座5也一起移动， 弹簧座5迫使弹簧4压缩，并在平板闸阀打开时，弹簧4 一直保持压缩状态。当打开环形 腔23内的控制液压力流失时，弹簧座5、杆总成和活塞14等在弹簧力的作用下快速的向右 移动，阀杆18的密封锥面22与阀盖1上的锥心面接触并形成金属对金属密封，平板闸阀关 闭。补偿液通过补偿口 16进入到关闭环形腔M和补偿腔25内。补偿腔25内的补偿压力 能够消除外部水压对补偿缸体3的挤压，而关闭环形腔M内的补偿压力能够帮助弹簧更快 速的关闭平板闸阀。第二种、ROV应急操作R0V通过手动操作杆8上的ROV标准接口 21，转动手动操 作杆8，手动杆8和活塞杆12之间的螺纹迫使活塞杆12向左移动，从而通过阀杆18推动平 板闸阀打开。在平板闸阀打开的过程中，平板闸阀、阀杆18、活塞杆12上产生的反作用合力 通过手动操作杆8上的轴肩作用在轴承9上，轴承9又把合力作用在密封压盖6上。密封 压盖6和补偿缸体3之间的螺纹确保能够承受这个力。在ROV操作闸阀打开过程中，平板闸阀、阀杆18、活塞杆12都向左移动，但活塞14、弹簧4和弹簧座5并未产生移动，这种结 构显著减小了 ROV操作时所需要的力矩。当ROV操作闸阀关闭时，手动操作杆8向相反的方向旋转，活塞杆12向右移动，并 带动阀杆18和平板闸阀同向移动，最终关闭平板闸阀，同时密封锥面22和锥心面建立金属 对金属密封。在此关闭过程中，平板闸阀、阀杆18、活塞杆12上产生的反作用合力通过手 动操作杆8上的轴肩、轴承10、弹簧座5作用在弹簧4上，由于弹簧4的预紧力大于这个合 力，所以弹簧座5不会产生移动。本实用新型的装置，用于驱动平板闸阀的打开或关闭，采用两种驱动方式，一种是 通过液压驱动，实现平板闸阀的打开；停止供液后，弹簧复位实现平板闸阀的关闭。另一种 是通过水下机器人ROV旋转手动操作杆，实现平板闸阀的打开或关闭；结构简单、反应速度 快，密封性能好，具有备份操控的液压驱动装置，提高了海洋水下油气生产设备的安全性和 可靠性。
权利要求1.一种海洋水下平板间阀的液压驱动装置，其特征在于包括依次同轴连接的阀盖 (1)、液缸(2)及补偿缸体(3)，阀盖(1)中穿有阀杆(18)，液缸(2)的内腔设置有活塞(14)， 液缸(2)底端穿有活塞杆(12)，补偿缸体(3)内腔底端穿有手动操作杆(8)，在手动操作杆 (8)上套装有弹簧座(5)，弹簧座(5)与液缸(2)之间设置有弹簧(4)；所述的液缸(2)和补偿缸体(3)之间的内腔称为补偿腔(25)，活塞(14)和液缸(2)底端 之间的内腔称为打开环形腔(23)，活塞(14)和阀盖(1)之间的内腔称为关闭环形腔(24)； 阀盖(1)径向开有通向轴心的单向泄压阀(19)及注脂通道(20)，液缸(2)的圆壁上径向开 有进液口(15)和补偿口(16)，进液口(15)和打开环形腔(23)连通，补偿口(16)和关闭环 形腔(24)及补偿腔(25)同时连通；手动操作杆(8)与补偿缸体(3)之间套装有密封压盖(6)，手动操作杆(8)与密封压盖 (6)之间的接触面套装有ROV接口保护套(7)，手动操作杆(8)的端头安装有ROV标准接口(21)，手动操作杆(8)与弹簧座(5)的套装接触面设置有轴承A(9)和轴承B (10)。
2.根据权利要求1所述的海洋水下平板间阀的液压驱动装置，其特征在于所述的阀 盖(1)和液缸(2)之间采用螺栓连接，液缸(2)和补偿缸体(3)之间采用螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的海洋水下平板间阀的液压驱动装置，其特征在于所述的阀 杆(18)和活塞杆(12)采用卡口连接，活塞杆(12)和手动操作杆(8)之间采用螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的海洋水下平板间阀的液压驱动装置，其特征在于所述的活 塞杆(12)与活塞(14)的连接处安装有环形套筒(13)及环形动密封(26)；阀杆(18)与阀 盖(1)内端之间设置有密封压帽(17)和组合密封(27)，密封压帽(17)和组合密封(27)之 间的结合空隙处与单向泄压阀(19)连通，阀杆(18)伸出阀盖(1)外的一端设置有密封锥面(22)，阀杆(18)通过该密封锥面(22)与阀盖(1)的对应锥心面紧密接触。专利摘要本实用新型公开了一种海洋水下平板闸阀的液压驱动装置，包括依次同轴连接的阀盖、液缸及补偿缸体，阀盖中穿有阀杆，液缸的内腔设置有活塞及活塞杆，补偿缸体穿有手动操作杆，手动操作杆上套装有弹簧座，弹簧座与液缸之间设置有弹簧；阀盖径向开有单向泄压阀及注脂通道，液缸径向开有进液口和补偿口；手动操作杆与补偿缸体之间套装有密封压盖，手动操作杆的端头安装有ROV标准接口，手动操作杆与弹簧座的套装接触面设置有轴承A和轴承B。本实用新型的装置，实现了通过正常液压控制或ROV应急操作驱动水下平板闸阀的打开及关闭。
文档编号F16K31/143GK201902656SQ20102061971
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者杨虎, 邓平, 金弢 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司