密封机构及具有其的单流阀的制作方法

1.本技术涉及油气田施工作业设备技术领域，尤其涉及一种密封机构及具有其的单流阀。


背景技术：

2.在油气钻采或压裂作业的管路中，采用单流阀进行流体的流向控制，具有操作简便、开关迅速、安全风险少等优点。现有的此类单流阀产品性能差、故障多。经调查发现，单流阀主要的失效形式为密封不严，其主要问题：一是阀板密封面为弹性体，且需要加工，加工精度不高，导致密封面无法整体与阀座接触，实现密封；二是试压或者出厂测试过程中，阀板弹性体与阀座内孔边缘接触处会产生压痕，从而降低阀板的使用寿命和后期密封。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种密封机构及具有其的单流阀，该密封机构不会在阀板上产生影响密封的压痕，从而延长阀板的使用寿命和后期的密封效果。
4.为此，第一方面，本技术实施例提供了一种密封机构，设置于阀体内；包括：阀座，所述阀座的中部设置有与所述阀体的流道相通的通孔，所述阀座具有相对设置的第一端面和第二端面，所述第二端面处设置有与所述通孔连通的密封孔，所述密封孔的内径由所述第一端面向所述第二端面渐扩设置；以及阀板组件，所述阀板组件包括与所述阀体转动连接的活动架以及设置于所述活动架上的密封层，所述密封层具有与所述密封孔配合的第一密封部以及与所述第二端面配合的第二密封部，所述第一密封部的直径由所述第一端面向所述第二端面渐扩设置。
5.在一种可能的实现方式中，所述活动架包括与所述阀体转动连接的铰接部以及与所述铰接部连接的安装部，所述安装部一侧设置有用于安装所述密封层的凸台结构，另一侧设置有与所述凸台结构形状匹配的凹槽。
6.在一种可能的实现方式中，所述活动架还包括设置于所述安装部上的配重结构，所述配重结构位于远离所述密封层的一侧。
7.在一种可能的实现方式中，所述密封孔为锥形，所述第一密封部为圆台结构；或者，所述密封孔的内侧壁为圆弧形，所述第一密封部的外表面为圆弧形。
8.在一种可能的实现方式中，所述密封层为橡胶层或者聚氨酯层。
9.第二方面，本技术实施例还提供了一种单流阀，包括：阀体，具有沿第一方向设置的流道及位于所述流道内的阀腔；以及如前所述的密封机构，所述密封机构设置于所述阀体的所述阀腔内。
10.在一种可能的实现方式中，所述阀体沿第二方向设置有与所述阀腔相通的安装孔，所述安装孔位于所述密封机构的上方，所述阀体还包括设置于所述安装孔处的阀盖。
11.在一种可能的实现方式中，所述阀体还包括设置于所述安装孔处的固定架，所述固定架位于所述阀盖邻近所述流道的一侧，且所述固定架与所述阀盖之间设置有第一密封
圈；所述活动架与所述固定架通过转轴可转动连接。
12.在一种可能的实现方式中，所述阀座的外表面设置有平面结构，所述平面结构与所述固定架的端面抵接，所述平面结构处设置有固定槽；所述固定架上设置有固定孔，所述固定孔处设置有固定销，所述固定销的端部位于所述固定槽内。
13.在一种可能的实现方式中，所述阀座的第一端面设置有环槽，所述环槽内设置有第二密封圈，所述第二密封圈与所述阀腔的内侧壁抵接。
14.根据本技术实施例提供的密封机构，该密封机构通过密封层的第一密封部与密封孔配合进行第一道密封，通过密封层的第二密封部与第二端面配合进行第二道密封，从而保证阀板组件与阀座之间的密封性，试压测试过程中密封层的第一密封部与密封孔的内表面抵接，不会在阀板上产生影响密封的压痕，从而延长阀板的使用寿命和后期的密封效果。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。
16.图1示出本技术实施例提供的一种密封机构的结构示意图；
17.图2示出本技术实施例提供的阀板组件的平面结构示意图；
18.图3示出本技术实施例提供的密封层的立体结构示意图；
19.图4示出本技术实施例提供的活动架的立体结构示意图；
20.图5示出图4另一角度的立体结构示意图；
21.图6示出本技术实施例提供的阀座的剖面结构示意图；
22.图7示出本技术实施例提供的阀座的立体结构示意图；
23.图8示出本技术实施例提供的一种单流阀的剖面结构示意图。
24.附图标记说明：
25.1、阀座；11、第一端面；12、第二端面；13、密封孔；14、平面结构；15、固定槽；16、第二密封圈；
26.2、阀板组件；21、活动架；211、铰接部；212、安装部；2121、凸台结构；2122、凹槽；213、配重结构；22、密封层；221、第一密封部；222、第二密封部；
27.3、阀体；31、阀盖；32、防尘圈；33、固定架、34、第一密封圈。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.相关技术中，通过阀板组件的密封层直接与阀座的端面抵接进行密封，在阀座的通孔与密封层的接触处容易产生压痕，压痕的位置固定，随着阀板组件启闭次数的增加，必
然会造成压痕的加深，从而影响密封层与阀座之间的密封性。再者，在进行试压测试时，会对阀板组件施加较大的压力，密封层与阀座之间的压力较大，也会使得压痕加深。
30.图1示出本技术实施例提供的一种密封机构的结构示意图；图2示出本技术实施例提供的阀板组件的平面结构示意图；图3示出本技术实施例提供的密封层的立体结构示意图；图4示出本技术实施例提供的活动架的立体结构示意图；
31.图5示出图4另一角度的立体结构示意图；图6示出本技术实施例提供的阀座的剖面结构示意图；图7示出本技术实施例提供的阀座的立体结构示意图。
32.如图1至图7所示，本技术实施例提供一种密封机构，设置于阀体3内；包括阀座1和阀板组件2，其中：
33.阀座1的中部设置有与阀体3的流道相通的通孔，阀座1具有相对设置的第一端面11和第二端面12，第二端面12处设置有与通孔连通的密封孔13，密封孔13的内径由第一端面11向第二端面12渐扩设置。
34.阀板组件2包括与阀体3转动连接的活动架21以及设置于活动架21上的密封层22，密封层22具有与密封孔13配合的第一密封部221以及与第二端面12配合的第二密封部222，第一密封部221的直径由第一端面11向第二端面12渐扩设置。
35.具体的，密封层22的第一密封部221也为渐扩式设计，可以与渐扩设计的密封孔13完全贴合进行密封。
36.其中，当第一密封部221与密封孔13的内表面抵接时，第二密封部222与第二端面12抵接。
37.本技术中，通过密封层22的第一密封部221与密封孔13配合进行第一道密封，通过密封层22的第二密封部222与第二端面12配合进行第二道密封，从而保证阀板组件2与阀座1之间的密封性，试压测试过程中密封层22的第一密封部221与密封孔13的内表面抵接，不会在阀板上产生影响密封的压痕，从而延长阀板的使用寿命和后期的密封效果。
38.如图4-5所示，在一些实施例中，活动架21包括与阀体3转动连接的铰接部211以及与铰接部211连接的安装部212，安装部212一侧设置有用于安装密封层22的凸台结构2121，另一侧设置有与凸台结构2121形状匹配的凹槽2122。
39.本技术中，铰接部211与阀体3铰接，使得阀板组件2可以在阀体3的内部转动，使得阀板组件2与阀座1配合或者分立，实现阀体3的启闭，具体的，流体正向(从阀座1一侧向阀板组件2)流动时，通过流体的自身压力可以将阀板组件2顶开，从而打开阀板组件2，流体反向(从阀板组件2一端向阀座1一端)流动时，阀板组件2在流体的作用下与阀座1贴紧，从而关闭阀板组件2。安装部212的形状与密封层22的形状相匹配，密封层22附着于安装部212的表面，安装部212可以对密封层22进行支撑，保证密封层22的形状，从而保证密封层22的第一密封部221与密封孔13以及第二密封部222与第二端面12的配合效果，在安装部212远离密封层22的一端设置凹槽2122，使得流体在流道内反向流动时，流体的内部压力直接作用于凹槽2122的内侧壁上，从而使得密封层22的第一密封部221可以与密封孔13充分配合。
40.具体的，密封层22的第二密封部222位于凸台结构2121的外周侧，凹槽2122的形状与凸台结构2121的形状匹配，凹槽2122具有与凸台结构2121的外周侧平行设置的内侧面，使得流体的一部分压力作用于凹槽2122的内侧面处，使得密封层22的第一密封部221与密封孔13之间实现更好的自密封。同理，流体的另一部分压力作用于凹槽2122的内底面处，垂
直于流道方向，使得密封层22的第二密封部222与阀座1的第二端面12之间实现更好的自密封。
41.如图5所示，在一些实施例中，活动架21还包括设置于安装部212上的配重结构213，配重结构213位于远离密封层22的一侧。
42.具体的，流道方向为水平方向，配重结构213位于安装部212远离铰接部211的一端，通过配重结构213增加了安装部212的重力，更加有利于阀板组件2在自身重力作用下围绕转轴旋转，方便密封层22与阀座1配合，提高密封效果，同时提高阀板组件2的平衡性。
43.在一些实施例中，密封孔13为锥形，第一密封部221为圆台结构。
44.本技术中，通过锥形结构的密封孔13与圆台结构的第一密封部221进行配合，方便密封层22的第一密封部221插入密封孔13内，由原来的线密封变成面密封，提高密封效果，且不会因为密封层22与阀座1之间的压力在密封层22表面留下压痕。
45.在另一些实施例中，密封孔13的内侧壁为圆弧形，第一密封部221的外表面为圆弧形。
46.本技术中，密封孔13的内侧壁为圆弧形，第一密封部221的外表面为圆弧形，同样方便密封层22的第一密封部221插入密封孔13内，由原来的线密封变成面密封，提高密封效果，且不会因为密封层22与阀座1之间的压力在密封层22表面留下压痕。
47.在一些实施例中，密封层22为橡胶层或者聚氨酯层。
48.具体的，密封层22通过硫化方式设置于安装部212的表面。
49.可选的，密封层22还可以采用其它材质的密封结构。
50.该密封机构通过密封层22的第一密封部221与密封孔13配合进行第一道密封，通过密封层22的第二密封部222与第二端面12配合进行第二道密封，从而保证阀板组件2与阀座1之间的密封性，试压测试过程中密封层22的第一密封部221与密封孔13的内表面抵接，不会在阀板上产生影响密封的压痕，从而延长阀板的使用寿命和后期的密封效果。
51.图8示出本技术实施例提供的一种单流阀的剖面结构示意图。
52.如图8所示，本技术实施例提供了一种单流阀，包括：阀体3和上述的密封机构，其中：
53.阀体3具有沿第一方向设置的流道及位于流道内的阀腔。
54.密封机构设置于阀体3的阀腔内。
55.本技术中，阀座1通过冷装的方式固定于阀体3的阀腔内，并且阀座1的通孔与阀体3的流道同轴设置，阀板组件2可转动设置于阀体3的阀腔内，通过阀板组件2的转动实现流道的启闭。
56.在一些实施例中，阀体3沿第二方向设置有与阀腔相通的安装孔，安装孔位于密封机构的上方，阀体3还包括设置于安装孔处的阀盖31。
57.本技术中，通过安装孔用于将密封机构安装于阀体3的阀腔内，然后通过阀盖31对安装孔进行封堵。具体的，阀盖31与安装孔通过螺纹连接，在阀盖31的外周侧设置有环形压板，在环形压板与阀体3的上端面之间设置有防尘圈32，防止外界灰尘污染螺纹。
58.在一些实施例中，阀体3还包括设置于安装孔处的固定架33，固定架33位于阀盖31邻近流道的一侧，且固定架33与阀盖31之间设置有第一密封圈34；活动架21与固定架33通过转轴可转动连接。
59.具体的，在阀腔与安装之间设置有支撑凸台，对固定架33进行支撑，通过阀盖31对固定架33的另一端进行压紧，从而对固定架33进行压紧固定，在阀盖31与固定架33之间设置有第一密封圈34，通过第一密封圈34保证阀盖31与固定架33之间的密封性，第一密封圈34套设于阀盖31下端的外圆外部。
60.在一些实施例中，阀座1的外表面设置有平面结构14，平面结构14与固定架33的端面抵接，平面结构14处设置有固定槽15；固定架33上设置有固定孔，固定孔处设置有固定销，固定销的端部位于固定槽15内。
61.本技术中，阀腔内具有用于固定阀座1的环形槽，阀座1置于环形槽内，然后通过阀座1顶部的平面结构14与固定架33的底端抵接，从而对阀座1进行压紧固定，防止阀座1在环形槽内转动，然后通过固定销的端部插入固定槽15内，对阀座1进行固定，防止阀座1脱离环形槽。
62.具体的，平面结构14为设置于阀座1外周侧的凹陷平面或者凸起平面。
63.在一些实施例中，阀座1的第一端面11设置有环槽，环槽内设置有第二密封圈16，第二密封圈16与阀腔的内侧壁抵接。
64.本技术中，通过阀座1上的第二密封圈16与阀腔的内侧壁抵接，保证阀座1与阀体3连接处的密封性。
65.应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。
66.应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在
……
上”、“在
……
以上”和“在
……
之上”，以使得“在
……
上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在
……
以上”或者“在
……
之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。
67.此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。
68.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
69.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。