專利名稱：低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及天然氣采輸井場中用于保障場站設備或輸氣管安全的低壓觸發井口安全關斷閥。
背景技術：
在天然氣采輸井場地面安裝有控制天然氣輸出的低壓觸發型井口安全關斷閥。這是因為下游管道、閥門或設備的失效或斷裂會引起管道內壓力的降低，在這種情況下天然氣會排出到大氣中，既污染了大氣，又存在引起火災和爆炸的隱患，并造成經濟損失。此安全關斷閥的作用是當管路壓力下降到一定值時關閉天然氣通路，從而減少天然氣的泄漏，減輕大氣污染，減小火災隱患和經濟損失。目前大多數井口安全關斷閥由關斷閥和液壓控制系統兩部分組成。通常情況下液·壓控制系統的各個功能部件是分別獨立安裝的，部件與部件之間采用管線進行連接。這樣一來，就造成了各部件之間的連接管線長、連接接頭多的局面，使得潛在泄漏點明顯增多。另外，關斷閥本身的運動部件也較多。這些因素都會造成整個關斷閥系統的可靠性下降。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥。此閥門的觸發機構依據壓桿失穩原理進行設計，當管道壓力低于特定點時，在管道壓力和彈簧力的共同作用下壓桿發生失穩，從而觸發閥門的關斷，關斷精度高，而且省去了傳統閥門的液壓控制系統。同時，閥門本身的結構也非常簡單，只有兩個運動部件，具有很高的可靠性。本實用新型的技術方案如下一種低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥，其主要部件包括活塞、閥體、閥瓣、閥座、擋塊、閥桿、閥蓋、彈簧、彈簧擋片、細長桿、桿籠、桿帽、復位螺栓等。閥門的工作原理描述如下閥桿受到三個力的共同作用，分別是細長桿的支撐力、活塞的壓力和彈簧的推力。其中細長桿的支撐力和活塞的壓力的方向均為向下，彈簧的推力方向向上，這三個力的平衡和失衡是觸發閥門打開和關閉的因素。當管道內壓力高于特定點時，細長桿承受的軸向力低于其壓桿失穩臨界載荷，壓桿保持穩定。細長桿的支撐力和活塞的壓力這兩個向下的力與彈簧向上的推力達到平衡，流體可以流過閥瓣與閥桿之間的空腔，閥門處于打開狀態。當管道內的壓力開始下降時，活塞的壓力也會隨之下降，而彈簧力是不變的，故細長桿的支撐力會隨著壓力的下降而增大。當管道內的壓力降至低于特定點時，細長桿承受的載荷超過其壓桿失穩臨界載荷，壓桿發生失穩，其有效長度會瞬間減小。此時閥桿會在彈簧的推力作用下向上移動，使閥瓣進入閥座，形成密封從而關閉閥門切斷流體。細長桿是低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥的觸發部件，其本身能夠感知管道壓力是否低于特定點，并在管路壓力低于特定點時發生失穩從而觸發閥門的關閉。細長桿和彈簧在功能上代替了目前井口安全閥中使用的復雜的液壓控制系統。本實用新型的有益效果如下[0009]I.低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥采用細長桿作為觸發部件，細長桿的失穩遵循歐拉公式，使得本實用新型具有較高的觸發精度；2.低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥結構簡單，只有兩個運動部件-閥桿和彈簧，運動可靠性和密封可靠性更高；3.低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥關閉后的復位過程也就是細長桿的更換過程，整個過程操作時間短，且無需特殊工具，簡單易行。
附圖I為本實用新型涉及的低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥的主要結構；附圖2為本實用新型涉及的低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥在壓力高于特定點時工作的示意圖；附圖3為本實用新型涉及的低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥在壓力低于特定點而觸發關斷時的不意圖；附圖4為本實用新型涉及的低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥復位過程的示意圖。
具體實施方式
一種低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥，其主要部件包括活塞I、閥體2、閥瓣3、閥座4、擋塊5、閥桿6、閥蓋7、彈簧8、彈簧擋片9、細長桿10、桿籠11、桿帽12、復位螺栓13。如圖I所示。其中細長桿10是低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥的觸發部件，它和彈簧8的共同作用在功能上代替了傳統井口關斷閥的液壓控制系統。本實用新型的具體實施方式
是閥桿6的上端與細長桿10連接，同時閥桿6穿過彈簧8、擋塊5和閥瓣3，并在下端與活塞I連接。活塞I的上表面承受閥體2腔內的介質壓力，活塞I的下表面與外界環境連通。因為閥體2腔內的壓力大于腔外的環境壓力，活塞I受到的壓力的合力向下，對閥桿6產生向下的拉力作用。彈簧8對閥桿6有向上的推力作用。細長桿10對閥桿6有向下的支撐力作用。當管道內壓力高于特定點時，細長桿10承受的支撐力低于其壓桿失穩臨界載荷，壓桿保持穩定，細長桿10的支撐力和活塞I受到的壓力這兩個向下的力與彈簧8向上的推力達到平衡，流體可以流過閥瓣3與閥桿6之間的空腔而流向下游管道，閥門處于打開狀態。如圖2所示。當管道內的壓力開始下降時，活塞I受到的向下的壓力也會隨之下降，而彈簧8的力是不變的，故細長桿10的支撐力會隨著壓力的下降而增大。當管道內的壓力降至低于特定點時，細長桿10承受的軸向載荷超過其壓桿失穩臨界載荷時，壓桿發生失穩，其有效長度會瞬間減小。此時閥桿6會在彈簧8的推力作用下向上移動，使閥瓣3進入閥座4，形成密封而切斷流體，從而關閉閥門。如圖3所示。當系統壓力恢復正常后，可按如下步驟對低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥進行復位(1)關閉上游管道的閥門；(2)將復位螺栓13從掛鉤上取下，經過閥體2下面的通氣孔插入閥桿6下端的螺紋孔，順時針旋轉，直到閥桿6向下移動到可以更換細長桿10的位置，如圖4所示；(3)擰下桿帽12，取下已經失穩的細長桿10并更換新的細長桿，擰緊桿帽12 ；
(4)檢查無誤后，首先打開上游管道閥門，然后再將復位螺栓13逆時針旋轉并取下，掛回掛鉤，此時低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥就復位到開啟狀態了。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特種和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可以被其它等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。本實用新型并不局限于前述的具體實施方式
。本實用新型擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權利要求1.一種低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥，其主要部件包括活塞(I)、閥體(2)、閥瓣(3)、閥座(4)、擋塊(5)、閥桿(6)、閥蓋(7)、彈簧(8)、彈簧擋片(9)、細長桿(10)、桿籠(11)、桿帽(12)、復位螺栓(13)，其特征在于控制關斷閥是否關斷的部件是細長桿(10)和彈簧(8)，由細長桿(10)的壓桿失穩觸發閥門關斷。
2.根據權利要求I所述的低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥，其中閥桿￠)的上端與細長桿(10)連接，同時閥桿(6)穿過彈簧(8)、擋塊(5)和閥瓣(3)，并在下端與活塞⑴連接。
3.根據權利要求I所述的低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥，其中活塞(I)的上表面在閥體(2)腔內承受介質壓力，下表面與外界大氣連通。
專利摘要本實用新型涉及一種低壓觸發型壓桿失穩井口關斷閥，其主要部件包括活塞、閥體、閥瓣、閥座、擋塊、閥桿、閥蓋、彈簧、彈簧擋片、細長桿、桿籠、桿帽、復位螺栓等。此關斷閥具有一個與外界連通的活塞結構，其關斷觸發機構依據壓桿失穩原理進行設計。當管道內壓力高于特定點時，細長桿承受的軸向力低于其壓桿失穩臨界載荷，壓桿保持穩定，流體可以流過閥瓣與閥桿之間的空腔，閥門處于打開狀態。當管道內的壓力降至低于特定點時，細長桿承受的載荷超過其壓桿失穩臨界載荷，壓桿發生失穩，其有效長度會瞬間減小，閥桿會在彈簧的推力作用下向上移動，使閥瓣進入閥座而關閉閥門切斷流體。閥門結構簡單，只有兩個運動部件，具有很高的可靠性。
文檔編號E21B34/02GK202731837SQ201220274959
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月8日 優先權日2012年6月8日
發明者劉海亮, 王磊, 王福凱 申請人:劉海亮, 王磊, 王福凱