一种具有配合误差调整功能的旋塞阀的制作方法

1.本实用新型涉及一种旋塞阀，具体涉及一种具有配合误差调整功能的旋塞阀。

背景技术：

2.旋塞阀是油田钻柱循环系统中的一种手动控制阀，作为一种重要的内防喷工具将旋栓扳转90
°
角度关闭阀口即可达到截流防喷的目的。现有技术中旋塞阀主要包括有阀体、阀球、下阀座、上阀座、旋栓、定位盘和定位环等主要构成部件，其中：阀球由上阀座和下阀座配合限位镶置在阀体之中，阀球的一端固定转轴连接在阀体内壁上，对应另一端与镶嵌在阀体内的旋栓同轴连接，通过扳动旋栓可控制阀球翻转实现阀口的闭合或者打开，在阀体内侧利用定位盘和定位环的结构配合，将旋钮的旋转角度限制在90
°
的范围内，有时在下阀座与阀体之间安装有波圈弹簧，其目的是在阀球的上下两端分别与下阀座和上阀座之间设置预紧力，提高阀球与下阀座和上阀座之间的配合密封效果。在旋塞阀加工制造过程中，由于阀球、下阀座、上阀座等主要部件及其它辅助部件都存在一定的加工误差，组装后各个部件之间也存在不同程度的配合误差，这些误差无疑会显著增大阀球与下阀座和上阀座相互之间的作用力，其中沿轴向的作用力将直接导致阀球相对下阀座和上阀座之间摩擦力的增高，使通过旋栓扳转阀球操作阻力增大，致使阀球扳转困难，劳动强度过大。因此，有必要对现行的传统旋塞阀结构做出优化改进，改进阀球受力状态，降低阀球扳转阻力，提高旋塞阀的使用效率，降低生产劳动强度。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种具有配合误差调整功能的旋塞阀，优化传统旋塞阀结构，改进阀球受力状态，降低阀球扳转阻力。
4.一种具有配合误差调整功能的旋塞阀，包括：阀体、下阀座、上阀座、阀球、挡环、旋栓、下波圈弹簧和上波圈弹簧，所述阀体为圆柱状筒体，上下两端分别开设有连接螺纹，用以接入油田钻具钻杆，所述阀球为开设有轴向通孔的圆球形状，外侧球面上与所述轴向通孔相垂直的轴线方向设置有键销结构，所述下阀座和所述上阀座均为圆筒形状，外周直径分别与所述阀体的内腔孔径相对应，在所述下阀座上端面和所述上阀座下端面上的局部区域分别设置有与所述阀球外侧球面对应配合的弧形球面，所述阀球由所述下阀座和所述上阀座配合限位，设置在所述下阀座和所述上阀座之间，可相对所述下阀座和所述上阀座转动，并使所述阀球外圆周面分别与所述下阀座和所述上阀座上的所述弧形球面保持密封配合，所述下阀座、所述阀球与所述上阀座依次配合构成的组合体限位镶置在所述阀体的内腔当中，其中，所述下阀座和所述上阀座分别与所述阀体形成密封配合，在所述下阀座下端的下限位环面、所述上阀座上端的上限位环面上分别设置有所述下波圈弹簧和所述上波圈弹簧，使所述下阀座、所述阀球和所述上阀座构成的组合体相对限位空间具有沿轴向的上下双向适应性弹性位移量，与所述阀球的设置位置相对应，在所述阀体上开设有径向贯通侧壁的镶置孔，所述镶置孔内具有环形限位台肩，由所述限位台肩限位，所述旋栓密封配合
镶卡在所述镶置孔中，内侧端设置有与所述阀球上结构对应配合的键销结构，并相互配合联接，扳动所述旋栓可向所述阀球传送扭矩，在所述旋栓的内侧圆周边沿上开设有弧形限位槽，与所述弧形限位槽相对应，在所述阀体镶置有与所述弧形限位槽配合限位的所述挡环，限定所述旋栓和所述阀球相对所述阀体的可旋转角度，在所述旋栓的外侧端设置有扳转结构，利用所述扳转结构可从外部向所述旋栓施加扳转动力。
5.所述一种具有配合误差调整功能的旋塞阀，优选所述旋栓与所述阀球之间利用配合调整块过渡连接，所述配合调整块整体为圆盘形状，两侧盘面上分别开设有相互垂直并具有矩形断面的直线凹槽，与所述直线凹槽相对应，在所述阀球与所述旋栓上分别设置有具有矩形断面的直线凸键，利用所述直线凸键与所述直线凹槽的对应配合分别联接在所述配合调整块的两侧盘面上，通过所述阀球和所述旋栓在相互垂直方向上分别设置有相对所述配合调整块的直线移动自由度，使所述阀球与所述旋栓之间具有双自由度的适应性运动，进一步增强旋塞阀的整体配合误差调整功能。
6.所述一种具有配合误差调整功能的旋塞阀，基于其所具有的配合误差调整功能，优选对镶置在所述阀体的内腔当中的所述下阀座、所述阀球与所述上阀座组合体的限位，上部采用与所述阀体螺纹连接的限位套与所述上阀座的上端面配合限位，下部利用开设在所述阀体内环面上的环形台肩对所述下阀座的下端面支撑限位，简化产品设计结构，降低零部件加工及其装配组装难度，减小生产劳动强度。
7.所述一种具有轴向配合误差调整功能的旋塞阀，进一步，优选在限位套的上端安装设置有涨环，所述涨环抵顶在所述限位套的上端面，增大所述限位套的支撑强度，为旋塞阀工作提供安全保障。
8.本实用新型的有益效果是，提供一种结构优化的旋塞阀，通过在上阀座的上端和下阀座的下端同时分别设置上波圈弹簧和下波圈弹簧，使下阀座、阀球和上阀座所构成的组合体具有沿轴向上下双向的适应性弹性位移量，实现零部件之间的配合误差调整功能，同时，还通过在旋栓与阀球的联接面上设置配合调整块，使阀球与旋栓之间具有双自由度的适应性运动能力，进一步增强旋塞阀的配合误差调整功能，从而有效提高阀球与上阀座和下阀座之间的配合适应性，减小阀球与上阀座和下阀座之间的旋转运动阻力，降低阀球的扳转强度，提高生产使用效率，减小劳动作业强度，在此基础上，由于旋塞阀的配合误差调整功能可适度降低对阀球、上阀座和下阀座的定位精度要求，因此还有利于简化产品设计结构，降低装配组装难度，节约生产制造成本。
附图说明
9.图1为具有配合误差调整功能的旋塞阀导通状态结构图。
10.图2为图1中a-a线剖视图。
11.图3为具有配合误差调整功能的旋塞阀关闭状态结构图。
具体实施方式
12.下面结合具体实施例及其附图，对本实用新型请求保护的技术方方案做进一步描述。
13.一种具有配合误差调整功能的旋塞阀，如图1和图3所示，由阀体1、下阀座2、上阀
座3、阀球4、挡环5、旋栓6、限位套7、下波圈弹簧8、上波圈弹簧9和配合调整块10所构成，所述阀体1上下两端分别开设有连接螺纹，所述阀球4开设有轴向通孔，外侧球面上设置有断面呈矩形的直线凸键，所述下阀座2和所述上阀座3的外周直径分别与所述阀体1的内腔孔径相对应并构成密封配合，在所述下阀座2上端面和所述上阀座3下端面上分别设置有与所述阀球4外侧球面对应配合的弧形球面，所述阀球4配合设置在所述下阀座2和所述上阀座3之间，分别与所述下阀座2和所述上阀座3保持密封配合，并与所述下阀座2和所述上阀座3构成组合体镶置在所述阀体1的内腔当中，在所述阀体1的内腔当中，所述上阀座3的上端由所述限位套7固定限位，所述限位套7与所述阀体1螺纹连接，并利用涨环11强化固定，所述下阀座2的下端由开设在所述阀体1内环面上的环形台肩支撑限位，在所述上阀座3与所述限位套7之间的固定面上、所述下阀座2与所述阀体1之间的支撑面上分别设置有所述上波圈弹簧9和所述下波圈弹簧8，与所述阀球4的设置位置相对应，在所述阀体1上开设有径向贯通侧壁的镶置孔，所述旋栓6与所述阀体1密封配合从内侧限位镶卡在所述镶置孔中，所述旋栓6的前端面上也设置有断面呈矩形的直线凸键，在所述旋栓6与所述阀球4之间设置有两侧盘面上分别开设有断面呈矩形的直线凹槽的所述配合调整块10，所述配合调整块10两侧盘面上开设的所述直线凹槽分别与所述旋栓6和所述阀球4上设置的所述直线凸键形成对应配合联接，利用所述配合调整块10过渡使所述旋栓6与所述阀球4相互联接，在所述旋栓6的内侧圆周边沿上开设有弧形限位槽，与所述弧形限位槽相对应，在所述阀体1镶置有与所述弧形限位槽配合限位的所述挡环5，如图2所示，所述挡环5为4段拼接环，组合镶嵌在所述阀体1上开设的镶嵌槽中，利用卡簧12组合固定。
14.在实际生产应用中，将所述一种具有配合误差调整功能的旋塞阀连接安装在井口钻杆上，正常生产状态下，如图1所示，旋塞阀处于导通状态，当出现井下状况需要阻断液流通道防止井液上涌时，借助外部工具扳转旋栓6，使其带动阀球4旋转90
º
，如图3所示，将所述旋塞阀变换至关闭状态，关闭所述液流通道，达到截流防喷的目的。通常，在所述旋栓6的扳转操作过程，扳转阻力主要来至于井下井液压力作用下所述阀球4与上阀座3和下阀座2之间的摩擦阻力，但是，由于阀体1、所述阀球4、所述下阀座3、所述上阀座2和转所述旋栓6等主要构成零部件及其它辅助部件都存在加工误差，组装后相互之间也存在配合误差，这些误差如果不能通过相互之间的适配调整无疑会显著增大所述阀球4与所述上阀座3和所述下阀座2之间以及所述旋栓6与所述阀体1之间的摩擦系数，进一步增大所述旋栓6的扳转阻力，本实施例所述一种具有配合误差调整功能的旋塞阀,由于同时设置了下波圈弹簧8和上波圈弹簧9，并且在所述旋栓6与所述阀球4之间利用配合调整块10过渡联接，使由于机械误差造成的所述旋栓6与所述阀球4之间的同轴度误差能够实现“双级”适配调整，其中所述“双级”适配调整：一是使所述下阀座2、所述阀球4和所述上阀座3构成的组合体相对所述阀体1具有沿轴向的上下双向适应性弹性位移量，实现所述阀球4相对所述旋栓6在轴向上的一级适配调整，二是使所述阀球4和所述旋栓6分别具有相对所述配合调整块10在相互垂直方向上的运动自由度，实现所述阀球4在所述旋栓6的二维径向上相对所述旋栓6的二级适配调整。

技术特征：

1.一种具有配合误差调整功能的旋塞阀，包括：阀体（1）、下阀座（2）、上阀座（3）、阀球（4）、挡环（5）、旋栓（6）和下波圈弹簧（8），其特征在于，还包括：上波圈弹簧（9）；所述阀体（1）为圆柱状筒体，上下两端分别开设有连接螺纹，所述阀球（4）为开设有轴向通孔的圆球形状，外侧球面上与所述轴向通孔相垂直的轴线方向设置有键销结构，所述下阀座（2）和所述上阀座（3）均为圆筒形状，外周直径分别与所述阀体（1）的内腔孔径相对应，在所述下阀座（2）上端面和所述上阀座（3）下端面上分别设置有与所述阀球（4）外侧球面对应配合的弧形球面，所述阀球（4）由所述下阀座（2）和所述上阀座（3）配合限位，设置在所述下阀座（2）和所述上阀座（3）之间，可相对所述下阀座（2）和所述上阀座（3）转动，并分别与所述下阀座（2）和所述上阀座（3）上的所述弧形球面保持密封配合，所述下阀座（2）、所述阀球（4）与所述上阀座（3）依次配合构成的组合体限位镶置在所述阀体（1）的内腔当中，其中，所述下阀座（2）和所述上阀座（3）分别与所述阀体（1）形成密封配合，在所述下阀座（2）下端的下限位环面、所述上阀座（3）上端的上限位环面上分别设置有所述下波圈弹簧（8）和所述上波圈弹簧（9），与所述阀球（4）的设置位置相对应，在所述阀体（1）上开设有径向贯通侧壁的镶置孔，所述镶置孔内具有环形限位台肩，由所述限位台肩限位，所述旋栓（6）密封配合镶卡在所述镶置孔中，内侧端设置有与所述阀球（4）上结构对应配合的键销结构，并相互配合联接，在所述旋栓（6）的内侧圆周边沿上开设有弧形限位槽，与所述弧形限位槽相对应，在所述阀体（1）镶置有与所述弧形限位槽配合限位的所述挡环（5）。2.如权利要求1所述一种具有配合误差调整功能的旋塞阀，其特征在于：所述旋栓（6）与所述阀球（4）之间利用配合调整块（10）过渡连接，所述配合调整块（10）整体为圆盘形状，两侧盘面上分别开设有相互垂直并具有矩形断面的直线凹槽，与所述直线凹槽相对应，在所述阀球（4）与所述旋栓（6）上分别设置有具有矩形断面的直线凸键，利用所述直线凸键与所述直线凹槽的对应配合分别联接在所述配合调整块（10）的两侧盘面上。3.如权利要求1或者2所述一种具有配合误差调整功能的旋塞阀，其特征在于：对镶置在所述阀体（1）的内腔当中的所述下阀座（2）、所述阀球（4）与所述上阀座（3）组合体的限位，上部采用与所述阀体（1）螺纹连接的限位套（7）与所述上阀座（3）的上端面配合限位，下部利用开设在所述阀体（1）内环面上的环形台肩对所述下阀座（2）的下端面支撑限位。4.如权利要求3所述一种具有配合误差调整功能的旋塞阀，其特征在于：在限位套（7）的上端安装设置有涨环（11），所述涨环（11）抵顶在所述限位套（7）的上端面。

技术总结

一种具有配合误差调整功能的旋塞阀，包括阀体、下阀座、上阀座、阀球、挡环、旋栓、下波圈弹簧和上波圈弹簧，进一步还包括配合调整块，在上阀座上端和下阀座下端分别设置上波圈弹簧和下波圈弹簧，使下阀座、阀球和上阀座所构成的组合体具有沿轴向上下双向的适应性弹性位移量，实现零部件之间的配合误差调整功能，进一步在旋栓与阀球联接面上设置配合调整块，使阀球与旋栓之间具有双自由度的适应性运动能力，增强旋塞阀的配合误差调整功能，提高阀球的配合适应性，减小摩擦阻力，降低扳转强度，提高生产使用效率，减小劳动作业强度，在此基础上，由于配合误差调整功能降低了装配精度要求，还有利于简化产品结构，降低装配难度，节约生产成本。生产成本。生产成本。