一種同軸式多級浮子閥芯的制作方法

本實用新型涉及油氣田開采技術領域，具體涉及一種同軸式多級浮子閥芯。

背景技術：

液位控制在石油化工生產以及其它各種行業的生產裝置中廣泛存在。最簡單的液位控制就是采用人工監視控制方式，較為高級的是采用智能電動閥氣動閥控制方式。這里要介紹的是浮子閥的控制方式，在電動、氣動方式中，浮子只作為信號開關在使用，不直接驅動閥開關動作。申請人在之前開發并申請的中國專利《氣液固三相分離器的浮子平衡自動排液閥》（CN201320732583.8），是浮子直接驅動進行液位控制的成功應用。

該類控制閥最顯然的特點就是控制的零滯后，不需要信號、轉換、指令、執行、動作過程等中間環節，閥的開度隨液位實時調整，結構簡化、控制迅捷、安全可靠。但在后續工作與研發中該類控制閥同時存在一定缺點：驅動力受制于浮子體積大小尺寸，閥芯開關動作需要克服一定的作阻力（包括閥門前后壓差對閥芯的作用），前后壓差愈大對閥芯作用力愈大，閥門的通徑愈大，對閥芯作用力愈大，打開閥門所需驅動力就愈大。因此，對于高壓差、大口徑閥門不適應采用這種控制閥。

技術實現要素：

本實用新型旨在提供一種同軸式多級浮子閥芯，旨在解決浮子液位控制閥在大口徑、高壓差工況下的應用問題。在浮子體積尺寸一定（浮力一定）的前提下，采用將控制閥閥芯由多個同軸閥芯按順序分級組合而成，并保證在每一級閥芯流切面上的壓差力小于浮子的有效上提力，以解決上述問題。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種同軸式多級浮子閥芯，其特征在于：包括多級依次增大并連接的閥芯組件；所述每級閥芯組件包括閥籠罩、與閥籠罩活動連接的閥芯；所述閥籠罩底部設置有流通閥孔；除一級閥芯組件的閥芯外，其余每級閥芯組件的閥芯上端固定在上一級閥芯組件的閥籠罩底部，且其余每級閥芯內均設置有流通道并與上一級閥籠罩的流通閥孔連通，并且所有閥芯在下端均設置有和本級閥籠罩流通閥孔適配的堵塞頭。

進一步地，還包括有閥座，閥座連接在最后一級閥芯組件的閥籠罩底部，且閥座內設置有出口通道。

進一步地，所述出口通道外圓周面設置有連接螺紋。

進一步地，所述一級閥芯上部設置有與驅動源連接的閥芯銷孔。

進一步地，所述每級閥芯均設置有限位臺階。

進一步地，所述限位臺階具體為卡環。

進一步地，所述閥籠罩圓周面設置有多個進液槽或者進液孔。

進一步地，所述閥籠罩頂部設置有與閥芯限位臺階配合的壓板。

進一步地，所述堵塞頭為設置在閥芯端部的帶孔圓錐。

進一步地，所述堵塞頭的孔與閥芯流通道導通。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型的設計巧妙，閥芯組件依次增大，使得閥芯的開啟級數隨進液量大小實時調節，確保液位始終控制在某一范圍內。在整個控制過程中，無需電動源、氣動源等所有附加能源，無智能控制器件，僅依靠液位自身的位能實現液位控制自動排液。同軸式多級閥芯的實施，打破了浮子控制閥對高壓力、大流量的適用限制。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的同軸式多級浮子閥芯結構示意圖。

圖2是圖1中A-A向剖視圖。

圖中標記：1為一級閥芯、2為一級閥籠罩、3為二級閥芯、4為二級閥籠罩、5為三級閥芯、6為三級閥籠罩、7為閥座、8為閥芯銷孔、9為出口通道、10為一級流通閥孔、11為二級流通閥孔、12為三級流通閥孔、13為堵塞頭。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施例對本實用新型做進一步說明。

如圖1-圖2所示，一種同軸式多級浮子閥芯，包括多級尺寸依次增大并連接的閥芯組件。當然，這里所指的尺寸依次增大，主要是為了滿足流通閥孔的依次增大，來滿足排液量的依次增大，當設計的流通閥孔與閥籠罩的大小關系比較合適時，當流體閥孔進行增大其余組件也應當依次增大。

所述每級閥芯組件包括閥籠罩、與閥籠罩活動連接的閥芯；所述閥籠罩底部設置有流通閥孔；除一級閥芯組件的閥芯外，其余每級閥芯組件的閥芯上端固定在上一級閥芯組件的閥籠罩底部，且其余每級閥芯內均設置有流通道并與上一級閥籠罩2的流通閥孔連通，并且所有閥芯在下端均設置有和本級閥籠罩流通閥孔適配的堵塞頭13。還包括有閥座7，閥座7連接在最后一級閥芯組件的閥籠罩底部，且閥座7內設置有出口通道9。

所述出口通道9外圓周面設置有連接螺紋。所述一級閥芯1上部設置有與驅動源連接的閥芯銷孔8，當然，也可以采用其他類似的機械連接結構做簡單等同替換。所述每級閥芯均設置有限位臺階。所述限位臺階具體為卡環。所述閥籠罩圓周面設置有多個進液槽或者進液孔。所述閥籠罩頂部設置有與閥芯限位臺階配合的壓板。所述堵塞頭13為設置在閥芯端部的帶孔圓錐。所述堵塞頭13的孔與閥芯流通道導通。當然，由于設計原理，一級閥芯1的堵塞頭13并不需要具備流通作用，所以一級閥芯1的堵塞頭13可以為實心頭。

如圖所示，當閥芯采用三級時，本實用新型在使用時，通過一級閥芯1上的閥芯銷孔8，利用銷軸將之與驅動源（浮子）進行連接。再使一級、二級、三級閥芯5通過其自重處于封閉狀態，即使每級閥芯下部圓錐型堵塞頭13的圓錐面封堵住相對應的本級的閥籠罩的流通閥孔。

當介質流體通入后，開始逐漸產生積液，并帶動浮子上浮，此時，與浮子連接的一級閥芯1被向上提起，一級閥芯1的堵塞頭13錐面與流通閥孔分離，使介質流體從一級流通閥孔10流走，進行排液。

隨著液體流量的加大，一級流通閥孔10不足以完全進行排液，使積液產生的越多，所產生的浮力就會加大。直至一級閥芯1處于完全開啟狀態，閥芯的卡環抵在同級閥籠罩的頂部，再隨著浮子的上浮，帶動一級閥籠罩2也隨之上浮，此時，由于二級閥芯3是連接在一級閥籠罩2的底部，一級閥芯組件完全上浮后，二級閥芯3也隨之上浮，此后，二級閥芯3的堵塞頭13的錐面也與二級流通閥孔11進行分離，將二級流通閥孔11打開。

由于閥芯組件依次增大，二級流通閥孔11的直徑大于一級流通閥孔10的直徑，二級流通閥孔11打開后，介質流量直接通過二級閥籠罩4圓周面設置的多個進液槽流入，并通過二級流通閥孔11直接進行排液，排液量進行增大。

此后，分為兩種情況，當介質流量仍然逐漸增大，二級流通閥孔11仍然無法滿足排液量。同理，浮子會帶通二級閥芯組件整體上浮，并進一步打開排液量更大的三級閥籠罩6上的三級流通閥孔12。而當排液量滿足時，或者介質流量減小，積液減小，浮子會由于浮力的減小而下降，閥芯組件也會在自重作用下隨之下降，并重新利用錐面堵塞本級的流通閥孔，減少排液量直至不再排液。

同理，本實用新型并不限定于三級閥芯組件的組合，在允許的條件下，也可以使二級閥芯組件的組合，或者三級以上的閥芯組件的配合。

采用本實用新型結構簡單，容易實現，本實用新型的設計巧妙，利用閥芯組件依次增大，使得閥芯的開啟級數隨進液量大小實時調節，確保液位始終控制在某一范圍內。在整個控制過程中，無需電動源、氣動源等所有附加能源，無智能控制器件，僅依靠液位自身的位能實現液位控制自動排液。同軸式多級閥芯的實施，打破了浮子控制閥對高壓力、大流量的適用限制。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。