CN120231877A - 笼套式双楔形节流阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气开采技术领域，公开了一种笼套式双楔形节流阀，包括具有用于流体流动的内腔的壳体；设于壳体的顶部的阀盖，阀盖具有安装通道；设于内腔中的阀座，阀座包括外阀座和内阀座；阀芯，阀芯包括关于中心轴线轴对称设置的两个楔形面和两个柱形面，柱形面朝向流体流入内腔的方向，柱形面能够与内阀座的内壁贴合；以及，阀杆，阀杆的一端与驱动装置连接，另一端穿过安装通道与阀芯连接，阀杆可在驱动装置的驱动下带动阀芯在阀座内沿阀杆的轴向延伸方向往复运动。通过上述方案，本发明的节流阀结合了笼套式节流阀和楔形节流阀的优点，实现两次节流，提高了节流阀的节流特性；阀芯为双楔形结构，可更精细地控制压力以及具有更强的抗冲蚀能力。

Description

笼套式双楔形节流阀

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，具体地涉及一种笼套式双楔形节流阀。

背景技术

在油气开采的过程中，节流管汇上通常运用井控节流阀来调节控制流体流量，使井口回压与地层压力保持一种较为理想的压力平衡关系，将溢流排出，使井筒压力维持平衡。影响节流阀性能的主要因素是阀芯与阀座的结构，良好的线性结构、耐磨、耐冲蚀是节流阀的重要指标。

目前，节流阀按照阀芯与阀座的结构分类，主要包括：筒形节流阀、针形节流阀、笼套式节流阀、孔板形节流阀以及楔形节流阀。其中，筒形节流阀在关闭时，存在常开间隙通道，即不会完全关闭，而且线性度较差，流量调节范围小，同时筒形节流阀阀芯在伸出状态，节流阀趋于关闭时，由于阀芯无依托的悬空部分加长，在入口一侧的高压流体冲刷，下游易形成共振，导致悬臂梁的问题，表现为阀芯折断；针形节流阀主要存在线性度差以及悬臂梁的问题，实际节流效果较差；笼套式节流阀耐冲蚀性能就差，节流孔以及阀体被高压流体冲蚀严重；孔板形节流阀由于流体靠近管壁，同样存在抗冲蚀性能差的问题；现有的楔形节流阀通常为单楔形节流阀，存在悬臂问题和流量控制不稳定的问题。

因此，提供一种节流特性良好以及抗冲蚀的节流阀成为一个亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的节流阀节流线性较差以及抗冲蚀能力较弱的问题，提供一种笼套式双楔形节流阀。

为了实现上述目的，本发明提供一种笼套式双楔形节流阀，包括壳体，所述壳体包括用于流体流动的内腔；设于所述壳体的顶部的阀盖，所述阀盖具有安装通道；设于所述内腔中的阀座，所述阀座包括外阀座和内阀座，所述外阀座的周壁上分布多个过流孔，所述外阀座设于所述内腔内，所述内阀座设于所述外阀座内，并且位于所述外阀座的底部且与所述过流孔轴向错开，以使得所述内腔的流体依次分别流经所述外阀座和所述内阀座；阀芯，所述阀芯包括关于中心轴线轴对称设置的两个楔形面和两个柱形面，所述柱形面朝向流体流入所述内腔的方向，所述柱形面能够与所述内阀座的内壁贴合；以及，阀杆，所述阀杆的一端与驱动装置连接，另一端穿过所述安装通道与所述阀芯连接，所述阀杆能够在所述驱动装置的驱动下带动所述阀芯在所述阀座内沿所述阀杆的轴向延伸方向往复运动。

优选地，所述阀杆与所述安装通道之间具有用于所述内腔中的流体流入的间隙。

优选地，本发明提供的笼套式双楔形节流阀还包括设于所述安装通道内且环绕所述阀杆的导向带，所述导向带能够保护以及扶正所述阀杆，所述导向带和所述阀杆之间形成有第一环形空隙。

优选地，所述安装通道的靠近所述外阀座的一端形成有沉孔，所述外阀座的顶端能够伸入所述沉孔内。

优选地，所述安装通道的远离所述外阀座的一端设有密封组件，以防止流体经所述阀杆与所述安装通道的间隙流出。

优选地，所述密封组件包括设于所述阀杆与所述安装通道的间隙的盘根密封圈以及用于压紧所述盘根密封圈的盘根压帽。

优选地，所述盘根密封圈与所述盘根压帽之间安装有第二密封圈。

优选地，所述驱动装置包括电驱执行器、与所述电驱执行器转动连接的转动套、套设于所述转动套外并与所述阀盖螺纹连接的轴承座、设于所述转动套与所述轴承座之间的轴承以及设于所述转动套内的丝杆总成，所述丝杆总成包括螺杆以及螺纹连接于所述螺杆上的螺帽，所述螺杆的远离所述螺帽的一端与所述阀杆连接，其中，所述电驱执行器设置能够驱动所述转动套转动，带动所述螺帽转动，以使得所述螺杆沿其轴向延伸方向往复运动。

优选地，本发明提供的笼套式双楔形节流阀还包括防转销，所述防转销穿过所述轴承座抵接在所述阀盖上。

优选地，本发明提供的笼套式双楔形节流阀还包括限位销，所述限位销的一端抵接于所述阀杆上的键槽内，另一端与所述安装通道固定连接，所述内腔中的流体能够通过所述键槽流入所述阀杆与所述安装通道之间的间隙。

优选地，所述内腔包括轴向延伸连接于所述安装通道底部的流体腔、径向延伸连接于所述流体腔一侧的流体进入通道以及轴向延伸连接于所述流体腔底部的流体流出通道，其中，所述流体腔的直径大于所述安装通道、所述流体进入通道以及所述流体流出通道的直径，所述阀座的下端部分地插入所述流体流出通道中。

优选地，本发明提供的笼套式双楔形节流阀还包括设置在所述流体流出通道中的保护套，所述保护套的上端接合于所述阀座的下端。

优选地，所述保护套的上端与所述阀座的下端之间设有第一密封圈。

优选地，所述流体流出通道内形成有坐放台阶，所述保护套止挡于所述坐放台阶上。

优选地，所述内腔还包括径向延伸连接于所述流体腔另一侧的泄压出口通道，所述泄压出口通道的远离所述流体腔的一侧设有泄压阀，以将所述内腔的压力排出。

通过本发明提供的笼套式双楔形节流阀，至少可达到以下有益效果：

(1)阀座包括外阀座和内阀座，外阀座的周壁上设有多个过流孔，内腔中的流体通过过流孔流入外阀座内时，流体的过流面积发生变化，外阀座内外的流速产生变化，实现初次节流，流体进入内腔中，再周向地从过流孔进入外阀座内，使得流体流动均匀，也使得外阀座具有节流特性好的特点，通过改变过流孔在外阀座上的分布密度和孔眼大小，可调节流入外阀座的流体流速，使得外阀座的节流具有较好的可控性；阀芯随着阀杆运动，不断伸入外阀座和内阀座，楔形面与内阀座之间形成过流通道，随着阀芯向下伸入到内阀座中，楔形面与内阀座之间的过流通道的通流面积逐渐减小，实现二次节流，与常规筒形节流阀的筒形结构、针形节流阀的针形结构相比，楔形面具有较长且倾斜角较大的导向面，使得阀芯具有较长的节流行程和较好的开关线性。本发明通过外阀座、阀芯与阀座的配合，可实现两次节流，综合了外阀座的节流特性好、流速可控性好以及阀芯节流行程长、开关线性好的优点。

(2)本发明中的阀芯具有关于中心轴线轴对称设置的两个楔形面和两个柱形面，相较于常规的单楔形结构，一方面双楔形结构节流开度的线性更好，提高对节流阀内的压力控制的精确性；另一方面双楔形对称布置，可平衡楔形面两侧受到的压力，增强了阀芯的抗冲蚀能力，延长阀芯的使用寿命。

(3)外阀座可在阀芯进行往复运动过程中，可对阀芯进行导向和扶正，从而避免了常规单楔形节流阀阀芯因悬臂结构容易断裂的问题。

(4)在本发明中，阀芯的柱形面朝向流体流入内腔的方向，此时楔形面平行于流体流入内腔的方向，进一步减小高压流体对楔形面的冲刷，进而延长阀芯的使用寿命。另外，柱形面在内阀座中，可与内阀座的内壁贴合，使得内阀座可向阀芯提供稳定的支撑，更进一步增强了阀芯的抗冲刷能力，保证阀芯进行往复运动的稳定性。

附图说明

图1是本发明提供的笼套式双楔形节流阀的结构示意图；

图2是本发明提供的笼套式双楔形节流阀丝杆总成的结构示意图；

图3是本发明提供的笼套式双楔形节流阀的阀芯安装的示意图；

图4是本发明提供的笼套式双楔形节流阀的阀盖下端的沉孔的示意图；

图5是本发明提供的笼套式双楔形节流阀中高压流体流向示意图；

图6是本发明提供的笼套式双楔形节流阀外阀座的结构示意图；

图7是本发明提供的笼套式双楔形节流阀的壳体的通道示意图；

图8是本发明提供的笼套式双楔形节流阀的阀芯的示意图；

图9是本发明提供的笼套式双楔形节流阀的阀杆的示意图；

图10是本发明提供的笼套式双楔形节流阀内阀座的示意图。

附图标记说明

1-电驱执行器，2-第一螺栓，3-轴承，4-转动套，5-盘根压帽，6-防转销，7-阀盖，7a-沉孔，8-金属垫环，9-限位销，10-导向带，11-壳体，11a-流体腔，11b-流体进入通道，11c-坐放台阶，11d-流体流出通道，11e-泄压出口通道，12-阀芯，12a-柱形面，12b-楔形面，13-内阀座，13a-内阀座上表面，14-保护套，15-第一密封圈，16-外阀座，16a-外阀座螺纹，16b-过流孔，16c-安装孔，17-泄压阀，18-盘根密封圈，19-第二螺栓，20-第二密封圈，21-阀杆，21a-键槽，21b-阀杆下表面，22-轴承座，23-丝杠总成，23a-螺帽，23b-螺杆，24-第三密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，本发明可以以许多不同的形式实现，不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“多个”的含义是大于或等于两个；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

此外，本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。

还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。

本发明使用的所有术语与本发明所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

本发明针对现有技术中存在的节流阀节流线性较差以及抗冲蚀能力较弱的问题，提供一种笼套式双楔形节流阀。

参照图1、图6和图8，一种笼套式双楔形节流阀，包括：壳体11，壳体包括用于流体流动的内腔；阀盖7，阀盖7设于壳体11的顶部，阀盖7具有安装通道；阀座，阀座设于内腔中，阀座包括外阀座16和内阀座13，外阀座16的周壁上分布多个过流孔16b，外阀座16设于内腔内，内阀座13设于外阀座16内，并且位于外阀座16的底部且与过流孔16b轴向错开，以使得内腔的流体依次分别流经外阀座16和内阀座13；阀芯12，阀芯12包括关于中心轴线轴对称设置的两个楔形面12b和两个柱形面12a，柱形面12a朝向流体流入内腔的方向，柱形面12a能够与内阀座13的内壁贴合；以及，阀杆21，阀杆21的一端与驱动装置连接，另一端穿过安装通道与阀芯12连接，阀杆21与安装通道之间具有用于内腔流体流入的间隙，阀杆21能够在驱动装置的驱动下带动阀芯12在阀座内沿阀杆21的轴向延伸方向往复运动。

通过本发明提供的笼套式双楔形节流阀，首先，阀座包括外阀座16和内阀座13，一方面，外阀座16的周壁上设有多个过流孔16b，内腔中的流体通过过流孔16b流入外阀座16内时，流体的过流面积发生变化，外阀座16内外的流速产生变化，实现初次节流，流体进入内腔中，再周向地从过流孔16b进入外阀座16内，使得流体流动均匀，也使得外阀座16具有节流特性好的特点，通过改变过流孔16b在外阀座16上的分布密度和孔眼大小，可调节流入外阀座16的流体流速，使得外阀座16的节流具有较好的可控性；另一方面，阀芯12随着阀杆21运动，不断伸入外阀座16和内阀座13，楔形面12b与内阀座13之间形成过流通道，随着阀芯12向下伸入到内阀座13中，楔形面12b与内阀座13之间的过流通道的通流面积逐渐减小，实现二次节流，与常规筒形节流阀的筒形结构、针形节流阀的针形结构相比，楔形面12b具有较长且倾斜角较大的导向面，使得阀芯12具有较长的节流行程和较好的开关线性。本发明通过外阀座16、阀芯12与阀座的配合，可实现两次节流，综合了外阀座16的节流特性好、可控性好以及阀芯12节流行程长、开关线性好的优点。

其次，本发明中的阀芯12具有关于中心轴线轴对称设置的两个楔形面12b和两个柱形面12a，相较于常规的单楔形结构，一方面双楔形结构节流开度的线性更好，有利于提高对节流阀内的压力控制的精确性；另一方面双楔形对称布置，可平衡楔形面两侧受到的高压流体的冲击力，增强了阀芯12的抗冲蚀能力，延长阀芯的使用寿命。

另外，外阀座16在阀芯12进行往复运动过程中，可对阀芯12进行导向和扶正，从而避免了常规单楔形节流阀阀芯因悬臂结构容易断裂的问题。

此外，在常规的楔形节流阀中，阀芯的楔形面通常朝向流体流入方向，以实现导向的作用。然而在本发明中，阀芯12的柱形面12a朝向流体流入内腔的方向，此时楔形面12b平行于流体流入内腔的方向，从而可进一步减小高压流体对楔形面12a的冲刷，进而延长阀芯12的使用寿命。另外，柱形面在内阀座13中，柱形面12a的外径与内阀座13的内径相同，使得柱形面12a与内阀座13的内壁贴合，使得内阀座13可向阀芯12提供稳定的支撑，更进一步增强了阀芯12的抗冲刷能力，保证阀芯12进行往复运动的稳定性。

优选地，参照图1，阀盖7通过第二螺栓19与壳体11的顶部的螺纹孔连接。

进一步地，阀盖7的下端面与壳体11顶部的上端面的连接处设有金属垫环8，金属垫环8可用于密封阀盖7与壳体11，避免壳体11的内腔中的流体流出壳体11。

优选地，阀杆21与安装通道之间具有用于内腔中的流体流入的间隙。流入内腔中的流体，进一步流入该间隙中，从而使得该间隙与内腔连通，消除了该间隙与内腔之间的压差，进而消除了阀杆21在该间隙与内腔之间往复运动的行程压差，从而减小了阀杆21在该间隙与内腔之间往复运动的过程中受到的阻力，防止阀杆21在进行往复运动时发生较大的振动，有利于保证阀杆21进行往复运动的稳定性。

优选地，参照图1，本发明提供的笼套式双楔形节流阀还包括设于安装通道内且环绕阀杆21的导向带10，导向带10具有一定的弹性，可对阀杆21的往复运动进行导向和扶正，另外，导向带10还可保护阀杆21，防止阀杆21受到安装通道的磨损。

进一步地，导向带10和阀杆21之间形成有第一环形空隙，从而允许内腔中的流体流入安装通道与阀杆21之间的间隙，以消除了阀杆21在该间隙与内腔之间往复运动的行程压差。

优选地，参照图1和图4，安装通道的靠近外阀座16的一端形成有沉孔7a，外阀座16的顶端可伸入沉孔7a内，具体地，沉孔7a的内径与外阀座16的外径相等，沉孔7a的深度可根据实际生产情况进行设置，保证阀盖7能够为外阀座16提供足够的支撑即可。当高压流体流入内腔中，此时，外阀座16相当于一根悬臂梁，其上部易产生大位移和振动，通过设置沉孔7a，使得外阀座16的上端沉入到阀盖7中，从而使阀盖7可为外阀座16的上端提供有效地支撑，可减少外阀座16的上端的位移及振动，进而延长外阀座16的使用寿命。

优选地，安装通道的远离外阀座16的一端设有密封组件，该密封组件可密封阀杆21与安装通道的间隙，以防止内腔中的流体经阀杆21与安装通道的间隙流出阀盖7。

在本发明的一些实施例中，密封组件可为密封圈。通过密封圈密封阀杆21与安装通道的间隙。

或者，优选地，参照图1，密封组件包括设于阀杆21与安装通道的间隙的盘根密封圈18以及用于压紧盘根密封圈18的盘根压帽5，其中，盘根密封圈18设于安装通道的远离外阀座16的一端，盘根压帽5设于盘根密封圈18的远离外阀座16的一侧，盘根压帽5与阀盖7设于安装通道上方的螺纹进行连接，通过旋紧盘根压帽5，压缩盘根密封圈18，实现密封阀杆21与安装通道的间隙，以防止内腔中的流体经阀杆21与安装通道的间隙流出阀盖7。

优选地，盘根密封圈18与盘根压帽5之间设置有第二密封圈20，从而进一步提高阀杆21与安装通道之间的间隙在阀盖7的远离外阀座16的一端的密封性。

在本发明的一些实施例中，驱动装置有多种选择，例如，驱动装置可以为直线电机，通过直线电机驱动阀杆21沿其轴向延伸方向做往复运动，进而带动阀芯12沿阀杆21的轴向延伸方向做往复运动，改变阀芯12与内阀座13的过流通道的流体流动面积，实现节流目的。

或者，优选地，参照图1和图2，驱动装置包括电驱执行器1、与电驱执行器1转动连接的转动套4、套设于转动套外并与阀盖7螺纹连接的轴承座22、设于转动套4与轴承座22之间的轴承3以及设于转动套4内的丝杆总成23，丝杆总成23包括螺杆23b以及螺纹连接于螺杆23b上的螺帽23a，螺杆23b的远离螺帽23a的一端与阀杆21连接。

其中，电驱执行器1设置可驱动转动套4转动，电驱执行器1可以为电机或者马达，只要能够驱动转动套4转动即可。通过转动套4的转动带动螺帽23a转动，由于螺帽23a与螺杆23b螺纹连接，因此，当转动套4带动螺帽23a转动的同时，螺杆23b沿其轴向延伸方向进行往复运动。螺杆23b的远离螺帽23a的一端与阀杆21连接，参照图1，螺杆23b的底端与阀杆21的顶端螺纹连接，阀杆21的底端与阀芯12的顶端可焊接连接，螺杆23b、阀杆21以及阀芯12同轴设置。因此，通过电驱执行器1驱动转动套4转动，转动套4带动螺帽23a共同转动，使得与螺帽23a螺纹连接的螺杆23b沿螺杆23b的轴向延伸方向进行直线运动，改变电驱执行器的旋转方向，可改变转动套4与螺帽23a的转动方向，从而改变螺杆23b的运动方向，使得螺杆23b可沿其轴向延伸方向进行往复运动，进而螺杆23b带动阀杆21以及阀芯12沿螺杆23b的轴向延伸方向进行往复运动，最终改变阀芯12与内阀座13的过流通道的过流面积，实现节流的效果。

另外，轴承座22的顶部通过第一螺栓2与电驱执行器1的底部的螺纹孔螺纹连接，从而将轴承座22的顶部连接至电驱执行器1的下端，轴承座22的底部与阀盖7的顶部螺纹连接。

优选地，转动套4与轴承座22之间可涂抹润滑脂，以减小转动套4的转动阻力，降低电驱执行器1的功率消耗。

进一步地，参照图1，转动套4与轴承座22之间还设有第三密封圈24，第三密封圈24设于转动套4与轴承座22之间的上部，从而密封转动套4与轴承座22之间的润滑脂，防止润滑脂溢出。另外，轴承3设于转动套4的下部，为了提高转动套4转动的稳定性，轴承3的数量可为多个，例如在转动套4的下部可设置两个轴承3，两个轴承3自上而下分别依次布置于转动套4的下部。

另外，转动套4的下端面与盘根压帽5接触，使得整个节流阀结构紧凑，占用空间小。

优选地，参照图1，本发明提供的笼套式双楔形节流阀还包括防转销6，具体地，轴承座22的底部设有防转销安装孔，防转销6穿过轴承座22上的防转销安装孔抵接在阀盖7上，从而可防止轴承座22在转动套4转动过程中，发生转动。

优选地，参照图1和图9，阀杆21上开设有键槽21a，本发明提供的笼套式双楔形节流阀还包括限位销9，限位销9的一端抵接于阀杆21上的键槽21a内，另一端可与安装通道固定连接；或者，限位销9的另一端可穿过安装通道的侧壁抵接于壳体11上，通过限位销9，可防止阀杆21在进行往复运动过程中，发生转动，进而防止阀芯12在进行往复运动过程中，发生转动。

另外，通过调整键槽21a的朝向阀芯12的延伸长度，确保内腔中的流体可流入键槽21a，进一步流入阀杆21与安装通道之间的间隙，从而使得该间隙与内腔连通，消除了该间隙与内腔之间的压差，进而消除了阀杆21在该间隙与内腔之间往复运动的行程压差，从而减小了阀杆21在该间隙与内腔之间往复运动的过程中受到的阻力，防止阀杆21在进行往复运动时发生较大的振动，有利于保证阀杆21进行往复运动的稳定性。

或者，在本发明的一些实施例中，可在阀杆21内开设流体通道，使得内腔中的流体可流入阀杆21与安装通道之间的间隙。例如，该流体通道的入口可设在阀杆21的靠近阀芯12的一端上，即，流体通道的入口设置在下述的阀杆下表面21b上，出口可设置阀杆21的位于安装通道内的部分的侧壁上，从而使得内腔中的流体通过该流体通道流入阀杆21与安装通道之间的间隙。

优选地，参照图1、图3、图5以及图7，内腔包括轴向延伸连接于安装通道底部的流体腔11a、径向延伸连接于流体腔11a一侧的流体进入通道11b以及轴向延伸连接于流体腔11a底部的流体流出通道11d，阀座的下端部分地插入流体流出通道11d中，其中，流体腔11a的直径大于安装通道、流体进入通道11b以及流体流出通道11d的直径，流体腔11a具有较大的直径，可提高流体腔11a的容纳体积，使得阀芯12在全开度时，即阀芯12位于最高点时，流体在流体腔11a内的流通能力得到提高，降低了节流阀在大排量时的背压，扩大了节流阀的适用范围。

优选地，参照图1，本发明提供的笼套式双楔形节流阀还包括设置在流体流出通道11d中的保护套14，保护套14的上端接合于阀座的下端，使得保护套14可覆盖壳体11位于阀座的下游的内壁，防止壳体11的内壁长期受到流体冲蚀，有效地保护壳体11内壁，提高了壳体11的使用寿命。另外，保护套14采用可拆装式安装，可便于后期进行更换。

优选地，保护套14可采用碳化钨材料制成，使得保护套14具有高耐磨性与冲蚀性，从而提高保护套14对壳体11的内壁的保护性能，延长壳体11的使用寿命。

参照图1、图5以及图6，流体经流体进入通道11b流入流体腔11a，流体腔11a中的流体通过外阀座16上的过流孔16b，进入外阀座16内，实现初次节流，通过阀芯12沿其轴向方向的往复运动，改变阀芯12与内阀座13之间的过流通道的通流面积，从而实现二次节流，最后流体经流体流出通道11d流出节流阀。

另外，参照1和图6，阀座包括外阀座16和内阀座13，外阀座16形成为管状，外阀座16的主体部分设于流体腔11a中，与流体腔11a形成有第三环形空隙，流体从流体进入通道11b先流入第三环形空隙，再经过流孔16b流入外阀座16内，外阀座16的下端部分延伸至流体流出通道11d中，并且外阀座16的外径与流体流出通道11d的内径相同，使得外阀座16的下端部分的外周面可与流体流出通道11d的内周面接合，提高外阀座16与流体流出通道11d的密封性。

参照图1、图5和图10，内阀座13形成为管状，内阀座13设于外阀座16内，内阀座13位于外阀座16的底部并且与外阀座16上的过流孔16b轴向错开，防止因内阀座13遮挡过流孔16b，使得流体腔11a内的流体无法通过过流孔16b流入外阀座16内。内阀座13的内径与阀芯12的柱形面12a的外径相同，使得内阀座13的内周面可与柱形面12a的外周面接合，从而为阀芯12提供有效的支撑，内阀座13的外径与外阀座16的底部的内径相同，使得内阀座13的外周面可与外阀座16的底部的内周面贴合，确保内阀座13与外阀座16连接的密封性。

优选地，参照图6，外阀座16包括设于外阀座16的底部的外阀座螺纹16a、设于外阀座16的中部的过流孔16b以及设于外阀座16的上部端面上的安装孔16c。外阀座16伸入流体流出通道11d，通过外阀座螺纹16a与流体流出通道11d内的螺纹连接，外阀座16的上部端面上布置有多个安装孔16c，安装孔16c的数量优选为4个，均匀分布于外阀座16的上部端面上。在将外阀座16螺纹连接至壳体11时，可通过在安装孔16c中插入安装杆，通过旋转安装杆向外阀座16提供旋转扭矩，从而带动外阀座16旋转，并将外阀座16螺纹安装至壳体11内。另外，过流孔16b的数量为多个，分布于外阀座16的中部的壁面上，过流孔16b在外阀座16的壁面上的分布形式有多种，可以是非均匀地分布于外阀座16的壁面上，例如，沿外阀座16的壁面自上而下的延伸方向，过流孔16的分布密度逐渐减小；或者，优选地，过流孔16b均匀分布于外阀座16的壁面上。过流孔16b的大小可以在沿外阀座16的壁面自上而下的延伸方向，逐渐减小；或者，多个过流孔16b的大小相同，过流孔16b的大小可以根据流体中携带的固体颗粒的大小调整。过流孔16b的形状可为圆形、椭圆形或者方形，根据实际生产需求调整。

优选地，参照图1、图8、图9以及图10，阀芯12包括两个楔形面12b和两个柱形面12a，两个楔形面12b关于阀芯12的中心轴线相互轴对称，两个柱形面12a关于阀芯12的中心轴线相互轴对称。楔形面12b可以为平面、凹面或者凸面。优选地，在楔形面12b的顶端，即阀芯12的远离阀杆21的一端设有台阶，从而进一步提升阀芯12的节流能力。在阀芯12向下运动过程中，楔形面12b与内阀座13之间形成过流通道，楔形面12b与内阀座13之间的过流通道的通流面积逐渐减小，当阀杆21的靠近阀芯12的一端与内阀座13接触时，具体地，阀杆21的阀杆下表面21b与内阀座13的内阀座上表面13a接触时，过流通道的通流面积为零，即，流体无法从内阀座16流向内阀座13，节流阀呈关闭状态。

当然，使节流阀呈关闭状态还有其他多种方式，例如，设置阀杆21的外径与内阀座13的内径相同，当阀杆21向下伸入内阀座13中，此时，流体也无法从内阀座16流向内阀座13，节流阀呈关闭状态。

优选地，参照图1，内阀座13的下部延伸出外阀座16的底部，并与保护套14的上端接合，在保护套14的上端与阀座的下端之间设有第一密封圈15，具体地，在外阀座16的下端面、内阀座13的伸出外阀座16的部分、保护套14的上端面以及流体流出通道11d的侧壁之间形成有第二环形空隙，通过在第二环形空隙设置第一密封圈15，可更有效地密封阀座与保护套14，防止流体流入第二环形空隙，冲蚀壳体11的内壁。

优选地，参照图1、图5以及图7，流体流出通道11d内形成有坐放台阶11c，保护套14止挡于坐放台阶11c上，保护套14的外壁上形成有与坐放台阶向匹配的形状，使得坐放台阶11c可为保护套14提供向上的支撑力，内阀座13可向下挤压保护套14，从而使得保护套14能够较好地固定于流体流出通道11d内，为位于阀座下游的壳体11的内壁提供有效的保护。进一步地，保护套14的内径与内阀座13的内径相同，使得流体在流经内阀座13与保护套14时，流速稳定。

优选地，参照图1和图7，内腔还包括径向延伸连接于流体腔11a的另一侧的泄压出口通道11e，泄压出口通道11e的远离流体腔11a的一侧设有泄压阀17，当内腔中的压力过高时，通过开启泄压阀可将内腔中的压力泄放出节流阀，防止发生安全事故。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种笼套式双楔形节流阀，其特征在于，包括：

壳体(11)，所述壳体包括用于流体流动的内腔；

阀盖(7)，所述阀盖(7)设于所述壳体(11)的顶部，所述阀盖(7)具有安装通道；

阀座，所述阀座设于所述内腔中，所述阀座包括外阀座(16)和内阀座(13)，所述外阀座(16)的周壁上分布多个过流孔(16b)，所述外阀座(16)设于所述内腔内，所述内阀座(13)设于所述外阀座(16)内，并且位于所述外阀座(16)的底部且与所述过流孔(16b)轴向错开，以使得所述内腔的流体依次分别流经所述外阀座(16)和所述内阀座(13)；

阀芯(12)，所述阀芯(12)包括关于中心轴线轴对称设置的两个楔形面(12b)和两个柱形面(12a)，所述柱形面(12a)朝向流体流入所述内腔的方向，所述柱形面(12a)能够与所述内阀座(13)的内壁贴合；以及，

阀杆(21)，所述阀杆(21)的一端与驱动装置连接，另一端穿过所述安装通道与所述阀芯(12)连接，所述阀杆(21)能够在所述驱动装置的驱动下带动所述阀芯(12)在所述阀座内沿所述阀杆(21)的轴向延伸方向往复运动。

2.根据权利要求1所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，所述阀杆(21)与所述安装通道之间具有用于所述内腔中的流体流入的间隙。

3.根据权利要求2所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，还包括设于所述安装通道内且环绕所述阀杆(21)的导向带(10)，所述导向带(10)能够保护以及扶正所述阀杆(21)，所述导向带(10)和所述阀杆(21)之间形成有第一环形空隙。

4.根据权利要求1所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，所述安装通道的靠近所述外阀座(16)的一端形成有沉孔(7a)，所述外阀座(16)的顶端能够伸入所述沉孔(7a)内。

5.根据权利要求1所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，所述安装通道的远离所述外阀座(16)的一端设有密封组件，以防止流体经所述阀杆(21)与所述安装通道的间隙流出。

6.根据权利要求5所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，所述密封组件包括设于所述阀杆(21)与所述安装通道的间隙的盘根密封圈(18)以及用于压紧所述盘根密封圈(18)的盘根压帽(5)。

7.根据权利要求6所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，所述盘根密封圈(18)与所述盘根压帽(5)之间安装有第二密封圈(20)。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，所述驱动装置包括电驱执行器(1)、与所述电驱执行器(1)转动连接的转动套(4)、套设于所述转动套外并与所述阀盖(7)螺纹连接的轴承座(22)、设于所述转动套(4)与所述轴承座(22)之间的轴承(3)以及设于所述转动套(4)内的丝杆总成(23)，所述丝杆总成(23)包括螺杆(23b)以及螺纹连接于所述螺杆(23b)上的螺帽(23a)，所述螺杆(23b)的远离所述螺帽(23a)的一端与所述阀杆(21)连接，其中，所述电驱执行器(1)设置能够驱动所述转动套(4)转动，带动所述螺帽(23a)转动，以使得所述螺杆(23b)沿其轴向延伸方向往复运动。

9.根据权利要求8所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，还包括防转销(6)，所述防转销(6)穿过所述轴承座(22)抵接在所述阀盖(7)上。

10.根据权利要求8所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，还包括限位销(9)，所述限位销(9)的一端抵接于所述阀杆(21)上的键槽(21a)内，另一端与所述安装通道固定连接，所述内腔中的流体能够通过所述键槽(21a)流入所述阀杆(21)与所述安装通道之间的间隙。

11.根据权利要求1所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，所述内腔包括轴向延伸连接于所述安装通道底部的流体腔(11a)、径向延伸连接于所述流体腔(11a)一侧的流体进入通道(11b)以及轴向延伸连接于所述流体腔(11a)底部的流体流出通道(11d)，其中，所述流体腔(11a)的直径大于所述安装通道、所述流体进入通道(11b)以及所述流体流出通道(11d)的直径，所述阀座的下端部分地插入所述流体流出通道(11d)中。

12.根据权利要求11所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，还包括设置在所述流体流出通道(11d)中的保护套(14)，所述保护套(14)的上端接合于所述阀座的下端。

13.根据权利要求12所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，所述保护套(14)的上端与所述阀座的下端之间设有第一密封圈(15)。

14.根据权利要求12所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，所述流体流出通道(11d)内形成有坐放台阶(11c)，所述保护套(14)止挡于所述坐放台阶(11c)上。

15.根据权利要求11所述的笼套式双楔形节流阀，其特征在于，所述内腔还包括径向延伸连接于所述流体腔(11a)另一侧的泄压出口通道(11e)，所述泄压出口通道(11e)的远离所述流体腔(11a)的一侧设有泄压阀(17)，以将所述内腔的压力排出。