本實(shí)用新型涉及油氣田開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種同軸式多級(jí)浮子閥芯。

背景技術(shù)：

液位控制在石油化工生產(chǎn)以及其它各種行業(yè)的生產(chǎn)裝置中廣泛存在。最簡(jiǎn)單的液位控制就是采用人工監(jiān)視控制方式，較為高級(jí)的是采用智能電動(dòng)閥氣動(dòng)閥控制方式。這里要介紹的是浮子閥的控制方式，在電動(dòng)、氣動(dòng)方式中，浮子只作為信號(hào)開關(guān)在使用，不直接驅(qū)動(dòng)閥開關(guān)動(dòng)作。申請(qǐng)人在之前開發(fā)并申請(qǐng)的中國(guó)專利《氣液固三相分離器的浮子平衡自動(dòng)排液閥》（CN201320732583.8），是浮子直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)行液位控制的成功應(yīng)用。

該類控制閥最顯然的特點(diǎn)就是控制的零滯后，不需要信號(hào)、轉(zhuǎn)換、指令、執(zhí)行、動(dòng)作過程等中間環(huán)節(jié)，閥的開度隨液位實(shí)時(shí)調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、控制迅捷、安全可靠。但在后續(xù)工作與研發(fā)中該類控制閥同時(shí)存在一定缺點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)力受制于浮子體積大小尺寸，閥芯開關(guān)動(dòng)作需要克服一定的作阻力（包括閥門前后壓差對(duì)閥芯的作用），前后壓差愈大對(duì)閥芯作用力愈大，閥門的通徑愈大，對(duì)閥芯作用力愈大，打開閥門所需驅(qū)動(dòng)力就愈大。因此，對(duì)于高壓差、大口徑閥門不適應(yīng)采用這種控制閥。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在提供一種同軸式多級(jí)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(yīng)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(gè)同軸閥芯按順序分級(jí)組合而成，并保證在每一級(jí)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(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

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

進(jìn)一步地，還包括有閥座，閥座連接在最后一級(jí)閥芯組件的閥籠罩底部，且閥座內(nèi)設(shè)置有出口通道。

進(jìn)一步地，所述出口通道外圓周面設(shè)置有連接螺紋。

進(jìn)一步地，所述一級(jí)閥芯上部設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)源連接的閥芯銷孔。

進(jìn)一步地，所述每級(jí)閥芯均設(shè)置有限位臺(tái)階。

進(jìn)一步地，所述限位臺(tái)階具體為卡環(huán)。

進(jìn)一步地，所述閥籠罩圓周面設(shè)置有多個(gè)進(jìn)液槽或者進(jìn)液孔。

進(jìn)一步地，所述閥籠罩頂部設(shè)置有與閥芯限位臺(tái)階配合的壓板。

進(jìn)一步地，所述堵塞頭為設(shè)置在閥芯端部的帶孔圓錐。

進(jìn)一步地，所述堵塞頭的孔與閥芯流通道導(dǎo)通。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)巧妙，閥芯組件依次增大，使得閥芯的開啟級(jí)數(shù)隨進(jìn)液量大小實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，確保液位始終控制在某一范圍內(nèi)。在整個(gè)控制過程中，無需電動(dòng)源、氣動(dòng)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(shí)現(xiàn)液位控制自動(dòng)排液。同軸式多級(jí)閥芯的實(shí)施，打破了浮子控制閥對(duì)高壓力、大流量的適用限制。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型提供的同軸式多級(jí)浮子閥芯結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中A-A向剖視圖。

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

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

如圖1-圖2所示，一種同軸式多級(jí)浮子閥芯，包括多級(jí)尺寸依次增大并連接的閥芯組件。當(dāng)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(dāng)設(shè)計(jì)的流通閥孔與閥籠罩的大小關(guān)系比較合適時(shí)，當(dāng)流體閥孔進(jìn)行增大其余組件也應(yīng)當(dāng)依次增大。

所述每級(jí)閥芯組件包括閥籠罩、與閥籠罩活動(dòng)連接的閥芯；所述閥籠罩底部設(shè)置有流通閥孔；除一級(jí)閥芯組件的閥芯外，其余每級(jí)閥芯組件的閥芯上端固定在上一級(jí)閥芯組件的閥籠罩底部，且其余每級(jí)閥芯內(nèi)均設(shè)置有流通道并與上一級(jí)閥籠罩2的流通閥孔連通，并且所有閥芯在下端均設(shè)置有和本級(jí)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(jí)閥芯組件的閥籠罩底部，且閥座7內(nèi)設(shè)置有出口通道9。

所述出口通道9外圓周面設(shè)置有連接螺紋。所述一級(jí)閥芯1上部設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)源連接的閥芯銷孔8，當(dāng)然，也可以采用其他類似的機(jī)械連接結(jié)構(gòu)做簡(jiǎn)單等同替換。所述每級(jí)閥芯均設(shè)置有限位臺(tái)階。所述限位臺(tái)階具體為卡環(huán)。所述閥籠罩圓周面設(shè)置有多個(gè)進(jìn)液槽或者進(jìn)液孔。所述閥籠罩頂部設(shè)置有與閥芯限位臺(tái)階配合的壓板。所述堵塞頭13為設(shè)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(dǎo)通。當(dāng)然，由于設(shè)計(jì)原理，一級(jí)閥芯1的堵塞頭13并不需要具備流通作用，所以一級(jí)閥芯1的堵塞頭13可以為實(shí)心頭。

如圖所示，當(dāng)閥芯采用三級(jí)時(shí)，本實(shí)用新型在使用時(shí)，通過一級(jí)閥芯1上的閥芯銷孔8，利用銷軸將之與驅(qū)動(dòng)源（浮子）進(jìn)行連接。再使一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)閥芯5通過其自重處于封閉狀態(tài)，即使每級(jí)閥芯下部圓錐型堵塞頭13的圓錐面封堵住相對(duì)應(yīng)的本級(jí)的閥籠罩的流通閥孔。

當(dāng)介質(zhì)流體通入后，開始逐漸產(chǎn)生積液，并帶動(dòng)浮子上浮，此時(shí)，與浮子連接的一級(jí)閥芯1被向上提起，一級(jí)閥芯1的堵塞頭13錐面與流通閥孔分離，使介質(zhì)流體從一級(jí)流通閥孔10流走，進(jìn)行排液。

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

由于閥芯組件依次增大，二級(jí)流通閥孔11的直徑大于一級(jí)流通閥孔10的直徑，二級(jí)流通閥孔11打開后，介質(zhì)流量直接通過二級(jí)閥籠罩4圓周面設(shè)置的多個(gè)進(jìn)液槽流入，并通過二級(jí)流通閥孔11直接進(jìn)行排液，排液量進(jìn)行增大。

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

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

采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)巧妙，利用閥芯組件依次增大，使得閥芯的開啟級(jí)數(shù)隨進(jìn)液量大小實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，確保液位始終控制在某一范圍內(nèi)。在整個(gè)控制過程中，無需電動(dòng)源、氣動(dòng)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(shí)現(xiàn)液位控制自動(dòng)排液。同軸式多級(jí)閥芯的實(shí)施，打破了浮子控制閥對(duì)高壓力、大流量的適用限制。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。