磁傳動技術(shù)在閥門制造中的應(yīng)用

2013-09-09 孟海軍 渤海石油職業(yè)學(xué)院科研處

  對于輸送易燃易爆或有毒的氣液管線來講,安全生產(chǎn)至關(guān)重要。傳統(tǒng)閥門普遍存在著閥桿與填料之間介質(zhì)滲漏問題,因此會給安全生產(chǎn)帶來很大的危害。運用磁傳動技術(shù)研制的新型磁耦合無滲漏閥門,其閥體是一個完整的密封體,其中密封件基本不產(chǎn)生磨損,因此使用壽命長且無滲漏,為安全生產(chǎn)提供了可靠保證。

1、引言

  我國的天然氣生產(chǎn)正值快速發(fā)展時期,應(yīng)用范圍不斷擴大,煉油廠、化工廠也在不斷擴建,其輸送氣體、液體的管線需要大量各種閥門。特別是上述產(chǎn)業(yè)多是輸送易燃、易爆或有毒的氣體、液體,需要閥門絕對無滲漏才能保證安全。對于傳統(tǒng)閥門,閥桿與安裝在閥蓋內(nèi)的填料之間易產(chǎn)生介質(zhì)滲漏,因此會給安全生產(chǎn)帶來很大的危害。"磁耦合截止閥"出現(xiàn)后,較有效的解決了閥門的滲漏問題,但仍然存在不足之處。如:結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,又不甚合理,加工難度大,而且仍然容易造成閥桿與閥瓣、閥瓣與閥孔之間密封面的磨損,影響使用壽命。

  筆者將磁傳動技術(shù)應(yīng)用在閥門制造中,為上述產(chǎn)業(yè)提供一種結(jié)構(gòu)簡單,開關(guān)靈活,使用壽命長的新型磁耦合無滲漏閥門,為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供可靠保證。

2、關(guān)鍵技術(shù)

  2.1、磁傳動技術(shù)

  磁傳動技術(shù)是徹底解決密封問題的唯一途徑,它根據(jù)磁力耦合器的結(jié)構(gòu)原理,無接觸的傳遞轉(zhuǎn)矩,即在內(nèi)外磁體之間增加一個隔離套,將輸送介質(zhì)與外界完全隔開,從而達到絕對密封無滲漏的目的。

  將磁傳動技術(shù)引用到閥門中來。使閥門開關(guān)所需要的力和力矩通過磁隔離傳動方式從外部傳遞給內(nèi)部。由于這種傳遞方式的內(nèi)部和外部是完全隔離的,因此可以徹底解決以往閥門的滲漏問題。

  2.2、隨動開關(guān)機構(gòu)

  對現(xiàn)有閥門的開關(guān)機構(gòu)加以改造,充分利用管線傳送介質(zhì)的壓力,采用隨動開關(guān)機構(gòu),用以提高閥門開關(guān)的靈活性和可靠性。

  2.3、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槠絼?/p>

  將閥桿的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槠絼樱瑴p少密封面的磨損,延長閥門的使用壽命。

3、技術(shù)方案

  3.1、基本結(jié)構(gòu)

  該新型無滲漏閥門主要包括:閥體、安裝在閥體內(nèi)的閥座、閥瓣、閥桿及閥桿套、通過磁耦合與閥桿相聯(lián)的手輪等部件。其結(jié)構(gòu)外形就相當一個兩端裝有法蘭的圓筒,圓筒外套有手輪。與常規(guī)閥門相比較,新型磁耦合無滲漏閥門有以下結(jié)構(gòu)特征:

  3.1.1、閥體是完整的封閉體,閥座安裝在閥體內(nèi)的一端,閥座側(cè)面設(shè)有介質(zhì)通孔。

  3.1.2、閥桿在靠近閥座端,具有泄壓孔,另一端安裝有扶正片,閥桿相對閥瓣可在軸向上移動1-10mm距離,閥桿和閥瓣分別裝有密封件。

  3.1.3、閥桿套套裝在閥桿上,通過螺紋與閥瓣的封堵相聯(lián)接,磁塊支架固定在閥桿套上,內(nèi)磁塊裝在其上的磁塊槽內(nèi)。

  3.1.4、手輪和支架連接成一體,支架套裝在閥體外面,外磁塊裝在手輪支架的磁塊槽內(nèi)。

  基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

新型磁耦合無滲漏閥門基本結(jié)構(gòu)示意圖

1.法蘭 2.扶正片 3.閥桿套 4.閥桿 5.內(nèi)磁體 6.外磁體 7.閥瓣 8.泄油孔 9.閥體 10.介質(zhì)通孔 11.閥座 12.手輪

圖1 新型磁耦合無滲漏閥門基本結(jié)構(gòu)示意圖

  運用磁傳動技術(shù)研制的新型磁耦合無滲漏閥門,其閥體是一個完整的密封體,其中密封件基本不產(chǎn)生磨損,因此使用壽命長且無滲漏,為安全生產(chǎn)提供可靠保證。

  3.2、材料選擇

  磁塊:NdFeB永磁體;

  閥體:非磁性材料制作,如無磁不銹鋼0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti;

  磁塊槽:非磁性材料制作,如無磁不銹鋼0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti;

  閥桿:QA19-2、HPb59-1-1。

4、技術(shù)指標

  場強峰值:≥5000Gs;

  磁場梯度:≥3000Gs/cm;

  工作溫度:-30~150℃。

5、現(xiàn)場試驗結(jié)果

  樣機在中國石油華北油田公司進行了現(xiàn)場試驗,結(jié)果表明:

  5.1、閥體是一個完整的封閉體,通過磁耦合實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉,結(jié)構(gòu)更為簡單合理,不會在閥體上產(chǎn)生介質(zhì)滲漏。

  5.2、采用了閥桿套和閥桿兩體的套裝結(jié)構(gòu),使桿體只作直線移動,有效的減輕了閥桿與閥瓣、閥瓣與閥座間密封件的磨損,延長了閥門的使用壽命。

  5.3、由于具有泄壓機構(gòu),閥門開、關(guān)靈活。

6、結(jié)論

  6.1、將磁傳動技術(shù)應(yīng)用到閥門制造領(lǐng)域后,將極大的提高輸送氣、液管線的安全可靠性,確保在閥門這一環(huán)節(jié)絕對沒有滲漏,這對輸送易燃易爆或有毒的氣液管線來講,安全生產(chǎn)得到保證,對環(huán)境大氣也減少污染,因此社會效益顯著。

  6.2、當前輸送氣液管道的截止閥門價格較高,新型無滲漏閥門的使用壽命明顯提高,較以往截止閥門相比節(jié)省了大量設(shè)備購置費和維護資金。