磁傳動(dòng)技術(shù)在閥門制造中的應(yīng)用

孟海軍

（渤海石油職業(yè)學(xué)院 科研處，河北 任丘 062552）

1 引言

我國的天然氣生產(chǎn)正值快速發(fā)展時(shí)期，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，煉油廠、化工廠也在不斷擴(kuò)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(duì)無滲漏才能保證安全。對(duì)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(huì)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(dòng)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(jiǎn)單，開關(guān)靈活，使用壽命長(zhǎng)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(dòng)技術(shù)

磁傳動(dòng)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(gè)隔離套，將輸送介質(zhì)與外界完全隔開，從而達(dá)到絕對(duì)密封無滲漏的目的。

將磁傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)

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

2.3 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠絼?dòng)

將閥桿的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠絼?dòng)，減少密封面的磨損，延長(zhǎng)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(dāng)一個(gè)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(duì)閥瓣可在軸向上移動(dòng)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。

運(yùn)用磁傳動(dòng)技術(shù)研制的新型磁耦合無滲漏閥門，其閥體是一個(gè)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(zhǎng)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(biāo)

場(chǎng)強(qiáng)峰值：≥5000Gs；

磁場(chǎng)梯度：≥3000Gs/cm；

工作溫度：-30～150℃。

5 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果

樣機(jī)在中國石油華北油田公司進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果表明：

5.1 閥體是一個(gè)完整的封閉體，通過磁耦合實(shí)現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單合理，不會(huì)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(dòng)，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(zhǎng)了閥門的使用壽命。

5.3 由于具有泄壓機(jī)構(gòu)，閥門開、關(guān)靈活。

6 結(jié)論

6.1 將磁傳動(dòng)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(duì)沒有滲漏，這對(duì)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(duì)環(huán)境大氣也減少污染，因此社會(huì)效益顯著。

6.2 當(dāng)前輸送氣液管道的截止閥門價(jià)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(fèi)和維護(hù)資金。

[1]SY/T 6470-2000,輸油氣管道通用閥門操作、維護(hù)、檢修規(guī)程[S].

[2]GB/T 13927-92,通用閥門 壓力試驗(yàn)[S].