磁傳動技術在閥門制造中的應用

孟海軍

（渤海石油職業學院 科研處，河北 任丘 062552）

1 引言

我國的天然氣生產正值快速發展時期，應用范圍不斷擴大，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。特別是上述產業多是輸送易燃、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。對于傳統閥門，閥桿與安裝在閥蓋內的填料之間易產生介質滲漏，因此會給安全生產帶來很大的危害。"磁耦合截止閥"出現后，較有效的解決了閥門的滲漏問題，但仍然存在不足之處。如：結構較復雜，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。

筆者將磁傳動技術應用在閥門制造中，為上述產業提供一種結構簡單，開關靈活，使用壽命長的新型磁耦合無滲漏閥門，為企業的安全生產提供可靠保證。

2 關鍵技術

2.1 磁傳動技術

磁傳動技術是徹底解決密封問題的唯一途徑，它根據磁力耦合器的結構原理，無接觸的傳遞轉矩，即在內外磁體之間增加一個隔離套，將輸送介質與外界完全隔開，從而達到絕對密封無滲漏的目的。

將磁傳動技術引用到閥門中來。使閥門開關所需要的力和力矩通過磁隔離傳動方式從外部傳遞給內部。由于這種傳遞方式的內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 隨動開關機構

對現有閥門的開關機構加以改造，充分利用管線傳送介質的壓力，采用隨動開關機構，用以提高閥門開關的靈活性和可靠性。

2.3 轉動轉變為平動

將閥桿的轉動轉變為平動，減少密封面的磨損，延長閥門的使用壽命。

3 技術方案

3.1 基本結構

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

3.1.1 閥體是完整的封閉體，閥座安裝在閥體內的一端，閥座側面設有介質通孔。

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接，磁塊支架固定在閥桿套上，內磁塊裝在其上的磁塊槽內。

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。

基本結構如圖1 所示。

運用磁傳動技術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生磨損，因此使用壽命長且無滲漏，為安全生產提供可靠保證。

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 技術指標

場強峰值：≥5000Gs；

磁場梯度：≥3000Gs/cm；

工作溫度：-30～150℃。

5 現場試驗結果

樣機在中國石油華北油田公司進行了現場試驗，結果表明：

5.1 閥體是一個完整的封閉體，通過磁耦合實現閥門的開啟和關閉，結構更為簡單合理，不會在閥體上產生介質滲漏。

5.2 采用了閥桿套和閥桿兩體的套裝結構，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，閥門開、關靈活。

6 結論

6.1 將磁傳動技術應用到閥門制造領域后，將極大的提高輸送氣、液管線的安全可靠性，確保在閥門這一環節絕對沒有滲漏，這對輸送易燃易爆或有毒的氣液管線來講，安全生產得到保證，對環境大氣也減少污染，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省了大量設備購置費和維護資金。

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

[2]GB/T 13927-92,通用閥門 壓力試驗[S].