[发明专利]阀的操作

说明书

技术领域

本发明涉及阀的操作。更具体地，本发明涉及用于阀的操作机构、用于操作阀的设备以及包括这种操作机构的阀。

本发明特别为氧化铝处理工厂内采用的阀的操作而设计，但是不仅仅应用于此。

背景技术

在氧化铝精炼工厂内有很多管道，腐蚀性流体在流体流动可以通过结合在管道中的阀来隔离的情况下沿着这些管道被输送。在一般的氧化铝处理工厂内，可能有数千、甚至上万个这样的阀。

通常称为角阀的球形阀类型中的每个阀一般包括具有入口和出口的阀体，流体可以在阀体的入口与出口之间流动。阀体包括在其入口和出口之间的阀座，同时阀构件能够移动进入和脱离与阀座的密封接合用来关闭和打开阀。阀构件包括支撑在阀杆一端的阀盘，该阀杆能够往复运动从而移动阀盘进入和脱离与阀座的密封接合。

一般需要阀来执行多种功能，包括(1)阀打开；(2)阀关闭；(3)阀锁定；(4)阀解锁；(5)维持阀处于“刚打开”或节流状态；以及(6)阀研磨(既能够使阀盘相对于阀座无法前进又能够使阀盘朝向阀座逐渐移动)。

随着时间的流失，沿着管道输送并经过阀的流体会在管道的内表面以及阀的内表面沉积鳞锈，尤其是沉积在阀体、阀座和阀盘上。鳞锈的积聚对阀的操作有害，有必要定期除去积聚在阀体、阀座和阀盘上的鳞锈。这通常是通过运行阀致使阀盘在阀体内往复运动并除去阀盘路径上的任何积聚的鳞锈来实现，还通过研磨除去阀盘和阀座上的鳞锈来实现。研磨阀盘和阀座上的鳞锈包括当阀盘与阀座对接接合时旋转阀盘。

一般地，阀杆以能够旋转的方式支撑在与其螺纹接合的阀轭衬套中。螺纹接合是由具有外螺纹的阀杆和具有内螺纹的阀轭衬套提供，因此阀杆相对于阀轭衬套的旋转促使阀杆沿一个方向或另一个方向的轴向移动，移动方向是由阀杆的旋转方向而定。通过转动装配在阀杆外端上的操作手柄而使阀杆旋转。阀轭衬套以能够旋转的方式支撑在阀轭上并且能够通过锁定手柄旋转。转动锁定手柄使阀轭衬套绕与其螺纹接合的阀杆旋转。这样促使阀杆相对于阀轭衬套沿轴向移动。转动操作手柄使阀杆相对于阀轭衬套旋转，从而移动阀盘朝向以及远离阀座。

使阀盘锁定到与阀座密封配合的步骤以及使阀盘解锁到离开与阀座密封配合的步骤是利用锁定手柄来执行。在阀关闭操作中，通过转动操作手柄来旋转阀杆从而使阀盘移动进入到与阀座接触。然而，这样无法对阀杆施加足够的转矩以传递充分的关闭力来将阀盘移动进入到与阀座密封接合。无法密封接合的一个原因是由于旋转的阀盘和阀座之间的摩擦产生的抵抗力。因此要利用锁定手柄来传递必要的关闭力。转动锁定手柄(在适当的方向上)促使阀轭衬套相对于阀杆的旋转，因此使阀杆在朝向阀座的方向上沿轴向移动，于是带动阀盘进入与阀座的密封接合。同样地，利用锁定手柄来执行阀解锁操作。一旦阀被解锁到阀盘离开阀座的程度，通过转动手柄使阀杆旋转而能够使打开操作继续。

已经发现为了打开阀所需用来旋转阀轭衬套的转矩能够远大于为了达到密封接合关闭所需用来关闭阀的转矩。实际上，阀解锁所需的转矩能够比阀锁定所需的转矩大二到三倍。有几个可能造成所述不同的转矩需求的因素，一个是当阀处于关闭状态时阀座和阀构件之间的鳞锈沉积，另一个是一旦阀被关闭则阀构件可能会受到的额外压力(由于阀内的热收缩)。

操作该阀手柄所需的力量远大于操作者在没有机械辅助的情况下可能达到的力量。因此，通常使用撞击设备(例如一般标称重量为4磅或8磅的大锤)来打击手柄用以使手柄转动。

通过利用例如大锤这种设备打击手柄来手动地转动锁定手柄以及操作手柄的需要对于操作者来说很费劲也很危险。例如，长时间地挥动笨重的大锤会使操作者受伤。此外，在操作者没有准确地打击目标手柄而导致大锤从手柄偏斜或完全未对准手柄的情况下也会导致受伤，并且可能会击中操作者或附近的其它人员或设备。

在磨阀操作中这种情况可能恶化，为了充分研磨沉积在阀座和阀盘的鳞锈以提供一个让人满意的密封接合状态，通常必须依次地沿相反的方向重复地打击(通过大锤)操作手柄和锁定手柄，有时候要持续好几个小时。

考虑到需要手动操作锁定手柄和操作手柄所带来的问题，已经提出多种用于设置的提议，用于允许阀以需要较小的手动强度并且不需要利用大锤手动地打击锁定手柄和操作手柄的方式进行操作。

这种提议一般包括利用齿轮机构来传动阀轭衬套和阀杆。在WO01/36853中公开了这种提议的一个典型实施例。