| 论特种阀门管件的开发及应用 |
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发布时间：2009-04-06 来源地：
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我长期在机械、化工行业工作几十年，接触到大量的管阀件，而管阀件是化工、石油化工、医药、染化、船舶、发电、天然气、煤气、冶金等各行各业生产中极其重要的关键部位，在连续性生产中不可有故障和“跑、冒、滴、漏”的现象。 目前，国内及至世界上的阀门，主要大致有几种：旋塞阀、隔膜阀、截回阀、截止阀、闸阀、球阀、蹀阀、止回阀、安全阀、盲板阀、减压阀等等。从我国生产的阀门情况看，绝大部分的一般常用阀门技术水平不高，结构比较简单，大多数处在上世纪七八十年代的国际水平，达到上世纪九十年代水平的不到三分之一。阀门的内漏、外漏现象没有根本解决，有的产品可靠性差，寿命短，不能保证成套装置在一个检修期内可靠工作，而被迫停车进行检修或更换。所以阀门的质量优劣直接影响生产、能耗、环保。 而国外的阀门，从外观、质量、材质、密封似乎比国内好、先进，但万物总有疲劳和损坏、泄漏的时候。阀门自身受气液输送的磨损冲击，泄漏点故障是不可避免的。至今为止，国内外还尚未有可带压检修的阀门，一旦发生故障，只能被迫停车检修，它的损失可以从十几万元到几百万元计算。或只能以旁路或附线来弥补这一缺陷，大大增加了成本和重复劳动工作的繁琐。但要攻破能“带压检修的阀门”，又是国内外比较关注的难题。 为了解决这一难题，我根据长期积累的经验，以及根据我以住发明的“气液输送管道带压堵漏”、“气液输送管道安全带压接管装置”和“快速特种管接头”的发掘经验，遵照原化工部顾秀莲部长接见我时提出的要求“希望能解决阀门泄漏的问题”，针对这一主题，我根据长期积累的工作经验决心下功夫去进行改革和创新。 为了解决在生产过程中能带压下不停车检修的阀门，这将是前人从未做过的事，它涉及的难度局限很大。一是原来的标准阀门尺寸距离不能变；二是结构要合理，不能画蛇添足；三要安全可靠；四是检修操作要简易方便；五是比原来的使用寿命长；六是节约成本。我首先在旋塞阀的突破口作创新改革攻关。 经过深思熟虑，改革创新旋塞阀的灵感逐渐产生。围绕着对旋塞阀的硬软、耐磨、密封性能突破口，在带压情况下能双切更换阀芯的结构技术作研制。从构思发明到试验几百次几千次，终于完善成功了。原来的液体输送系统都需要总阀，当管路系统中出现故障要关闭总阀。一般用于总阀的多为闸阀，由于总阀不经常关闭和开启，因此比较容易生锈腐蚀，时间一长就容易泄漏。一旦总阀泄漏无法关闭，不仅给管路系统的维修带来麻烦，如果维修总阀，必须关闭上一级的总阀，这样就会影响整个系统停止使用。本发明创新改革后的“可带压检修的旋塞阀”替代现有大量使用的一般口径的闸阀、球阀，广泛可用于化工、石油化工、天然气、住宅、储槽车、油罐车、储槽等以及各行各业。该专利发明已经被美国初选选中，并通过部级鉴定已列入化工部部版标准。继而旋塞阀的第二代第三代相继完善，使该阀门的使用寿命大大增加，同类产品无法比拟，可替代球阀、进口旋塞阀。 由于这一发明，对改革创新“带压检测的隔膜阀”打开了突破口，因为通常隔膜阀的特点，阀芯以橡胶配套组成，但橡胶由于颗料介质的磨穿隔膜和橡胶受强腐蚀造成提前老化，隔膜阀的阀芯更换频繁。我先解决在进口压力切断更换隔膜阀阀芯的创新，即改革后“可带压检修的单切隔膜阀”。同样也解决截止阀的革新发明。原截止阀的特点，由于温度高，法兰密封泄漏及阀芯脱落或阀座局部损坏，并且原截止阀是气液输送调节压力高低、流量大小的，容易被气体、液体冲坏磨损阀芯和阀座，兼之使用频繁，造成截止阀关闭失效，内部泄漏，无法正常生产。阀门在重要部位就只能停车检修换阀。例如，在前几年天津一家化工厂，由于一个阀门或二个阀门的损坏，又不能带压检修，只能停止生产检修，结果造成的直接损失达400多万元，无疑给工业和民用管线设施带来的损失是无法用金钱来估量。像这样的例子举不胜举。阀门是控制工业及现代生活命脉的配套产品，但物体疲劳和损坏是不可避免的。比如，第一代的飞机只有一个发动机，一旦抛锚，后果是不可想象的。由于附线增加了阀门，即增加泄漏点(一个阀门有五个泄漏点)，又增加设计费用，耗工、耗料。现有改革后的“可带压检修截止阀”即(一体二阀)可以减少五个泄漏点，省下一个阀门的钢材。举例，一个DN50截止阀或隔膜阀每年革新后的单切隔膜阀或截止阀，就能省去几十公斤的钢材，即可以带压检修，又减少了五个泄漏点和省工省料，减少基建投资。可带压检修的单切截止阀和隔膜阀试验成功了，并且可在长、中、短三个系列中使用。有了这样的阀门就能确保工业生产的长期运转以及可定期检修的保险性、可靠性和安全性。该专利发明也已被美国R-R公司初选选中。 在“可带压检修的单切截止阀和隔膜阀”的基础上，又连接突破了“可带压检修的双切断式隔膜阀和截止阀”的创新。为什么要“双切断”呢？因为是由于管路工作生产的需要，可切断进口或出口，在生产工作需要的时候比单切可更进一层的应用。 “可带压检修的双切断式隔膜阀和截止阀”即(一体三阀)和老阀门(一体一阀)的比较：一体三阀和同类产品相比，即原一体一阀耗工耗料，原来的阀门共5个泄漏点，现二阀一体的优点：能缩小体积、节约工时、钢材，减少了一个阀门的泄漏点，保护主阀正常运转。本发明创新的双切断阀门还可以在单系统检修时代替盲板阀之用。这样一来，化工检修达到绝对安全，并确保化工在检修时的可靠性，已被评为上海科技节金奖。现已升级为第三代的“可阻截流体的阀门”所取代。 在“可带压检修的双切断式截止阀和隔膜阀”的基础上，又进行研制“可保持常通状态的隔膜阀和截止阀”的试验。连续攻关突破，几经周折，最后发明创新成功。该一阀可以代替四阀的作用，替代了原有的附线，不需要附线就可以保持常通状态进行检修，大幅度地降低成本，可以解决不需要的局部停车检修，真正达到化工生产的管道畅通无阻。可以切断主道，打开附道，可以切断附道打开主道的功能，阀门专家认为，这一创举的发明，将给各行各业液体工程带来更大的社会效益和经济效益，并荣获唯一的“阀门国际发明金奖”。以上各阀门的创新上又完全完善了“快速开关单切，双切隔膜阀和截止阀”的发明成果，这一新的结构用在大口径通径阀门。由于化工行业的操作的需要，有时必须紧急关闭。例如：DN100口径的闸板阀，阀杆的螺距是5毫米一牙，DN100口径闸板阀就需要转动20圈才能关闭。由于快速开关的结构合理，只需要转动4圈就可彻底关闭，保证化工的安全生产，减轻了劳动强度，可广泛应用各行业的紧急停车开闭的需要。 举例：前几年上海煤气公司一条200口径的管道被公共汽车撞断急需紧急关闭煤气，但由于当时没有这种紧急关闭的阀门，导致大量的煤气泄漏，出动了许多的消防警车，向煤气管道喷水，避免了差点引起的大爆炸。我想当时只要使用上我发明的“快速开关的阀门”，情况就可以转危为安。 以上创新改革后的单切、双切，可保持常通状的隔膜阀截止阀除了以上所述的功能以外，还可以起到消除颗粒结晶，并可将已冲洗过的物料回收，再循环的使用的作用。 以上各阀门的创新又更深层的实用的组合式调节阀，双阀杆特种高压闸板阀、自动化节能特种闸板阀、快速易启闭特种闸板阀又发明成功了，再现威力。 组合式调节阀是现在国内外最新型的一种调节阀。它的特点是解决了传统必须要用四个分散阀门组成的工程系统才能调节使用、维修，确保流体不停产的目的。本产品四阀组合为一体，占位面积小，而需要的功能齐全。当主阀发生故障，需要在线检修流体系统、更换主阀零部件时，只要切断主阀的二端副阀，开启副线调节阀，调节流量就能在线检修部分零件，杜绝泄漏，使得检修、更换更安全、省工、省时、省工程成本。启动方式可采用电动或气动。该产品广泛用于各行各业的自动化流体工程中，是自动化流体工程使用的最佳选择，是一种升级换代的好产品。 双阀杆特种高压闸板阀，以往由于管道内部的液体压力较高，当阀门在关闭的时候受到进出品压力的压差，使高压闸板阀，在手动的正常情况下，启开阻力大的弊端。本发明利用杠杆原理，迅速解决管道内部流体进出口压差的平衡，达到启开轻松自如方便的作用。解决了由于高压流体闸板阀难以启开的老大难，给各种油田的开采生产带来的以往所没有解决的难题找到了答案。 自动化节能特种闸板阀在一种自动化生产的流体工程中，原气动、液动、电动自动化控制的闸板阀都有启开阻力大，难以启开的缺点，启开不稳定，油路间、气动间、电动机“大牛拉小牛”的弊端。自动化节能特种闸板利用内部流体的压力，解决了进口压力和出口压力，很快平衡压力阻，来达到气动、液动、电动原先不能解决的弊端。即解决阀门启开的大阻力，使长期存在的“大牛拉小牛”难以启开的大阻力得到真正的解决，达到安全、节能、降耗的作用。 快速易启闭特种闸板阀，原闸板阀特点无论通径大小启闭慢，优点主要用在管道总阀流体畅通的地方，一般分支管道及设备发生意外事故和泄漏，需要切断总阀确保分支管的安全。原闸板阀启闭速度慢，造成分支管在紧急需要切断总阀时，由于启闭开距大，造成易燃易爆有毒气体无法迅速控制，使各种化工生产，城市设施造成极大的后患之忧。快速易启闭闸板阀只需稍有浮动，就可迅速将流体进出口压力、压差改变到最佳状态。即几秒钟内可以达到紧急关闭和启开，真正做到轻松自如操作方便的作用。现又升级为第三代的三保险总阀。 在“可带压检修的双切换旋塞阀”的基础上，我又创新发明的“可保持常通状态通双切旋塞阀”。它的特点可保持常通状态检修，也可以双切断维修，广泛用于化工、石化、储槽车、油罐车和槽车，也可用于耐腐蚀的设备，可增加多倍使用寿命。 在这基础上更为方便、先进、实用的各种管件、调节器、伸缩节创新发明问世了。它弥补了现有市场上管件在管道上连接时所发生的各种疑难杂症而有待解决的不足，给管道连接时的高低不平受温差骤变的热胀冷缩，并且确保连接所需要的上下空间积累差距的愈合，在确保安全可靠的基础上，可以任意调节摆弄、大如钢变软；运用自如、轻松连接的效果，以下各种管件的介绍便可了解到各自发挥真正做到淋漓尽致的效果。 可任意组装的全角度伸缩节：解决了管道因受高温600℃、低温-196℃、中压PN6.4的温差影响，而产生骤变拉开造成泄漏的难题。 现生产使用的多工位伸缩节产品，可以不论长短距离连接为一体，使用中能使用该伸缩节来缓冲连接件，是一种承受温差较大，压力较高的中、低压的热胀冷缩的伸缩节，替代了原来通常使用的低温低压的“伸缩节”，“补偿器”，“Ω形管”不能解决的难题。可以伸缩自如，而且不需要附加管架。真正杜绝防止管道焊缝开裂。它的结构简单，并替代一对法兰，便于安装，外形小，伸缩量大，各种规格达到0-300mm的伸缩量，并可以根据用户需要随意加大，任意转角达0-35°，偏径量-1/3DN，确保其安全生产。本产品采用常用的可靠性密封结构，法兰直接采用的国标或部标。 以上可任意组装的全角度多工位伸缩节有三大类型：轴向伸缩节、偏径伸缩节、转角伸缩节。 偏径法兰调节器：通常是管道安装连接法兰时，因地形、环境排列偏位，造成管道连接径向的偏移，偏移差异就很难进行连接，此种偏移会发生在管道与法兰的轴向不同心，上下偏移会及左右偏移上。管道无法连接时，用管子开刀、切割拼凑焊接。工程安装带来许多困难，误工误时，并在此处已埋下了腐蚀漏点。特别对中低压管道是不允许的，根本不符合使用标准。我的专利产品是提供一种偏径法兰调节器，它可任意调节两个物件的径向偏移，而后轻松快速固定，符合管道不同压力的标准需求。特别对中压管、低压管、地下管、空中管、地面管，凡是管道连接更为方便。适合各行各业的管理标准、规格、压力各种介质的使用。万向转角法兰调节器：通常管道安装连接法兰，经常因地形、环境排列偏位而造成管道连接径向的偏移会发生在管道与法兰的轴向不同心，上下偏移及左右偏移上。管道弯头一般标准在45°和90°。由于角度局限，因此在连接施工中连接很困难，在管道无法连接时，用管子开刀，切割拼凑连接。工程安装带来的许多困难，误工误时，并在此处埋下了泄漏点，及生产中因腐蚀导致泄漏隐患。特别对中低压管道是不允许的，根本不符合使用标准。本专利产品是提供一种转角法兰调节器，它可任意调节转角角度，还可以调节管道的轴向定位高低。而后轻松快速固定，符合管道不同压力标准需求。特别对中压管、低压管、地下管、空中管、地面管，无论使用环境的温度高低，还是管道连接更为方便，适合各行各业的管道标准、规格、压力各种介质的使用。 用于法兰连接的任意调节器：现有管道的法兰与法兰之间的连接，一般是在管道安装前，将法兰焊接固定在长达3-5米的管道端部，由于法兰上的连接孔是预先加工好的，因此法兰与法兰连接时其连接孔必须互相对准才能连接上。这样的安装工艺十分繁琐，积累工差大，造成焊接安装施工难度较高。稍有偏差，无法连接，甚至都需要现场安装焊接。对已开工生产的易燃易爆管道，现场检修是不能焊接，极易发生爆炸。本产品不需要现场焊接，可预先焊接好不受局限。 可长短调节法是一种用于管道法兰连接的可伸缩调节长短的法兰。现有管道的法兰与法兰之间的连接，一般是在管道安装前，将法兰焊接固定在长达3-5M端部，由于法兰上的联接孔是预先加工好的，因此法兰与法兰连接时期联接孔必须相对准才能连接上，这样的安装工艺十分繁琐，施工难度较高。特别是三通、四通、变头，要进行现场配焊。本产品不需要现场配焊，可异地制作好，在现场配管时，可在管道上任意伸缩调节法兰长短，使得管道安装工艺、施工更为方便，特别对易燃易爆、有毒气体的场合施工更可靠、更安全。 “快速特种管接头”是一种低成本，既快速又不需要焊接，解决易燃易爆不怕热胀冷缩，用在各种材质的管道上，它还特别可应用于易燃、易爆、地下管的安装、焊接的管道(尤其大口径管道)，和日本的快速管接头标准相比，它需要在管道上焊接一道环，大大增加了成本，而且对易燃易爆的装卸带来许多不便。管接内部没有固定环，它只有局限于金属管道的使用。和美国管接头的标准相比，美国的管接头，首先要在管子上精加工车槽，增加工艺成本和操作复杂，而且内部还没有固定，也只能在金属管道上使用，对不锈钢薄壁管和其它材料的管道不易使用。和中国煤炭部的标准相比，在管子两端需要焊上接头而后再进行车加工，比普通的法兰的连接成本增加好几倍，也只能在金属管道上使用。本发明的快速特种管接头：①有内固定外密封；②不需要焊接；③不怕热胀冷缩；④和法兰相比，只需要一个法兰即可，可以在不同介质的管道上使用，也列入化工部部版标准以及部级鉴定及机械工业部的汇编。 据最新资料表明，管件阀门用途十分广泛，尤其是阀门是易损的重要配套产品，其需求量很大，不论国内、国外很少有大起大落的情况。据外国有关资料介绍，在烃类加工和天然气工业中，购置阀门的费用，相当于新建工厂总投资的8%，而阀门更新维修所需的费用，则占设备更新维修的总费用10%。我国也有资料介绍，炼油厂、石油化工工程配套阀门的投资占整个工程投资的5%-8%，一个炼油厂所用的阀门总数可达几万只，总量可达数千吨。在煤化工业中，每年约有20%的阀门需要更新维修。所以阀门管件的需求量是非常大的，不仅新建工程需要各种各样的配套阀门，而且在已投资工程的设备维修更新也需要大量的阀门。 根据以上的数据表明，阀门管件的前景是很广泛的，在各行各业的整个生产流程设备中，可以各尽其能，各尽所用，是恰如其分的。 目前我们国家生产的各种化工原料，生产成本和发达国家相比，还存在很大的差距。关贸通关后，更需提高生产效率，降低成本。增加品种，提高产品技术水平含量，满足电力、石油、石油化工、冶金、城市建设等大型成套和重点建设工程项目配套及各种现有装置更新维修的需要，减少产品进口量，提高出口产品档次，扩大出口量，增强出口创汇能力。 我深刻体会到，我们国家和发达的国家相比，还是很落后的，只有不断应用科学去占领国内国外市场，国家才能真正富强，深感责任重大。 通过这些发明，能为社会造福，社会的需求，才是真正的发明，只有发明和市场相结合，这发明就有价值了。 在今后的市场经济中，社会各行业需求很大，我将做个有心人，去观察，去创新发明更多更的专利，为社会贡献我的一份力量，造福人类，为各行各业服务，带来更的安全、节能、降耗、方便，为流体工程事业作出新的贡献！ |
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