轨道球阀执行机构技术改造应用.pdf

第 4 0卷第 1期 2 0 1 1年 1月 石油化工设备 PE TRO CHEM I CAL EQUI P M ENT Vo 1 ． 40 No ．1 J a n ． 2 0 1 1 文 章编 号 1 0 0 0 ～ 7 4 6 6 2 0 1 1 0 1 - 0 0 6 9 0 3 轨道球 阀执行机构技术 改造应用 刘 建 斌 吐哈油 田 丘东 采油 厂 ，新疆鄯善8 3 8 2 0 2 摘要 对轨 道球 阀执 行机 构 的结构 及功 能进行 分析 ， 指 出了执 行机 构存 在 的问题 ， 并给 出了执 行机 构技 术改 造 的具体 方案 。改造 方案 实施后 ， 保 证 了轨 道球 阀平稳安 全运 行 ， 提 高了企业 的经 济效益 和 社 会 效 益 。 关键 词 轨道球阀；双作用执行机构；电磁阀；磁感应接近开关；改造 中 图分 类号 TQ 0 5 5 ． 8 ；T E 9 6 9 文 献标 志码 B Te c hn i c a l I m p r o v e me n t a n d Ap pl i c a t i o n o f Or b i t a l Ba l l Va l v e Ac t u a t o r LI U J i a n - b i n Qi u d o n g Oi l P r o d u c t i o n P l a n t ，S h a n s h a n 8 3 8 2 0 2，Ch i n a 3 ． 2 新增 O型密封圈径向密封沟槽尺寸确定 考虑 到 减 载油 腔 密 封介 质 为润 滑 油 ， O 型 密封 圈 的 自由状 态 下 截 面 直径 d 一7 ． 0 mm， 主要 实 现 轴 向密封 功能 的工作 特性 。 参照文献[ 2 ] ， 新增 O型密封 圈沟槽宽度 b以 及 矩形 沟槽槽 深 h计 算公 式分别 见 下式 b d 0 ． 3 ～ 0 ． 5 d 2 h 一 1 -p d 3 式 中， 为 型密封圈压缩率 ， 对于密封介质为润滑 油 的往复 动密 封结 构来说 ， 为 1 2 ～1 7 9 ／ 5 ， 在 本 次 改 造 中选 取 1 5 9 ／ 6 。 将 d 一7 ． 0 mi t t 、 一1 5 分 别 代 入 式 2 和式 3 计 算并 取整 ， 确定 新增 O型密 封圈 沟槽 深度 h 一 6 ． 0 mm， 沟槽 宽度 6 9 ． 1 mm。 4 结 语 对 制 冷机 组 加减 载机 构 密封 结 构 进行 了改 造 ， 在保 留原 有 O 型 密 封 圈密 封 结 构基 础 上 加 大 了原 配 型密封 圈尺寸 ， 并进行核算确保 了径 向密封。 此外 ， 在 机组加 减 载 密封 部 位 密 封压 盖 与加 减 载 连 接轴密封部位增加一道 O型密封圈 ， 并对沟槽等密 封尺寸及压缩量进行核算， 彻底解决 了困扰机组正 常运转半年之久 的自动加载故障。 改造 后至今 机组 平稳 运转 7 5 0 0 h ， 未 出现 自动 加载 故 障 ， 实现 载荷 适时调 整 ， 满足 了工艺 系统 的运 行要求 。 参 考 文 献 [ 1 ] 夏航 ， 苏 应春．一种 螺杆式 制冷 压缩机 滑阀调 节机 构的改进 研究 [ J ] ． 制冷 ， 2 0 0 8 ， 2 7 1 8 1 8 3 ． [ 2 ] 赵明生 ， 单平 ， 朱 梦周 ， 等． 机械工程师手册 第二版 [ M] ． 北京 机械 工业 出版社 ， 2 0 0 1 ． [ 3 ] 徐灏． 密封[ M] ． 北京 冶金工业出版社 ， 2 0 0 0 ． [ 4 ] 沈 超 ， 李希会 ， 王厚庆 ， 等． 溴化锂吸收式制冷机 与海 水淡化 联 合 运 行 装 置 [ J ] ．石 油 化工 设 备 ， 2 0 0 5 ， 3 4 5 4 2 4 4． [ 5 ] 杨亭 阁． 丁腈 橡胶 0形 囤的研究 与应用 _ J ] ． 应用科技 ， 2 0 0 0， 1 2 2 8 2 9 ． [ 6 ] 宋启根． 0型密封 圈使用 中 出现的 问题 与分 析[ J ] ． 山 西焦煤科技 ， 2 0 0 3 ， S 1 1 0 8 ， 1 1 1 ． [ 7 3 崔宏英．0 型密 封 圈的选 用[ J ] ． 煤 ， 2 0 0 7 ， s 2 1 2 5 1 26 ． [ 8 ] 徐 光华 ． 0型密封 圈的失效 原 因及 防止 措施 Ⅲ J ] ． 科 技 资讯 ， 2 0 0 7 ， 1 7 2 8 ． [ 9 ] 苗蓉 丽， 殷胜昔 ， 朱 峰． 0型 丁腈橡胶 密封 圈耐润 滑 油脂性 能研 究 [ J ] ． 理 化检 验 物 理分 册 ， 2 0 0 4 ， 6 11 13 ． 许编 收 稿 日期 2 0 1 0 0 8 2 2 作者简介 刘建斌 1 9 6 9 一 ， 男 ， 湖南邵东人 ， 工程师 ， 学士 ， 主要从事油 田自动化系统的设计 、 集成及维修 工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油化工设备 2 0 1 1年第 4 O卷 Ab s t r a c t Th e s t r u c t u r e a n d f u n c t i o n s o f o r b i t a l h a l l v a l v e a c t u a t o r we r e a n a l y z e d，a n d t h e e x i s t i ng p r o b l e ms i n t he a c t ua t or we r e pr o p os e d ． I n a d d i t i o n， t h e c on c r e t e t e c hn i c a l i m p r ov e m e nt s c h e me o f t he a c t ua t or wa s p r ov i d e d ． Af t e r t he i m p r ov e m e nt s c he m e b e i n g i mpl e m e n t e d，t he o r bi t a l b a l l v a l ve wi l l be r un ni ng s a f e l y．The e c o no mi c e f f i c i e nc y of e nt e r pr i s e wi l l b e e nh a nc e d ． Ke y wo r d s o r b i t a l b a l l v a l v e ；d o u b l e a c t i o n a c t u a t o r ；s o l e n o i d v a l v e ；ma g n e t i c i n d u c t i o n p r o x i r n i t y s wi t c h i mpr o ve me nt 删 讲 与 泄放 口 E B联 通 ， 执 行 机 构 上 腔气 体 泄 放 到 大气 中 ， 执行 机构膜 片 向上 运 动使 球 阀开 启 。 当球 阀开 启 到开 的位置 后 ， 线 圈 M 失 电 ， 球 阀将 保 持在 开 的 位 置 ， 直 到线 圈 N带 电 。 2 球阀关闭 其电信号关 阀原理见 图 2 。气 源供 应充 足 ， 保 位 阀 A 口与 B 口联通 。当 电磁 阀线 圈 N带 电时 ， 电磁 阀气 源入 口 P与 B 口联 通 ， 泄 放 口 E B阻塞 ， 气 源 进 入 执 行 机构 上腔 。A 口与 泄 放 口 E A 联 通 ， 执行 机 构下腔 气体 泄放 到大 气 中 ， 执 行 机 构膜 片 向下运 动使球 阀关 闭 。当球 阀关 闭到关 的 位 置后 ， 线 圈 N 失 电 ， 球 阀将 保 持在 关 的位 置 ， 直 到 线 圈 M 带 电 。 蚁 作 图 2 电信 号 关 阀 原 理 图 3 失 气 保 位 当 气 源 压 力 过 低 时 低 于 0 ． 0 6 9 MP a ， 保 位 阀 A 口与 B 口切 断 图 1和 图 2 球 阀仍 将处 于失 气前 位置 开或关 。 1 ． 1 ． 2手 动 模 式 当执 行 机构 设 置 为手 动模 式 时 ， 两 个 三通 旋 塞 阀都处 于关 闭位 置 ， 执 行 机 构 上 、 下 腔 都 与 大 气 相 通 ， 电磁 阀 M 口与 N 口被 堵 塞 图 1和 图 2 ， 使 用 手轮可以对球 阀进行开关操作。 当电磁阀线圈或控制线路出现故障但气源供应 正 常时 ， 只能 现场 手动操 作球 阀 ， 无 法有 效利 用气 源 以降低操作人员的劳动强度 。 1 ． 2 电磁阀 执行机构采用双作用两位 四通电磁阀作为气路 主要控制部件 ， 该 电磁 阀不具备手动操作功能。 电磁阀一般要求每 2 a进行一次清洗 。在清洗 或更换电磁阀时 ， 需要拆卸所有气源接头及线圈连 线 ， 并要求球阀处于现场手动操作模式 。因此， 其维 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 刘建斌 轨道球阀执行机构技术改造应用 护 比较 困难 。 1 ． 3 阀位反馈装置 执行机 构采 用杠 杆接 触式 的微动 开关 作为 阀位 的反馈 装置 ， 常 因应 力 使 杠杆 扭 曲而 导 致故 障报 警 频繁 出现 ， 影响 天然气 脱水 装置 的正 常运行 。 2 改造方案 2 ． 1 更换电磁阀 选用 美 国 MAC公 司 的 5 3 0 0系列 两位 四 通 双 动 式 电磁 阀 ， 此 阀具 有行 程 短 、 推 动 力 高 、 流 通 能 力 大 、 可抵抗 压 力波 动 的平 衡 阀芯 以 及反 应 速 度 快 等 特 点 。 MAC 电磁 阀优 点 ① 电磁 阀 由底 座 和 阀体 两 部 分组成 ， 所 有气源 接 口都位 于底 座 ， 便 于 电磁 阀维 护 。②两 个线 圈接 线 集 中于一 个 电气 接 口， 便 于集 成 连接 。③具 有手 动 操 作 功能 ， 当 电磁 阀线 圈 或 者 控制线路出现故障时 ， 可 以使用该功能进行球阀快 速开关， 不需要用现场手动模式进行操作 ， 降低 了操 作强 度 。 2 ． 2 新增三通旋塞阀 为 了更好 对 球 阀进 行 维 护 ， 每 台球 阀需 增设 两 个三通旋 塞 阀 。此 旋塞 阀具 有扭矩 小 、 结构 简单 、 设 计 紧凑 的特 点 ， 且 具 有 下 游排 放 口 ， 当 阀关 闭 时 ， 带 排 放 口的旋塞 和 阀体 能使 压 力释放 至 大气 。 当维 护 电磁 阀或 气 源 管路 时 ， 执 行 机构 需 要 设 置为手动模式 ， 操作强度大。为 了改变此方式降低 操作 强度 ， 在执 行机 构上 、 下 腔管路 都反 向安 装两个 三通旋塞阀 ] ， 具体安装方式见 图 3 。两个 三通旋 塞 阀可 以组 合 成 3种 模 式 适 应 执 行 机 构 的运 行 与 维护 。 电磁 图 3三 通 旋 塞 阀安 装 不 图 2 ． 2 ． 1 自动 模 式 两个旋塞阀都处于开启状态 ， 管路联通 ， 球阀处 于 自动操 作模 式 。 2 ． 2 ． 2 手动 模 式 当把球 阀执行机构设置为手动模式时 ， 关闭旋 塞 阀 1 ， 旋塞 阀 2仍然 开启 ， 执 行机 构 上 下腔 与 大 气 相通 ， 电磁 阀出口 M 和出 口 N都被阻塞 ， 这时可以 转动手轮开关球阀。 2 ． 2 ． 3 维护 模 式 旋 塞 阀 1开 启 或关 闭均 可 ， 旋 塞 阀 2处 于关 闭 状态 。执 行机构 上 、 下腔管 路 阻塞 ， 球 阀处 于保 位状 态 。这 时 可 以对 电磁 阀等部 件进 行维 护 。 2 ． 3 阀位反馈装置E ] 为 了 消除杠 杆机 械接触 式 阀位反 馈装 置所存 在 的问题 ， 选 用 美 国 TD p wo r X 公 司 G o S wi t c h L P S 非 接触磁 感 应 接 近 开 关 。 L P S开 关 是 特 为 直行 程 阀门 的阀位反 馈设 计 的 ， 带 红色或 绿 色指示灯 ， 可 以 直 观表示 。 L P S开 关 由本 体 与 目标 磁 铁 所组 成 ， 本 体 与 目 标磁铁之 间的距离要求不超过 5 mm 本体外壳材 质 为 3 1 6 。L P S开 关 内 部 含 有 1组 S P D T触 点 ， 当 目标磁 铁 靠 近 开关 时 ， 常开 触 点 闭合 、 常 闭触 点 断 开 。 两 个L P S 开 关 之 间 的 最 小 距 离 为 1． 5 ” 3 8 m m。 轨道 球 阀执行 机 构 为直 行 程 ， 在 阀位 指 示 导杆 上安 装 目标磁铁 ， 在执 行 机 构 上 安装 固定 板 用 于安 装 L P S开关本体， L P S开关导线按规范接入接线盒 中， 实 现对 轨道 球 阀阀位反 馈 的准确 监测 ， 使用 效果 明显 。 3 结 语 2 0 0 7年 ， 对 轨 道 球 阀执 行 机 构 进 行 技 术 改 造 后 ， 运行 状态 一 直很 好 。阀位 反 馈 装 置再 也 没 有 出 现过故障， 球阀操作维护更加简便快速 ， 大大降低了 操作 强 度 ， 为 天然 气 脱水 装 置 的平 稳运 行 提 供 了 强 有力 的技 术保 障 。 参 考 文 献 [ 1 ] Or b i t S t a n d a r d I n s t r u me n t a t i o n P a c k a g e s f o r O r b i t P n e u ma t i c Ac t u a t o r s[M ] ． C a n a d a C AME R ON Va l v e s M e a s u r e me n t Co mp a n y ， 2 0 0 7 2 6 - 2 7 ． E e l MAC VAL VE S ， I N C ．C u r r e n t Te c h n o l o g y o f MAC’ S Va l v e s [ E B ／ OI ] ．2 0 0 7 ． 2 2 9 2 3 4 ．h t t p ∥www ．ma c v a l v e s ． c o rn／ s u p p o r t ／ c a t a l o g s f i l e s ／ C T． p d f ． [ 3 ] S wa g e l o k C o mp a n y ．P 4 T a n d P 6 T P l u g Va l v e s [ E B ／ OI ] ． A 3 2 9 3 3 5 ． h t t p ／ ／ w ww． s w a g e l o k ． c o m． c n ／ d o wn l o a d s ／ W e b Ca t a l o g s ／ C N／ MS - 0 1 5 9 ． p d f ． [ - 4 5 喵宏泽 ． 霍尔效应 磁敏传感 器及 其应用 E J J ． 自动 化仪 表 ， 1 9 9 7， 1 8 1 0 1 - 3 ． E s ] 沈红杰 ． 加氢裂化 装置提 升式轨 道球 阀的结 构 与特点 E 3 ； ． 石油化 工腐蚀与防护 ， 2 0 0 9 ， 5 5 4 5 7 ． 许 编 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m