专利名称：解除阀的被卡住状态的制作方法
技术领域：
本发明涉及解除阀的被卡住状态，特别地但并非仅涉及被卡住的水阀的解卡。
流体控制阀，特别是水流控制阀，常常在相同位置完全照原设置状态放置一段时间，有时长达几十年。这些阀可能保持全闭合状态，或全开启状态，或处于两极端位置之间的中间位置。
当这些阀不经常动作时，锈通常会附着在阀内元件上。锈的形成可能如此严重以致使阀变成不能动作，特别是，如果阀已经多年没有动作的情况。这种问题在各种类型的阀都会发生，例如包括闸阀、柱塞阀、球阀、单向阀和蝶阀。
当需要动作阀时(例如要隔离某一长度的管线以允许对阀下游进行维修工作)，如果阀不可逆转地被积累的锈粘住，唯一的解决办法是在此被卡住的阀的上游找出一个可以操作的阀，将此上游的阀关闭，拆除并更换此被卡住的阀。这不仅对消费者可能不方便，因为如果卡住的阀已经可操作了，他却保有正常的备件，而且，更换卡住的阀是费时又耗资的工作。此外，更换下来的阀很少可以修复，通常是被扔弃。
本发明的目的是提供一种解除阀的被卡住状态的方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种解除阀的被卡住状态的方法，这种类型的阀具有阀壳；流体进口部；流体出口部；阀座，其设置在阀壳内的流体进口部与流体出口部之间；和阀截流元件，其可脱开地与阀座接合，以控制阀的开启度，此方法包括(a)在阀壳的壁上邻近阀被卡住部位制出一个或多个喷射口；(b)通过此喷射口或每一喷射口向阀的卡住部喷射压力处理流体；和(c)将此喷射口或每一喷射口封闭。
已经发现，此方法对被卡住的阀的解卡非常有效，且通常不必拆除和更换被卡住的阀。
在一实施例中，本发明还包括下列步骤(d)在阀壳壁上制出检测口；和(e)通过测口确定阀被卡住的部位。
阀被卡住部的位置，最好通过检测口对阀的内部进行探查来确定。被卡住部位的探查可以由目测和/或借助于探测器。
其中，最好在步骤(b)之前，将压力试验流体施加在此喷射口或每一喷射口，以确认此口适于进行步骤(b)。这保证了当喷射处理流体时不致发生潜在灾难性的压力积累。
最好处理流体是一种抗锈流体。这种流体可能是一种具有高针入度的润滑剂，例如，一种在流体润滑剂中固态至半固态弥散增稠剂的润滑剂，例如润滑脂。
可选择地，本方法还包括在发生卡住的阀的至少一部分引入振动。
振动对被卡住的阀的解卡非常有效，并通常避免了拆除和更换卡住的阀。这种技术对去除积累的锈蚀沉积物特别有用，这种锈蚀沉积物常常是造成阀被卡住的原因。
已经发现，引入超声频率的振动特别有效。振动可通过将超声波发生器设置成与阀的一部分接触(例如与阀壳，或阀内元件如螺杆，或闸阀的阀截流元件)而引入。另外和附加地，振动的引入可通过将发生器设置成与液体接触，此液体本身与阀的一部分接触。特别是，发生器可穿过阀壳上的通孔，从而伸进被封在阀壳内的液体中。
液体的振动产生所谓“气穴现象”或液体的“冷沸腾”，这导致流体内气泡的快速形成与内爆。正是液体的气穴现象去除了积累的锈蚀沉积物。
根据本发明的第二方面，一种用于被卡住的阀的解卡的组合物，其组份按重量计包括聚α烯烃75-90％(最好80-85％)；
粉状二氧化硅3-15％(最好6-12％)；聚四氟乙烯粉0.5-5％(最好1.5-3％)；癸二酸正二辛基酯1-6％(最好2-5％)。
组合物最好还包括杀菌剂，例如按组合物的重量计可包括0.05-1％(最好0.1-0.5％)。
组合物最好还包括抗氧化剂，例如按组合物的重量计可包括0.05-1％(最好0.1-0.5％)。
本发明还包括根据第一方面的被卡住阀的解卡方法，其中，处理流体包括根据第二方面的组合物。
根据本发明的第三方面，提供了一种阀，该阀包括阀壳；流体进口部；流体出口部；阀座，其设置在阀壳内流体进口部与流体出口部之间；阀截流元件，其可释放地与阀座接合，以控制阀的开启度；和数个喷射口，其设置在阀壳的壁上，设置部位在阀的预计卡住处。
如果这种阀将来某个时候被卡住了，考虑到即使不是全部也是绝大多数的喷射口在阀的制造时已经设置了，阀卡住的解卡方法将简化。这些喷射口最好攻制螺纹，并在阀正常使用时堵塞住。
本发明的具体实施例，仅作为例子，将结合附图给予说明，其中
图1是闸阀的透视图，示出了根据本发明的被卡住的阀的解卡方法；图2也是图1所示阀的透视图，其中局部剖切；图3是图1所示阀的侧视图；图4是图1所示阀的横截面图；图5是图1所示闸阀的透视图，示出了根据本发明的被卡住阀的解卡方法的可选附加方法；图6是图5所示阀的又一透视图，其中局部剖切；图7是图5所示闸阀的侧视图；和图8a至8e是图5中通过阀的一部分的局部剖面图，示出了根据本发明的被卡住的阀解卡的可选附加方法。
图1至4图示出了一闸阀，该闸阀包括阀壳，该阀壳具有铸铁主阀体10，该阀体10上设有流体进口部12和流体出口部14，限定了通过阀的流体通道15。在使用中，流体进口部12和流体出口部14分别与流体流入管16和流体流出管18连接，这种连接是通过设置在流体进口和出口部部12、14和设置在流体流入和流出管16和18上的法兰盘20，借助于穿过法兰盘上对准孔的螺栓22紧固在一起的，螺栓的保持就位通过锁紧螺母24实现。
阀壳还具有阀帽26，此阀帽本质上垂直于阀内流体流的方向延伸，从图1和图3可清楚地看出，阀帽设置了螺杆28，此螺杆可由手轮30通过固定在阀帽上端部的齿轮箱32内的齿轮而旋转。
图1至4所示闸阀是一种螺杆不上升阀，并包括一种阀截流元件34，该阀截流元件34包括两个彼此留有空间的金属盘36，这两个金属盘36在其上部的套环38处连接。阀截流元件的环套38通过螺纹与螺杆28配合，而阀截流元件本身被引导通道39约束，以垂直于阀内流体流的方向的发现运动，该引导通道由阀壳内壁形成。因此，通过旋转手轮30使螺杆28旋转，阀截流元件34可在图3所示的关闭位置与开启位置之间运动，在开启位置，阀截流元件处于阀帽内但离开阀的流体通道。
从图4清楚地看出，每一金属盘36外表面的边缘部设有密封圈40，每一密封圈可与设置在阀壳内的相应环形阀座42接合。当阀截流元件34运动至图4所示闭合位置，两金属盘36与在阀壳底部制出的楔44接合，此楔迫使金属盘36彼此略微离开，而与相应的阀座进入密封接触。
因此，当阀在不动作状态已经被搁置一段时间，锈很可能在金属盘36和阀壳的表面之间积累到这样的程度，使得阀截流元件34不能运动。这种问题在如图4所示阀处于关闭位置时特别严重，这种情况下，阀的密封表面已经彼此紧密接触。不过，无论阀截流元件处于什么位置这种问题都存在。例如，可以理解，锈可能本质上在螺杆28的整个长度上积累，从而使要相对于阀截流元件的带螺纹的环套38转动螺杆极为困难。
本发明涉及将这种被卡住的阀解卡的技术。这种技术可能因阀的类型和规格尺寸不同而不同，但总的原理是相同的。
对于上述的阀，如果阀闸门的位置未知，第一步则是探查阀闸门的位置。这包括在认为是设置阀闸门的区域在阀体(或阀帽)上钻引导孔。在该情况下，钻引导孔46的合适位置可在阀体一侧与管道16、18纵轴线对齐并在阀座下游的一点。引导孔46一开始就应钻至足够深度，以切出喷射口螺纹，并钻穿阀体。借助于视频示波器或通过从引导孔插入机械探测器，阀截流元件34的大体位置得以确立，类似地，阀壳的厚度也被查明。然后将引导孔44用螺纹塞堵塞。
如果发现阀截流元件的阀孔大于9英寸，在阀帽的每一侧钻孔并攻丝制出一个检测孔48，钻孔中心位置距每个闸门引导部的顶部大约3英寸处。如果阀闸门处于全开位置，检测孔48则处于阀闸门引导部之下距闸门底部大约3英寸的位置，例如图1和3中50所表示的位置。
在两个情况下，将具有螺纹连接口的视频检测工具填料盒52紧固在每一检测孔处，并进行阀内部的初步目测观察。以目测观察为基础，在邻近已经发生卡住的阀区域钻出一个或多个喷射口54并攻丝，将一种止回阀喷射装置56紧固在喷射口。此外，在阀体的流体入口部和出口部12、14，对上游和下游压力口58、60钻孔攻丝，并将压力传感器62、64紧固在压力口处。
下一步是选择一个建议用于接受压力流体的喷射口，以便帮助被卡住的阀的解卡。但是，在喷射流体之前，用清洁饮用水对每一喷射口进行压力试验。例如，可选择喷射口54a为第一喷射口，在这种情况下，将图中示出的手动液压泵66与设置在喷射口的止回阀连接，并用于喷射清洁饮用水。如果在手动泵所检测到的压力立即回到管线压力(正如在上游和下游的压力传感器62、64所检测到的压力)，则可以设想经过喷射口喷射的流体存在流出的通道，则用喷射处理流体以使被卡住的阀解卡是安全的。如果某喷射口所检测到的压力不能立即回到管线压力，则此喷射口的喷射能力试验立即终止。将安装在此喷射口的止回阀喷射装置移去，并用螺纹塞取代，考虑到进入阀的压力流体没有流出通道这一事实，对此螺纹塞作出标记，以保证此口不再被使用。
当每一喷射口均已试验过，确认压力流体存在流出通道后，再将用压缩空气驱动的高压泵68(图示为原理图)设置在各喷射口处，并以1000至1500psi之间的压力喷射一种抗锈蚀液体。此抗锈蚀液体是一种比重为0.85至0.9的不溶于水的润滑剂，具有高的针入度，因此，当以高压喷射时，抗锈蚀液体粘附在阀截流元件的锈蚀表面上。
已经发现的工作性能特别好的流体是一种比重为0.89的脂状润滑抗锈组合物，并具有下列组份(按大体的重量计)聚α烯烃(一种合成原油)，75-90％，最好80-85％，例如83％；粉状二氧化硅，3-15％，最好6-12％，例如9％；聚四氟乙烯粉，0.5-5％，最好1.5-3％，例如2.3％；癸二酸正二辛基酯，1-6％，最好2-5％，例如3.5％；杀菌剂，0.05-1％，最好0.1-0.5％，例如0.25％；抗氧化剂，0.05-1％，最好0.1-0.5％，例如0.25％。
这种组合物可以泵送。组合物的泵送使锈松弛，并降低锈与被处理阀表面间的附着程度。组合物还覆盖在被处理的阀表面，降低锈进一步积累的可能性。当抗锈蚀流体施加到认为可能发生锈蚀所有表面时，润滑与抗锈蚀作用通常使阀截流元件从其卡住的位置解脱出来。
抗锈蚀液体的喷射是在每一个过去已经成功地试验过的喷射口进行，每一处的喷射通常大约需要50个泵送行程。同样重要的是，每当喷射抗锈蚀液体时，至少一个其它的喷射口52(此喷射口过去已经如上所述用清洁饮用水试验过)应当保持开启，以避免压力在阀内潜在地灾难性地积累。
在每一泵送行程后应当观察压力，以确认阀内没有压力积累的危险。如果喷射压力没有返回管线压力，应当立即从此喷射口终止泵送。剩余泵压随即应当释放，并将挠性导管从喷射口拆除。被堵塞的喷射口随即应用塞替换，该塞应清晰地标明此喷射口以后不应使用，除非此后的喷射能力试验表明此处堵塞已被解除。
一旦认为被卡住的全部区域均已经处理完，然后对阀进行驱动，使其进入全工作循环。此后，对每一未堵塞的口重复进行抗锈处理，以去除剩余的锈和在阀截流元件的密封表面覆盖一层粘性润滑剂。随后，阀截流元件循环工作满三个工作循环再返回初始位置，除非要求留在另一个位置。
在处理已经完成后，喷射口处换以拧入喷射口的螺纹塞，此喷射口此后可在将来在某个时候再发生卡住时使用。
除上述方法外(特别是，如果上述方法不足以使被卡住的阀解卡)，可以如图5至8所示在阀的至少一部位引入振动。据信，振动可去除锈蚀，此锈蚀常常是造成阀粘住的原因。此外，据信，振动使阀的一个或多个元件位移，从而使被振动的一个或多个元件容易运动。阀的至少一部分的振动可以用几种不同的方法引入，但是，如图5所示的每一种方法包括使用超声波发生器50。可以使用传统的超声波发生器，在图示实施例中使用了压电发生器，该压电发生器包括发生器部52，其具有从一端突出的柄臂54；和发射尖部56，其设置在柄臂的一端。发生器50与传统电源(未示出)连接，此电源以所希望的频率经过高频电缆58供给电流。此发生器50用于使阀10的至少一部分振动。
在图5中，通过图解说明，发生器50可以插入在阀的一面的三个孔60、62、64其中之一，但阀的其它部位可以振动，例如，在阀壳一侧的附加口66、68处。但是，这些部位只是为了说明方便，其它许多部位都可以用于使阀的一部分振动。
不过，通常有三种不同的方法使阀的一部分振动，分别如图8a和8e，图8b和8d以及图8c所示。
图8a中，在阀10的阀壳外表面钻出盲孔70，并将发生器尖部56放入使其与盲孔70的孔底接触。正常情况下，需要借助于传统的夹紧装置(未示出)牢固地将发生器50夹持就位，以保证当发生器动作时，发生器50的尖部56与盲孔70的孔底紧密贴靠。
图8e的结构，除邻近尖部56的发生器柄臂54外圆部80制出外螺纹，并拧入阀壳上与之互配的螺纹盲孔82外，实质上与图8a的设置一致。在绝大多数情况下，这就不需要单独的夹紧装置。可以用螺纹通孔取代螺纹盲孔82，这样，发生器的尖部将插入阀内的水中。
在图8b和8d所示的结构中，孔72、74正好钻通阀10的阀壳。在图8b所示的结构中，发生器的尖部56与阀的螺杆28接触，而在图8d中，发生器50的尖部56保持与一个金属盘36的一个表面接触，该金属盘构成阀截流元件34的一部分。在每一种情况下，发生器通常是借助于夹紧装置(未示出)保持就位，以保证在振动过程中发生器的尖部56与阀内元件保持稳定地贴靠。
如上所述，孔72、74可制出螺纹以适于与发生器柄臂56的外螺纹部相配合，这样，在绝大多数情况下取消了对单独夹紧元件的需求。
在图8c中，孔76穿透泵壳10的壁，发生器50穿过孔76，于是，尖部56定位在阀壳10内的液体(一般为水)78中。此外，发生器50一般将借助于夹紧装置(未示出)夹持就位，且可能还需要将发生器相对于通孔76进行密封，例如借助于在环绕发生器50的插入通孔中的部分设置密封环，或用可固化的密封剂喷注在通孔中。
如上所述，孔76可制出螺纹以容纳发生器柄臂54上与之互补的螺纹部。在绝大多数情况下，这就取消了对发生器的单独夹紧装置的需求。
在图8a和8e所示结构中，发生器使阀壳振动，这就使泵壳并从而可能使阀的一个或多个元件以超声频率振动。在图8b和8d的结构中，使阀内的一个元件直接振动，不过这种振动可再传递至阀的其它元件，使这些元件振动。在图8c的结构中，使阀内的液体78振动，而此液体使振动传递至阀的一个或多个元件上，使这些元件自身振动，随即可使振动作用在阀的其它元件上。
无论使用那种技术，一旦将发生器紧固就位后就将其与电源接通，并通常对发生器施加以扫描频率，其中，发生器的振动频率将逐渐改变。这使得以一个频率振动的阀的元件数目达到最大，此频率对这些元件最为有效。自然，如果通过事先的计算或现有的知识能知道某一具体频率适于某一具体的阀，就可使发生器在此频率振动。
阀的一个或多个部分的振动常常使锈去除，锈是使阀滞塞的常见原因。还可以相信，阀的一个或多个元件振动，暂时地或永久地降低阀的卡住部元件之间的摩擦，因此使这些部分彼此更容易解除卡住状态。
本发明并不局限于上述实施例的细节。例如，发生器可能设置在不同于示出的上述部位。此外，发生器可设置在一个以上的部位和/或可能同时使用一个以上的发生器。可使用不同类型的发生器，例如磁致伸缩的发生器。
根据阀的类型和状态不同，还可在阀体或阀帽上适当地钻引导孔，以便探查阀截流元件的位置和/或确认阀的粘住部位，以便确定设置一个或多个发生器的适宜位置。视频示波器或机械探测器从引导孔插入，以便进行这种确认，如果需要，可用螺纹塞将引导孔密封。
确实，完全可能并不需要在阀上钻任何孔，无论是盲孔或通孔。根据具体情况，可能仅仅需要将发生器的尖部56与阀壳的外表面或阀的其它部分接触。
本发明并不局限于上述实施例的细节。例如，虽然上述实施例已经对不升起闸阀进行了说明，此技术可用于各种类型易于卡住的阀。
还可以制出一种阀，此阀在阀体上和/或阀帽上的数个位置具有已经攻制螺纹(并被堵塞)的喷射口，如果在将来某个时刻卡住，上述使阀解除卡住的过程就简化了。
权利要求
1.一种解除阀的被卡住状态的方法，此类阀具有阀壳；流体进口部；流体出口部；阀座，其设置在阀壳内，位于流体进口部与流体出口部之间；和阀截流元件，其可脱开地与阀座接合，以控制阀的开启度，该方法包括(a)在阀壳的壁上邻近阀被卡住的部位制出一个或多个喷射口；(b)通过该喷射口或每一喷射口向阀的卡住部喷射压力处理流体；和(c)将此喷射口或每一喷射口封闭。
2.如权利要求1所述的方法，还包括下列步骤(d)在阀壳壁上制出检测口；和(e)从检测口确定阀被卡住的部位。
3.如权利要求2所述的方法，其中，阀被卡住部的位置通过检测口对阀的内部进行探查确定。
4.如权利要求3所述的方法，其中，阀被卡住部的位置通过目测确定。
5.如权利要求3或4所述的方法，其中，阀被卡住部的位置借助于探测器确定。
6.如上述权利要求其中之一所述的方法，包括数个喷射口，其中，处理流体依次通过喷射口喷射。
7.如上述权利要求其中之一所述的方法，其中，在压力处理流体喷射过程中，阀壳上至少一个其它喷射口保持开启。
8.如上述权利要求其中之一所述的方法，其中，在步骤(b)之前，将压力试验流体施加在此喷射口或每一喷射口，以确认此喷射口适于进行步骤(b)。
9.如上述权利要求其中之一所述的方法，其中，处理流体包括抗锈蚀流体。
10.如权利要求9所述的方法，其中，抗锈流体是一种润滑剂。
11.如权利要求9或10所述的方法，其中，抗锈流体具有高针入度。
12.如权利要求9至11其中之一所述的方法，其中，此抗锈流体本质上不溶解于阀用于控制的流体流中。
13.如上述权利要求其中之一所述的方法，还包括在已经发生卡住的阀的一部分引起振动。
14.如权利要求13所述的方法，包括以超声频率振动。
15.如权利要求14所述的方法，包括使一超声波发生器与阀的一部分接触。
16.如权利要求15所述的方法，包括将发生器与阀壳接触。
17.如权利要求15或16所述的方法，包括将发生器与阀内的元件接触。
18.如权利要求15至17其中之一所述的方法，包括将发生器与液体接触，此液体本身与阀的一部分接触。
19.如权利要求18所述的方法，包括将发生器穿过在阀壳上制出的一通孔，从而伸入被封闭在阀壳内的液体中。
20.一种用于解除阀的被卡住状态的组合物，该组合物按重量计包括聚α烯烃75-90％；粉状二氧化硅3-15％；聚四氟乙烯粉0.5-5％；癸二酸正二辛基酯1-6％。
21.如权利要求20所述的组合物，按重量计包括聚α烯烃80-85％；粉状二氧化硅6-12％；聚四氟乙烯粉1.5-3％；癸二酸正二辛基酯2-5％。
22.如权利要求20或21所述的组合物，还包括杀菌剂。
23.如权利要求22所述的组合物，还包括按重量计0.05-1％的杀菌剂。
24.如权利要求23所述的组合物，还包括按重量计0.1-0.5％的杀菌剂。
25.如权利要求20至24其中之一所述的组合物，还包括抗氧化剂。
26.如权利要求25所述的组合物，还包括按重量计0.05-1％的抗氧化剂。
27.如权利要求26所述的组合物，还包括按重量计0.1-0.5％的抗氧化剂。
28.如权利要求1至19其中之一所述的方法，其中，处理流体包括一种如权利要求20至27其中之一所述的组合物。
29.一种阀，此阀具有阀壳；流体进口部；流体出口部；阀座，其设置在阀壳内流体进口部与流体出口部之间；阀截流元件，其可脱开地与阀座接合，以控制阀的开启度；和数个喷射口，其设置在阀壳的壁上，设置部位在预计的阀被卡住处。
30.如权利要求29所述的阀，其中，喷射口被攻丝。
31.如权利要求29或30所述的阀，其中，喷射口通常被堵塞。
全文摘要
为了解除阀的被卡住的状态,在阀体壁制出一检测口,并确定阀被卡住的区域。在阀体上邻近阀的卡住部处设置一个或数个喷射口,将压力流体(最好是具有极高针入度的不溶解的润滑剂)提供此喷射口或每个喷射口喷射,随后将喷射口封闭。
文档编号F16K51/00GK1374891SQ0080931
公开日2002年10月16日 申请日期2000年5月22日 优先权日1999年5月22日
发明者罗伯特·彼得·恩斯顿 申请人:罗伯特·彼得·恩斯顿