CN111771075B - 用于磁性致动阀的手动越控*** - Google Patents

Abstract

大体上描述与磁性致动阀相关的各种装置和技术。磁性致动阀可包含用以在正常操作期间完全密封所述阀的机构。然而，在阀被卡住的情况下，可暂时提供到内部致动机构的机械接取。可针对紧急接取提供对内部致动部件的机械非磁性耦合部分的接取。在正常操作条件下封锁对所述内部致动部件的所述接取。密封端口在正常磁性耦合操作期间覆盖所述内部致动部件的所述部分，但可移除以对致动器进行直接机械接取。此外，备用密封件可收容在此端口内。所述备用密封件通常不暴露于外部环境或劣化，但在紧急致动期间暂时提供到所述内部致动部件的接取时防止泄漏。

Description

用于磁性致动阀的手动越控***

技术领域

本申请案涉及阀技术，且更具体地说，涉及阀致动器机构。

背景技术

阀常常随着老化而产生泄漏。泄漏的阀可能会令人讨厌、浪费，且可能在住宅环境中造成损坏，但在工业应用中可能会带来更多的问题。可能需要关闭工厂生产线来改装或更换阀，从而导致生产损失和不必要的停工时间。泄漏可导致环境破坏和安全问题。蒸汽泄漏可能烫伤且甚至杀死工人。环境保护局(EPA)对工厂和油田中阀杆密封件泄漏所造成的污染表示关注。在极端情况下，例如半导体制造，即使是微小的泄漏也可能是致命的：在半导体铸造厂中检测到泄漏后，常常需要清理呼吸箱和防护服。

大多数传统的阀具有两个移动密封件：(1)“阀座”，在此处允许、控制和关断经由阀的材料流；(2)“阀杆密封件”，其防止材料从用于阀手柄的孔泄漏出来。研究已表明，在现实世界的阀中遇到的多达80％的泄漏与阀杆密封件有关，因为它们往往会夹带尘土和粗粒，其可能会随时间推移而腐蚀配合表面。

传统阀含有的阀杆密封件常常会随时间推移而劣化或泄漏。先前的无密封阀常常使用弯曲或挠曲组件，例如波纹管或隔膜，它们会劣化或疲劳，且在长期使用时也会泄漏。另外，前几代的磁性致动阀(有时在本文中称为电磁阀)常常包含内部磁体和/或以线性螺线管类型方式操作，从而使得难以实现高温操作，且常常需要持续的动力来维持其位置。用于电磁阀的先前手动越控***包含的动态密封件即使在以磁性方式操作阀时也可能泄漏。

一些行业，例如石化行业，非常不愿意接受电磁阀致动器，而没有提供在紧急情境下能够释放卡住的阀的设施。对于传统的阀，用来“松开”阀的装置称为“模拟手柄”，且其基本上是扳钳或扳手之类的装置，附在常规手柄上以增大施加到阀上的扭矩。扭矩增大通常是由于模拟手柄较长或模拟手柄相对于原始阀手柄允许较大杠杆作用。通常，模拟手柄仅用于释放长时间未致动的严重腐蚀或卡住的阀。日常操作中通常不使用模拟手柄。

电磁阀具有设定的扭矩限制，其无法通过简单的措施(例如附接更长的杠杆或手柄)来增大。这通常是设计特征，因为可能需要限制电磁阀耦合件提供的关闭扭矩，以防止阀座过紧，但令人遗憾地，在长时间放置在一个位置后或在处理粘性或腐蚀性物质时，阀可能会被卡住。存在多种方法可用于应对此难题，例如Davis在美国专利9,797,521和美国专利10,151,403中描述的方法，但在这些磁性技术不足的情况下，可能需要使用例如Ruyak的美国专利4,284,262和美国专利4,372,892中所描述的传统机械模拟手柄。

例如Ruyak中的其它手动越控机构倾向于依赖于动态密封件，其暴露在外部环境中，且可能会随时间推移而劣化，从而消弭电磁阀拓扑的原始优势。

发明内容

提供用于磁体致动阀的***和方法，其在需要时可使用机械模拟手柄，同时仍密封阀以防止流体或气体泄漏，且在正常操作条件下维持完全密封的磁性致动。

根据本发明的各种实施例，大体上描述一种阀组合件。在一些实例中，所述阀组合件可包括界定一或多个外壳的阀体。在一些其它实例中，所述阀组合件可进一步包括安置在外壳中的阀杆。在各种其它实例中，所述阀组合件可进一步包括可移动阀致动器组件，其安置在外壳中且以操作方式耦合到所述阀杆的第一末端。在一些实例中，所述阀组合件可进一步包括具有铁磁性部分的内部致动部件。在其它实例中，所述内部致动器可含有磁体。在各种实例中，所述内部致动部件可以操作方式耦合到所述阀杆的第二末端。在一些其它实例中，所述阀组合件可进一步包括以操作方式耦合到所述阀体的外部的外部致动器。在一些实例中，所述外部致动器可包括邻近于所述阀体的第一磁极区段。在一些其它实例中，所述外部致动器可包括邻近于所述阀体的第二磁极区段。

在至少一些实例中，本文中描述的内部致动部件和外部致动器可为机械机构，其中所述外部致动器是所述机构的外部部分(例如，在阀帽/阀体的外部)，且内部致动部件是所述机构的内部部分(例如，在阀帽/阀体的内部，例如在由阀帽/阀体形成的外壳内)。

在一些实施例中，连续的机械阀杆可支持每单位横截面积相当高的扭矩。当使用磁性耦合作为致动机制时，大的磁体可用于在致动期间产生高力(例如，高扭矩)。然而，此类大磁体可能是昂贵和/或庞大的。因此，在一些实例中，在阀严重卡住的情况下，使用较小的磁体且机械地旋转耦合件可能是有利的。

本文所描述的各种实施例包括紧急动态密封件，其封闭在所述阀内且可操作以支持在静态、可移除式插塞后方对所述阀的手动越控操作。静态、可移除式插塞的实例可包含带螺纹插塞、罩盖、气密罩盖的整体部分、钎焊和/或铜焊的盖片(例如，在原位钎焊的插塞)等。由于这种拓扑，紧急手动越控密封件在阀的正常操作期间不会影响阀的可靠性或防漏方面。紧急手动越控密封件只能在紧急越控条件下使用。此外，在紧急手动操作之后，可安装或重新安装盖片，使得动态密封件不会影响阀前进的性能。另外，由于手动越控密封件的封闭性，手动越控密封件和阀致动器的预期寿命和可靠性远远超过暴露的密封件。

本文所描述的各种实施例不同于当前存在的实施例。传统的磁性致动阀在磁性耦合件上具有有限的扭矩限制，这是较大的扳手或较长的手柄无法克服的。诸实施例允许在不依赖于暴露的动态密封件的情况下对磁性致动阀进行机械越控。

其它电磁阀设计已并有用于在紧急越控条件下使用的密封件。然而，此类密封件可能会随时间推移而劣化且导致泄漏，即使其从未使用过或由于密封件在正常操作期间暴露于外部环境而不频繁使用(请参见John Oliver的美国专利5,372,351和Robert Ruyak的美国专利4,284,262和US 4,372,892)。

本文所描述的各种实施例通过允许在紧急情境中以最小的泄漏直接接取阀致动器的机械非磁性耦合部分而在正常操作条件下完全密封所述接取来克服这些问题，。可将脱模插塞(例如可移除式插塞)压入到位(类似于汽车发动机中使用的插塞，以防止冷却剂冻结而造成损坏)。在其它实例中，可通过在插塞周围刻上阀帽的金属来产生脱模插塞，以使得尽管在此类实例中插塞是阀帽的整体件，但在紧急情况下可用力将插塞移除以接取由插塞覆盖的机械轴或连杆。在一些实施例中，可在已使用由插塞覆盖的机械轴/连杆松开阀之后安装/重新安装更换脱模插塞。举例来说，可将更换插塞压入阀帽中的孔中。在其它实施例中，在脱模插塞下方可能存在螺纹，以便在已使用模拟手柄将阀松开之后，使用传统的带螺纹插塞重新密封所述阀。在更进一步的实施例中，管适配插塞在正常的磁性耦合操作期间覆盖机械轴和密封件，但可在紧急情况下(例如，阀被卡住)移除以对致动器进行直接机械接取。此外，备用密封件收容在此端口内，且因此，尽管机械轴通常不暴露于外部环境，但备用密封件在机械轴暴露和紧急致动期间防止阀杆泄漏。较长的机械手柄和增大的扭矩可应用于到致动器的非磁性部分的此机械连杆。

另外，在本文中描述的各种实例中，磁体可安置在密封的阀外壳外部，而无任何内部永磁体。此类阀架构可使用非永久性磁性材料(例如，铁磁性材料)作为内部致动组件。此类电磁阀致动架构可允许阀的更高温度的操作，而无由于热而使任何内部磁性组件去磁的风险。另外，此类阀可在适当的位置焊接、钎焊和/或铜焊以提供气密密封，因为用于致动此类阀的任何外部磁体可在焊接、钎焊和/或铜焊之前与阀解耦。

在各种实例中，相对于传统的机械和电磁阀组合件，本文中描述的磁性致动阀和致动器可提供增大的致动性能、减小的大小和减小的成本。另外，在各种实例中，本文中描述的各种阀和/或致动器可提供对机械连杆或模拟手柄的紧急接取，但可在普通操作期间保持气密密封的阀体。

所述阀组合件可进一步包括：界定外壳的阀体，其中所述内部致动器安置在所述外壳；外部致动器，其耦合至所述阀体的外部，所述外部致动器包括邻近于所述阀体的第一磁极区段和第二磁极区段；其中，当第一致动器组件在第一角位移处与第二致动器组件对准时，所述第一磁极区段磁性耦合到所述第一致动器组件，且所述第二磁极区段磁性耦合到所述第二致动器组件的自由末端，且所述外部致动器在第一方向上的旋转实现所述内部致动器在所述第一方向上的旋转。所述外部致动器不机械地耦合到所述内部致动器(例如，内部致动部件)或所述阀杆。

在各种实施例中，所述内部致动器包括铁磁性材料、永磁体或非永久性磁性材料。在一些实施例中，所述阀组合件进一步包括：阀部件，其有效地打开和关闭所述阀组合件的流体流动路径；以及阀杆，其以操作方式耦合到所述内部致动器和所述阀部件。如本文中所使用，术语“流体”可包括液态和气态介质。

其它方法，例如使用极大的磁体来获得较高扭矩，价格昂贵、体积大、潜在地带来安全隐患和/或在其可处置的扭矩量方面受到限制。用于阀致动器的先前旋转磁性耦合件依赖于越来越大的磁体、功率等级更高的磁体和/或内部磁体，以便实现阀所需的扭矩处置能力。本文所描述的各种实施例提供用于阀致动器的磁性耦合件的改进。

包含一或多个功率等级高的磁体的***可能在许多应用中价格过高，且相对于机械阀可能无法提供竞争性能。另外，大型阀致动器(例如，包含大而强的磁体的致动器)可能不适合旧式应用，且由于其消耗的空间而可能对新设计不具有吸引力。扭矩限制可能会排除特定类型的阀，或限制可使用阀的压力或其它条件。

在一些情况下，可能需要过度扭转阀致动器。举例来说，在例如石化行业的各种行业中，阀可能经常被腐蚀和/或卡在特定位置，使得正常的扭矩量可能不足以致动阀。在一些情况下，闸阀甚至可能需要能够像刀一样切割夹在阀内的外来材料。在一些情况下，“模拟”手柄可用于过度扭转卡住的阀的致动机构。

如所描述，由于电磁阀的磁性耦合件固有的扭矩限制，电磁阀有时可能会卡在关闭位置，这对于许多磁性致动阀来说是一个潜在的问题。因此，在一些情况下，可使用模拟手柄来“破坏”被卡住的阀，以使得可在关闭位置与打开位置之间致动阀(或反之亦然)。本文中描述的各种方法和致动器可提供对先前尝试使用机械模拟手柄克服电磁阀的卡住，以经由致动器或阀杆的暴露部分作用在阀杆上的改进。另外，本文中描述用于阀致动的各种内部机构，例如导螺杆阀杆、行进螺母架构、蜗轮/蜗杆架构等。

本文中所描述的各种技术可通过允许临时接取通常由可移除式插塞和/或罩盖完全封闭在阀帽内的机械轴来克服此问题。机械轴可用密封件单独密封，所述密封件在正常阀操作期间不暴露于外部环境。相对于磁性致动阀的磁性耦合件能够提供的转矩，机械轴可将增大的转矩传递到内部阀机构。在各种实例中，接取端口可由带螺纹插塞、脱模端口、压缩接头和/或对应于阀上的凸缘的罩盖组成。在各种实例中，可取决于阀的设计、其它端口的附接方法、材料兼容性、易用性考虑因素、阀设计和/或阀的总体压力处置能力，将机械轴和/或接取端口焊接、钎焊和/或铜焊在原位。所述接取端口可包括用于阀的磁性致动的可移除式阀帽。所述可移除式阀帽可移除以接取原始阀杆。在各种实例中，所述接取端口可针对旧式阀进行改装，且在某些应用中可较佳地针对其它端口配置进行改装。

例如Davis在美国专利10,151,403中描述的非对称扭矩电磁阀致动器可帮助防止电磁阀卡住，且可用于将阀上的关闭扭矩限制为推荐的阀座扭矩(以便提供最佳的阀座寿命)，但对于严重卡住的阀(尤其是那些在相当长的时间周期(例如，几周、几个月、几年等)内未致动的阀)可能还不够。

被卡住的阀需要维护-常常在***关闭时进行维护，这可能会降低***的可靠性和可用性。在各种实例中，如本文中所描述，在电磁阀致动器上使用的模拟手柄端口可用于产生高可靠性的电磁阀，且可显著减少或消除阀卡在打开和/或关闭位置的问题。在各种实例中，内部密封件可为旧式设计的阀填充物。阀填充物可用于机械致动阀上，以在阀杆与阀帽之间进行密封，且因此防止阀杆周围到外部环境的泄漏。在各种实施例中，阀填充物可用于围绕轴和/或阀杆的通向模拟手柄接取端口的区域进行密封，以形成封闭的密封。由此，使用例如本文中描述的磁性致动阀可通过防止泄漏且限制正常操作条件下的致动扭矩来提高性能，但可移除插塞或辅助阀帽，且可重新安装机械手柄以便在必要时使阀恢复为传统的机械驱动阀。

在内部备用密封件是原始压盖填充物的实例实施例中，磁性致动机构可用作改装套件，其可用于已经安装在***中的阀，甚至是当前正在操作和/或已经泄漏的阀。此外，通过利用压力计和/或监测装置(例如，利用泄放管或机构，例如用于阻断和泄放型阀的泄放管或机构)来监测和控制封闭在辅助阀帽与旧式阀帽之间的容积中的间隙压力，可大大提高操控模拟手柄的安全性，且可显著减少意外泄漏对环境的潜在影响。

根据以下详细描述，本公开的其它实施例对于所属领域的技术人员而言将变得显而易见，所述详细描述描述说明本发明的各种实例的实施例。将认识到，本发明能够在全部不脱离本发明的精神和范围的情况下具有其它及不同实施例,且其若干细节能够在各种方面加以修改。因此，图式和具体实施方式应被视为在本质上是说明性而非限制性的。

附图说明

图1描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器在原位，所述闸阀包含用于模拟手柄的密封接取端口。

图2描绘根据本公开的各个方面的处于打开位置的图1的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器在原位，所述闸阀包含用于模拟手柄的密封接取端口。

图3描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的图1到2的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器被移除，所述闸阀包含用于模拟手柄的密封接取端口。

图4描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的图1到3的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器和模拟端口插塞被移除，所述图展示用于模拟手柄的开放接取端口。

图5描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的图1到4的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，所述闸阀包含在接取端口中的模拟手柄，其中外部磁性致动器和模拟端口插塞被移除。

图6描绘根据本公开的各种方面的处于部分打开位置的铁磁性磁体致动蝶阀的已组装剖视图，其中外部磁性致动器在原位，所述蝶阀包含用于模拟手柄的密封接取端口。

图7描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图6的铁磁性磁体致动蝶阀的已组装剖视图，其中外部磁性致动器被移除，所述蝶阀包含用于模拟手柄的密封接取端口。

图8描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图6到7的铁磁性磁体致动蝶阀的已组装剖视图，其中外部磁性致动器和模拟端口插塞被移除，所述图展示用于模拟手柄的开放接取端口。

图9描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图6到8的铁磁性磁体致动蝶阀的已组装剖视图，所述蝶阀包含在接取端口中的模拟手柄，其中外部磁性致动器和模拟端口插塞被移除。

图10描绘根据本公开的各种方面的处于部分打开位置的铁磁性磁体致动蜗轮驱动球阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器在原位，所述蜗轮驱动球阀包含用于模拟手柄的密封接取端口。

图11描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图10的铁磁性磁体致动蜗轮驱动球阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器被移除，所述蜗轮驱动球阀包含用于模拟手柄的密封接取端口。

图12描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图10到11的铁磁性磁体致动蜗轮驱动球阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器和模拟端口插塞被移除，所述图展示用于模拟手柄的开放接取端口。

图13描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图10到12的铁磁性磁体致动蜗轮驱动球阀的已组装侧剖视图，所述蜗轮驱动球阀包含在接取端口中的模拟手柄，其中外部磁性致动器和模拟端口插塞被移除。

图14描绘根据本公开的各个方面的从铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，其中外部磁性致动器在原位，所述球阀包含内部蜗轮机构和用于模拟手柄的密封接取端口。

图15描绘根据本公开的各个方面的从图14的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，其中外部磁性致动器被移除，所述球阀包含内部蜗轮机构和用于模拟手柄的密封接取端口。

图16描绘根据本公开的各个方面的从图14到15的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，所述球阀包含内部蜗轮机构，其中外部磁性致动器和模拟端口插塞被移除，所述图展示用于模拟手柄的开放接取端口。

图17描绘根据本公开的各个方面的从图14到16的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，所述球阀包含内部蜗轮机构，其中外部磁性致动器和模拟端口插塞被移除，所述球阀包含在接取端口中的模拟手柄。

图18描绘根据本公开的各个方面的从铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，其中外部磁性致动器在原位，所述球阀包含内部行进螺母机构和用于模拟手柄的密封接取端口。在各种实例中，止动销140a、141a、140b、141b可用于防止行进螺母机构过紧且卡在打开或关闭位置。

图19描绘根据本公开的各个方面的从图18的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，其中外部磁性致动器被移除，所述球阀包含内部行进螺母机构和用于模拟手柄的密封接取端口。

图20描绘根据本公开的各个方面的从图18到19的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，所述球阀包含内部行进螺母机构，其中外部磁性致动器和模拟端口插塞被移除，所述图展示用于模拟手柄的开放接取端口。

图21描绘根据本公开的各个方面的从图18到20的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，所述球阀包含内部行进螺母机构，其中模拟手柄在接取端口中，外部磁性致动器和模拟端口插塞被移除。

图22描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的传统机械致动闸阀在修改磁性致动或使用细长模拟手柄之前的已组装侧剖视图。

图23描绘根据本公开的各个方面的在图22中描绘的阀的已组装侧剖视图，其中机械手柄被移除，其准备经由转换套件转换为磁性致动。

图24描绘根据本公开的各个方面的有效地添加磁性致动以密封阀的转换套件的拆解剖视图。

图25描绘根据本公开的各个方面的有效地添加磁性致动以密封阀的转换套件的已组装剖视图。

图26描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中机械手柄被移除，且安装了图24和25的磁性致动转换套件。

图27描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中机械手柄被移除，且安装了图24和25的磁性致动转换套件，所述闸阀包含泄放管线和压力计。

图28描绘根据本公开的各个方面的图22、23、26和27中描绘的阀的已组装侧剖视图，其中磁性致动套件被移除且阀通过原始轴封被密封而***漏，机械模拟手柄在原位。

图29描绘根据本公开的各个方面的图22、23、26和27中描绘的阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器和磁性致动耦合件的阀帽两者皆被移除，但内部致动机构仍留在原位。

图30描绘根据本公开的各个方面的图22、23、26、27和29中描绘的阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器和磁性致动耦合件的阀帽被移除，机械模拟手柄在原位。

图31描绘根据本公开的各个方面的在图22、23、26、27和29中描绘的阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器和磁性致动耦合件的阀帽被移除，原始机械阀手柄在原位。

图32描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的铁磁性磁体致动球阀的已组装侧剖视图，其中机械手柄被移除，且安装了磁性致动转换套件。

图33描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图32的球阀的已组装侧剖视图，其中磁性致动转换套件被移除且安装了模拟手柄。

图34描绘根据本公开的各个方面的闸阀的已组装侧剖视图，其中磁性致动转换套件在旧式压盖密封螺帽上或其周围或附近密封。

具体实施方式

在以下描述中，参考说明本公开的若干实施例的附图。根据以下详细描述，本公开的其它实施例对于所属领域的技术人员而言将变得显而易见，所述详细描述描述说明本发明的各种实例的实施例。如将认识到，本发明能够在全部不脱离本公开的情况下具有其它及不同实施例且其若干细节能够在各种方面加以修改。因此，图式和具体实施方式应被视为在本质上是说明性而非限制性的。应理解，图式未必按比例绘制。

本公开的各种实施例提供用于使用如本文所描述的一或多个扭矩或致动力增强机构来致动电磁阀的改进的***和方法。这些实施例可提供改进的性能，且克服使用常规电磁阀时出现的各种技术挑战。

图1描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器在原位，所述闸阀包含用于模拟手柄的密封接取端口。

图1的阀组合件包含主体102。主体102可为阀组合件的外部壳体，且可取决于特定阀组合件的所需应用而包括任何所需材料。在各种实例中，主体102可包括各种金属材料，例如黄铜、铜、钢、青铜、炮铜、合金钢、非400系列不锈钢、铁等。在一些实例中，主体102或主体102的一部分可包括具有低磁导率的金属。在一些实例中，主体102的邻近于内部致动部件110的部分可包括具有低磁导率的金属。举例来说，所述金属可包括铝、铜、钛及其合金，且可展现小于10的相对磁导率(例如，材料的磁导率与自由空间的磁导率之比)。在一些实施例中，所述金属可展现约1的相对磁导率。在其它实例中，主体102可包括一或多种塑料和/或复合材料。可取决于阀组合件的所需应用而为主体102选择不同的材料。举例来说，可为阀组合件的主体102选择耐腐蚀、耐热、防潮、防锈和/或防细菌生长的材料。在各种实例中，内部致动部件110可包含内部致动器组件110a、110b。在各种实例中，内部致动器组件110a、110b中的至少一者可以操作方式耦合到阀杆104，使得内部致动器组件110a、110b的旋转引起阀杆104的旋转(且因此在打开与关闭位置之间致动阀(或反之亦然))。

在各种实例中，阀体102可经设定大小和形状以便界定第一外壳203。在各种实例中，内部机构(例如，阀杆104)可安置在第一外壳203内。另外，可移动阀部件可定位在第一外壳203中。可移动阀部件(例如阀部件120)可打开和/或关闭(例如，经由阀的致动)以控制从端口122到端口124的流体流动，或反之亦然。在至少一些实例中，内部致动部件110可安置在由阀体102界定的第一外壳203中。然而，在一些其它实例(例如图26)中，内部致动部件110可安置在与包含阀部件120的第一外壳分开的第二外壳205中。在一些实例中，内部致动部件110可包括一或多个内部致动器组件(例如，内部致动器组件110a、110b等)。

在一些另外的实例中，阀体102可经设定大小和形状以便界定具有端口153(在本文中有时称为“接取端口153”)的第二外壳205。密封件可形成在第一外壳203与第二外壳205之间。举例来说，密封件154(有时称为“内部密封件154”)可为形成在包含阀部件120和/或内部致动部件110的第一外壳203与包含端口153和/或由其界定的第二外壳205之间的内部密封件。密封件可防止流体在第一外壳203与第二外壳205之间通过(例如，可防止在端口122、124之间流动的流体进入第二外壳和端口153)。

在各种实例中，内部机构(例如，阀杆104)可包括安置在第一外壳中的第一末端(例如，阀杆104的与阀部件120介接的部分)和安置在第二外壳中的第二末端(例如，安置在端口153内的轴150)。在各种实例中，第二末端可横穿内部密封件154(或例如在图26中描绘的密封件160)，使得内部机构的第二末端(例如，阀杆104的轴150)的一部分安置于端口153内。在各种实例中，内部密封件154可包括O形环密封件或其它垫圈。举例来说，内部密封件154可为定位在端口153内或周围的垫圈。在各种实例中，内部密封件154可为定位在端口153内的聚四氟乙烯带(或类似物)。可移除式插塞152可为可操作的以密封端口153隔离阀组合件的外部环境。因此，如图1中所描绘，当插塞152安放于端口153内时，包含轴150的第二外壳被密封而与图1中所描绘的阀组合件的外部环境隔离。

阀组合件的主体102可以界定接取端口153的方式形成，所述接取端口可经设定大小和形状以便***塞152填充。在图1中，插塞152被描绘为带螺纹插塞，且因此端口153也可为带螺纹的。在插塞152是带螺纹插塞的实例中，插塞152可经设定大小和形状以便与端口153的带螺纹内表面配合。或者，插塞152可被焊接、铜焊、钎焊和/或压配在端口153中，和/或可抵靠在端口153中的垫圈或O形环型密封件上和/或由其密封。在一些另外的实例中，插塞152可使用粘合剂或聚合物密封在端口153中。在各种实例中，插塞152可防止在内部与外部环境之间(例如，在主体102的内部与主体102的外部之间)泄漏。在各种实例中，至少在插塞152安放于端口153内时，主体102的内部可指主体102的不暴露于阀组合件的外部的内部部分。在各种实例中，插塞152可防止密封件154由于来自外部环境的元素(例如砂石、尘土、盐、湿气和/或其它污染物)而损坏。

取决于特定实施例，插塞152和/或端口153可带螺纹或可不带螺纹。密封件154可完全封闭在阀体102内(如图1中所描绘)，或可因其它原因至少在插塞152安放于端口153内时安置在阀组合件的内部。实际上，如果密封件154在插塞152如图1所示安放在端口153中时泄漏，则仍然可防止阀经由密封件154泄漏到外部环境，因为插塞152可防止通过密封件154泄漏的任何流体或气体逸出。

阀组合件可包含内部机构，例如阀杆104。阀杆104可将运动从手柄、致动器和/或其它控制装置传递到可移动阀部件120。举例来说，在球阀(例如，如图10到13中所描绘，其中阀部件120为球的阀)中，阀杆104可以操作方式耦合到球，使得使用阀的手柄或其它致动器旋转阀杆104又可使球在打开位置与关闭位置之间旋转，以控制流体通过阀的流动。根据本公开的实施例，可使用各种类型的阀及其对应的致动机构和阀部件(有时称为“盘片”)。在几个实例中，取决于所需的阀类型，根据本公开的实施例，可使用闸阀、球阀、截止阀、蝶阀、插塞阀、提升阀、针阀和/或滑阀。

外部磁体106a、106b可安置在外部致动器130的基底部分的第一部分上。外部磁体106a的第一磁极区段可邻近于外部致动器130的基底部分的第一位置而安置。类似地，外部磁体106b的第二磁极区段(外部磁体106b的北极)可邻近于外部致动器130的环形基底部分的第二位置而安置。

内部致动部件110可机械地耦合到阀杆104。因此，内部致动部件110的旋转可使阀杆104旋转，这又可致动阀部件120在阀座118的打开位置与关闭位置之间移动。如图1中所描绘，内部致动部件110可封闭在阀体102内，使得内部致动部件110不暴露于阀组合件的主体102的外部。阀体102可界定外壳。在各种实例中，内部致动部件110、阀杆104、密封件154和/或阀部件120可安置在外壳内。在各种实例中，插塞152可界定外壳的一部分。举例来说，在图1中，当插塞152安放于端口153中(如图所示)时，插塞152和主体102的若干部分可防止通过阀组合件的内部与外部之间的密封件154泄漏(例如，在密封件154发生泄漏的情况下)。

内部致动部件110可包括具有高磁导率的材料，使得磁通量从外部磁体(例如，外部磁体106a、106b)流过内部致动部件110且返回到相同的外部磁体或不同的外部磁体。在一些实例中，内部致动部件110可包括一或多种铁磁性材料，例如铁、镍、钴和/或其合金。在另一实例中，内部致动部件110可包括400系列不锈钢。尽管内部致动部件110可包括具有高磁导率的一或多种材料，但在各种实例中，铁磁性致动部件可不为永磁体，且可不必包含永磁体。当内部致动部件110暴露于外部磁体106a、106b的磁极区段的磁场时，内部致动部件110和/或内部致动部件110的材料可被暂时磁化。

在一些实例中，内部致动部件110可为非径向对称的。举例来说，内部致动部件110可包括细长部件，在优选定向上，所述细长部件的第一末端与外部磁体106a的第一磁极区段对准，且第二末端与外部磁体106b的第二磁极区段对准。另外，在一些实例中，内部致动部件110可包括嵌入在例如陶瓷等低导磁率材料内的例如铁或400系列不锈钢的高导磁率材料。在一些实例中，嵌入材料可在陶瓷材料内形成路径，使得当磁场与内部致动部件110相互作用时，磁通量沿着所述路径流动。

在一些实例中，外部致动器130可包括手柄、水平仪或其它致动机构，其有效地使外部磁体106a、106b围绕主体102旋转。在各种实例中，马达可用于转动手柄和/或控制外部致动器130的致动。通常，当手柄并未转动或以其它方式被致动时，内部致动部件110维持其当前位置，且因此阀部件120保持在其当前状态。尽管在图1中将外部致动器130描绘为在阀体102上方，但在一些实例中，外部致动器130可与外部磁体106a、106b在平面内或在外部磁体106a、106b的下方。在一些实例中，外部致动器130可包括铁磁性材料以形成使磁通量从外部磁体106a经由内部致动部件110流动到外部磁体106b，且经由铁磁性外部致动器130返回到外部磁体106a的回流路径。应理解，在各种其它实例中，磁通量可从外部磁体106b经由内部致动部件110流动到外部磁体106a，且经由铁磁性外部致动器130返回到外部磁体106b。

来自外部磁体106a、106b的磁通量可有效地使内部致动部件110相对于外部磁体106a、106b的磁极区段以优选定向来定向。

在下文进一步详细描述的其它实例中，外部磁体106a可包含北极区段和南极区段。在此类实例中，磁通量可从外部磁体106a的北极区段流过内部致动部件110中的磁通路径，且从内部致动部件110返回到外部磁体106a的南极区段。类似地，在另一实例中，外部磁体106b可包含北极区段和南极区段。在此类实例中，磁通量可从外部磁体106b的北极区段流过内部致动部件110中的磁通路径，且从内部致动部件110返回到外部磁体106b的南极区段。

外部磁体106a和106b可包括例如永磁体，例如钕铁硼磁体、钐钴磁体、铝镍钴磁体、陶瓷和/或铁氧体磁体。不同钕磁体的实例可包含N42、N52和N42SH级钕磁体。不同的磁体可展现不同的磁场强度(就高斯和/或特斯拉而言)和不同的拉力。由此，当磁体围绕阀组合件的主体102旋转时，不同的磁体可在内部致动部件110中产生不同量的扭矩。在一些实例中，外部磁体106a和/或106b可包括不同永磁体的组合。另外，在一些实例中，外部磁体106a和/或106b可包括电磁体。在一实例中，典型的钕N42磁体的尺寸可为1"×2"×1/2"。

取决于所使用的磁体的特定类型，外部磁体106a和/或106b可展现不同的居里温度。居里温度是处于或高于磁体被去磁时温度的温度。在磁体的温度下降到居里温度以下之后，磁体可能不再表现出在达到居里温度或高于居里温度的温度之前的行为。在本公开中所描述的实例中，磁体包含在各种阀的外部部分中，但可能不包含在主体102内。如果在安装和/或修复期间将阀焊接、钎焊和/或铜焊，则此类配置可能是有利的。如果阀要经受高于特定外部磁体的居里温度的温度，则可在加热阀之前移除外部磁体，以避免使外部磁体去磁。此后，在阀返回到与阀一起使用的特定外部磁体的额定操作温度范围之后，可重新附接外部磁体。此后，可使用本公开中描述的各种技术来致动阀。在一些实例中，可使用绝缘材料对阀组合件的主体102和/或外部磁体106a、106b进行热屏蔽，以防止穿过阀的热材料(例如蒸汽或其它热液体)使外部磁体106a、106b去磁。在一些其它实例中，根据本公开的阀可包含一或多个散热器(例如辐射器和/或散热片)以耗散由穿过阀的热材料引起的热，以便防止外部磁体106a、106b去磁。

因为内部致动部件110不是永磁体，因此内部致动部件110可被加热而不丧失其铁磁性特性。另外，通过将阀杆104密封在阀组合件的主体102内，避免了阀杆密封件。阀杆密封件是一个界面，阀杆通过所述界面在阀的内部与阀的外部之间通过。尘土和/或其它污染物可能会在阀杆密封件处引入，且可能导致阀杆密封件中的泄漏。由此，对于许多应用而言，将阀杆密封在阀组合件的主体内可能是有利的，如本文所描述。

阀组合件可包含端口122和124。尽管在图1中所描绘的实例中展示两个端口，但可取决于特定阀而使用更多端口。端口122和124可为入口和/或出口端口。另外，在一些实例中，取决于阀组合件在***中的安装方式，端口122与124可互换地作为入口端口与出口端口。

图2描绘根据本公开的各个方面的处于打开位置的图1的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器在原位，所述闸阀包含用于模拟手柄(在图2中未展示)的密封接取端口153。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1描述的图2中的那些组件。

图3描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的图1到2的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中外部致动器130被移除，所述闸阀包含用于模拟手柄(图3中未展示)的密封接取端口153。可移除外部致动器130(图2)以便暴露插塞152的一部分，使得可从端口153移除插塞152。或者，在本发明的一些其它实施例中，在接取端口153时，可使外部致动器130留在原位。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1和2描述的图3中的那些组件。

图4描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的图1到3的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中外部致动器130和插塞152被移除，所述图展示用于模拟手柄的开放接取端口。在图4中，已从端口153移除插塞152以暴露轴150。在各种实例中，可将模拟手柄耦合到轴150，以便使用模拟手柄来机械地致动阀，如下文进一步详细描述。在移除插塞152的情况下，密封件154防止流体或气体从阀围绕轴150且通过开放端口153逸出。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到3描述的图4中的那些组件。

图5描绘根据本公开的各个方面的处于关闭位置的图1到4的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，所述闸阀包含在接取端口中的模拟手柄151，其中外部致动器130(在图5中未展示)和插塞152(在图5中未展示)被移除。在图5中，模拟手柄151耦合到(例如，配合到)轴150。在各种实例中，模拟手柄151可包括机械杠杆。模拟手柄151可进一步包括介接部分，其经设定大小和形状以便与轴150的一部分介接。

密封件154防止流体或气体从阀在轴150周围逸出端口153。轴150可机械地耦合到阀杆104。因此，轴150的旋转(例如，经由模拟手柄151)可使阀杆104旋转，且可在打开位置与关闭位置之间致动阀。相对于经由外部致动器130的磁性致动，模拟手柄151的杠杆部分可允许较大扭转施加到轴150，且由此施加到阀杆104。因此，如果阀已经被卡在特定位置(例如，打开、关闭或中间位置)，则模拟手柄151可用于“过度扭转”阀，以便“松开”阀。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到4描述的图5中的那些组件。

图6描绘根据本公开的各种方面的处于部分打开位置的铁磁性磁体致动蝶阀的已组装剖视图，其中外部磁性致动器在原位，所述蝶阀包含用于模拟手柄的密封接取端口。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到5描述的图6中的那些组件。在图6所描绘的磁体致动蝶阀中，阀部件120可为板1020，其经配置以随着阀杆104的旋转而在打开与关闭配置之间旋转。阀杆104又可耦合到内部致动部件110且随其一起旋转。如先前论述，内部致动部件110可由于外部磁体106a、106b的旋转引起的扭矩而旋转。在图6中，插塞152安放于端口153中，由此阻止对轴150的接取，且即使在密封件154失效的情况下，也可防止从阀的内部泄漏到阀的外部。

图7描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图6的铁磁性磁体致动蝶阀的已组装剖视图，其中外部致动器130(图6)被移除，所述蝶阀包含用于模拟手柄的密封接取端口153。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到6描述的图7中的那些组件。可移除外部致动器130，以准备从端口153移除插塞152以便暴露轴150。或者，在一些其它实施例中，在接取端口153时，可使外部致动器130留在原位。

图8描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图6到7的铁磁性磁体致动蝶阀的已组装剖视图，其中外部致动器130(图8中未展示)和插塞152(图8中未展示)被移除，所述图展示用于模拟手柄(图8中未展示)的开放接取端口153。在图8中，已从端口153移除插塞152以暴露轴150。在各种实例中，可将模拟手柄耦合至轴150，以便使用模拟手柄机械地致动阀。在移除插塞152的情况下，密封件154防止流体或气体从阀围绕轴150且通过开放端口153逸出。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到7描述的图8中的那些组件。

图9描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图6到8的铁磁性磁体致动蝶阀的已组装剖视图，所述蝶阀包含在接取端口153中的模拟手柄151，其中外部致动器130(图9中未展示)和插塞152(图9中未展示)被移除。在图9中，模拟手柄151耦合到(例如，配合到)轴150。密封件154防止流体或气体从阀在轴150周围逸出端口153。轴150可机械地耦合到阀杆104。因此，轴150的旋转(例如，经由模拟手柄151)可使阀杆104旋转，且可在打开位置与关闭位置之间致动阀。相对于经由外部致动器130的磁性致动，模拟手柄151的杠杆部分可允许较大扭转施加到轴150，且由此施加到阀杆104。因此，如果阀已经被卡在特定位置(例如，打开、关闭或中间位置)，则模拟手柄151可用于“过度扭转”阀，以便“松开”阀。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到8描述的图9中的那些组件。

图10描绘根据本公开的各种方面的处于部分打开位置的铁磁性磁体致动蜗轮驱动球阀的已组装侧剖视图，其中外部磁性致动器在原位，所述蜗轮驱动球阀包含用于模拟手柄的密封接取端口。

为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到9描述的图10中的那些组件。在图10所描绘的磁体致动球阀中，阀部件120可为球920，其经配置以随着阀杆104的旋转而在打开与关闭配置之间旋转。如先前论述，内部阀部件可由于外部致动器130和其中包含的磁体的旋转引起的扭矩而旋转。图10的阀包括内部机构，所述内部机构由蜗轮和对应的蜗杆减速，以允许在磁性致动器(例如，外部致动器130与内部致动部件110之间的磁性耦合件)处的较高转速和较低扭矩，同时使用蜗轮机构增大扭矩以产生增大的扭转来旋转球阀部件。

各种阀类型，例如球阀和/或蝶阀，相对于其它类型的阀，例如闸阀，可能需要更高的扭矩来致动。在一些实例中，蜗轮机构可用于向致动赋予较高扭矩。如图10中所描绘，阀的致动机构可包含蜗轮1150。在图10中描绘的球阀中，蜗轮是球阀的主体102内的内部齿轮机构的一部分。使蜗轮1150转动可在打开位置与关闭位置之间致动球920。

图11描绘根据本公开的各种方面的处于部分打开位置的图10的铁磁性磁体致动蜗轮驱动球阀的已组装侧剖视图，其中外部致动器130被移除，所述蜗轮驱动球阀包含用于模拟手柄(图11中未展示)的密封接取端口153。可移除外部致动器130以便暴露插塞152的一部分，使得可从端口153移除插塞152。或者，在本发明的一些其它实施例中，在接取端口153时，可使外部致动器130留在原位。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到10描述的图11中的那些组件。

图12描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图10到11的铁磁性磁体致动蜗轮驱动球阀的已组装侧剖视图，其中外部致动器130和插塞152被移除，所述图展示用于模拟手柄的开放接取端口。在图12中，已从端口153移除插塞152以暴露轴150。在各种实例中，可将模拟手柄耦合至轴150，以便使用模拟手柄机械地致动阀。在移除插塞152的情况下，密封件154防止流体或气体从阀围绕轴150且通过开放端口153逸出。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到11描述的图12中的那些组件。

图13描绘根据本公开的各个方面的处于部分打开位置的图10到12的铁磁性磁体致动蜗轮驱动球阀的已组装侧剖视图，所述蜗轮驱动球阀包含在接取端口153中的模拟手柄151，其中外部致动器130(图13中未展示)和插塞152(图13中未展示)被移除。在图13中，模拟手柄151耦合到(例如，配合到)轴150(图13中不可见)。密封件154防止流体或气体从阀在轴150周围逸出端口153。轴150可机械地耦合到阀杆104。因此，轴150的旋转(例如，经由模拟手柄151)可使阀杆104旋转，且可在打开位置与关闭位置之间致动阀。相对于经由外部致动器130的磁性致动，模拟手柄151的杠杆部分可允许较大扭转施加到轴150，且由此施加到阀杆104。因此，如果阀已经被卡在特定位置(例如，打开、关闭或中间位置)，则模拟手柄151可用于“过度扭转”阀，以便“松开”阀。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到12描述的图13中的那些组件。

图14描绘根据本公开的各个方面的从铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，其中外部致动器130在原位，所述球阀包含内部蜗轮机构和用于模拟手柄的密封接取端口153。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到13描述的图14中的那些组件。

各种阀类型，例如球阀和/或蝶阀，相对于其它类型的阀，例如闸阀，可能需要更高的扭矩来致动。在一些实例中，蜗轮机构可用于向致动赋予较高扭矩。如图14中所描绘，阀的致动机构可包含具有螺旋隆脊(有时称为“蜗杆”)的阀杆1104，所述阀杆有效地转动蜗轮1150。当相对于阀杆1104单独旋转时，蜗轮1150可产生增大的扭矩。在图14中描绘的球阀中，蜗轮是球阀的主体102内的内部齿轮机构的一部分。使蜗轮1150转动可在打开位置与关闭位置之间致动阀部件。

图15描绘根据本公开的各个方面的从图14的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，其中外部致动器130被移除，所述球阀包含内部蜗轮机构和用于模拟手柄的密封接取端口153。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到14描述的图15中的那些组件。可移除外部致动器130(图14)以便暴露插塞152的一部分，使得可从端口153移除插塞152。或者，在本发明的一些其它实施例中，在接取端口153时,外部致动器130可留在原位。

图16描绘根据本公开的各个方面的从图14到15的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，所述球阀包含内部蜗轮机构，其中外部致动器130和插塞152被移除，所述图展示用于模拟手柄的开放接取端口153。在图16中，已从端口153移除插塞152以暴露轴150。在各种实例中，可将模拟手柄耦合到轴150，以便使用模拟手柄来机械地致动阀，如下文进一步详细描述。在移除插塞152的情况下，密封件154防止流体或气体从阀围绕轴150且通过开放端口153逸出。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到15描述的图16中的那些组件。

图17描绘根据本公开的各个方面的从图14到16的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，所述球阀包含内部蜗轮机构，其中外部致动器130和插塞152被移除，所述球阀包含在接取端口中的模拟手柄151。在图17中，模拟手柄151耦合到(例如，配合到)轴150。密封件154防止流体或气体从阀在轴150周围逸出端口153。轴150可机械地耦合到阀杆104。因此，轴150的旋转(例如，经由模拟手柄151)可使阀杆104旋转，且可在打开位置与关闭位置之间致动阀。相对于经由外部致动器130的磁性致动，模拟手柄151的杠杆部分可允许较大扭转施加到轴150，且由此施加到阀杆104。因此，如果阀已经被卡在特定位置(例如，打开、关闭或中间位置)，则模拟手柄151可用于“过度扭转”阀，以便“松开”阀。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到16描述的图17中的那些组件。

图18描绘根据本公开的各个方面的从铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，其中外部致动器130在原位，所述球阀包含内部行进螺母机构和用于模拟手柄的密封接取端口153。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到17描述的图18中的那些组件。

在需要较大扭矩来操作的各种阀类型中，行进螺母架构内部机构可用于增大由本文中描述的磁性致动机构(例如，外部磁体106a、106b与内部致动部件110之间的磁性耦合件)提供的扭矩。阀的致动机构可包含具有与行进螺母1250配合的螺旋隆脊的阀杆1204。随着内部致动部件110旋转，行进螺母1250可向上(或向下，取决于旋转方向)移动阀杆1204。行进螺母1250的向上和向下移动又可使杠杆1252旋转。当相对于阀杆1204单独旋转时，杠杆1252可产生增大的扭矩。使杠杆1252转动可在打开位置与关闭位置之间致动阀部件。

图19描绘根据本公开的各个方面的从图18的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，其中外部致动器130(图19中未展示)被移除，所述球阀包含内部行进螺母机构和用于模拟手柄的密封接取端口153。在各种实例中，较高的转速和较低的扭矩可用于致动图19中描绘的阀架构的磁性致动器，而内部行进螺母机构可增大扭转以使球阀部件旋转。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到18描述的图19中的那些组件。可移除外部致动器130(图18)以便暴露插塞152的一部分，使得可从端口153移除插塞152。或者，在本发明的一些其它实施例中，在接取端口153时,外部致动器130可留在原位。

图20描绘根据本公开的各个方面的从图18到19的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，所述球阀包含内部行进螺母机构，其中外部致动器130和插塞152被移除，所述图展示用于模拟手柄的开放接取端口153。在图20中，已从端口153移除插塞152以暴露轴150。在各种实例中，可将模拟手柄耦合到轴150，以便使用模拟手柄来机械地致动阀，如下文进一步详细描述。在移除插塞152的情况下，密封件154防止流体或气体从阀围绕轴150且通过开放端口153逸出。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到19描述的图20中的那些组件。

图21描绘根据本公开的各个方面的从图18到20的铁磁性磁体致动球阀的阀顶部(沿着阀元件的旋转轴线)所见的已组装剖视图，所述球阀包含内部行进螺母机构，其中模拟手柄151在接取端口153中，外部致动器130和插塞152被移除。在图21中，模拟手柄151耦合到(例如，配合到)轴150。密封件154防止流体或气体从阀在轴150周围逸出端口153。轴150可机械地耦合到阀杆104。因此，轴150的旋转(例如，经由模拟手柄151)可使阀杆104旋转，且可在打开位置与关闭位置之间致动阀。相对于经由外部致动器130的磁性致动，模拟手柄151的杠杆部分可允许较大扭转施加到轴150，且由此施加到阀杆104。因此，如果阀已经被卡在特定位置(例如，打开、关闭或中间位置)，则模拟手柄151可用于“过度扭转”阀，以便“松开”阀。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到20描述的图21中的那些组件。

在本发明的一些实施例中，封闭的备用密封件(例如，图1的密封件154)可包括传统的压盖填充物和/或例如在传统的机械阀上使用的的传统轴封。此外，磁性致动器机构(例如，外部致动器130的外部磁体106a、106b和内部致动部件110)和密封的阀帽可装配在旧式阀帽和轴封上，且可在阀被卡住的情况下再次移除。在此类实例中，在移除改装的磁性致动器阀帽之后，有效地与传统的机械阀一起使用的模拟手柄可附接到旧式阀设计。图22到31说明此原理。

此外，在使用模拟手柄时(或替代地，将全部或部分磁性致动机构或磁性致动机构的外部方面用作用于模拟手柄的接取端口)将旧式阀帽和压盖密封件用作备用外壳的概念使得改装的套件类型模型能够将磁性致动机构添加到传统的机械致动阀，且其即使在未使用或不允许模拟手柄的情况下也可能是有益且有用的。

图22描绘处于关闭位置的传统的机械致动闸阀的已组装侧剖视图。在图图22中描绘的闸阀中，机械手柄组件129用于致动阀。转动手柄组件129可操作以转动阀杆104以打开和关闭阀。根据本公开的各个方面，图22中描绘的闸阀使用密封件160(例如，压盖填充物)，从而在修改磁性致动或使用细长模拟手柄之前在阀杆104与旧式阀帽103之间提供动态密封。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到21描述的图22中的那些组件。

图23描绘根据本公开的各个方面的在图22中描绘的阀的已组装侧剖视图，其中机械手柄组件129被移除，以准备转换为磁性致动。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到22描述的图23中的那些组件。

图24描绘根据本公开的各个方面的可用以添加磁性致动以密封阀的转换套件的拆解剖视图。包括外部磁体106a和/或106b的外部致动器130包括上文所描述的磁性致动机构的外部部分。阀帽组件105是第二阀帽，其通常将具有低磁化率/磁导率。密封组件170是静态密封件，其通过粘合剂附接到组件105、嵌入凹槽中，和/或简单地放置在阀帽组件105与阀帽103之间，以便将阀帽组件105密封到传统阀的阀帽。在一些实施例中，旧式阀体102或其阀帽可能必须被平滑化、砂磨和/或机械加工以更好地防止此密封件周围的泄漏。在后图(例如图32和34)中展示的一些实施例中，可能最有利的是将密封组件170放置得较接近于阀杆/压盖螺母，使得密封组件170附连到的区域较小，且由于压力作用于的区域较小，来自任何内部压力的物理力会降低。内部致动部件110(包含内部致动器组件110a、110b)通过密封件170密封在阀帽组件105的内部内。内部致动器组件110a和110b，或者在一些实施例中，单个内部致动部件110，是磁性致动器的内部部分，如先前所描述。附接组件180是附接特征，例如U形螺栓，用于将磁性致动套件固持到旧式阀体或阀帽，如下文在图25、26中所描绘。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到23描述的图24中的那些组件。

图25描绘根据本公开的各个方面的用以添加磁性致动以密封阀的转换套件的已组装剖视图。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到24描述的图25中的那些组件。图25描绘上文参考图24所描述的组件的已组装实例。可将图25中的组合件改装到旧式阀(例如，如图26中所描绘)上，以便将磁性致动赋予传统的机械致动阀。

图26描绘根据本公开的各个方面的基于图22中描绘的阀的处于关闭位置的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中机械手柄被移除，且安装了图24和25中所示的的磁性致动转换套件。

附接组件180(例如U型螺栓或其它适当的紧固件)将磁性致动器的阀帽组件105足够牢固地紧固在阀体102或旧式阀帽103上以压缩密封组件170，由此防止到阀外部的任何泄漏，即使在轴封160泄漏或发生故障的情况下也是如此。在各种实例中，阀帽组件105可使用密封组件170密封到阀体102或旧式阀帽103上，直到阀的完整额定压力。通过将阀杆104和轴封160(例如，阀杆密封件、垫圈和/或压盖填充物)完全密封在转换套件的阀帽组件105内，经过轴封160的任何流体或气体泄漏都被阀帽组件105和密封组件170容纳，从而防止那些经过轴封160的泄漏出现在外部环境。然而，在阀被卡住的情况下，可移除全部或部分磁性致动转换套件，以便安装机械模拟手柄(图26中未展示)。在各种实例中，当阀帽组件105密封到旧式阀帽103(或阀体102)上时，阀帽105本身可被认为是到第二外壳205的端口。类似地，阀帽105可被认为是密封第二外壳205的插塞。在图26中描绘的实例中，第二外壳205可由经由密封组件170密封到旧式阀帽103(和/或阀体102)上的阀帽组件105界定。

内部致动部件110(和/或内部致动组件110a、110b)可以任何合适的方式以操作方式耦合到阀杆104。在各种实例中，阀帽组件105可具有低磁化率，从而允许甚至对于原本可能排除使用磁性致动机构的铁、碳钢和/或其它可透磁阀体也可使用此转换套件。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到25描述的图26中的那些组件。

图27描绘基于图22到23和图26中描绘的阀的处于关闭位置的铁磁性磁体致动闸阀的已组装侧剖视图，其中机械手柄组件129被移除，且安装了图24和图25中描画的磁性致动转换套件，且安装了泄放管线组件190和压力计组件191。根据本公开的各个方面，密封组件170可允许接取用阀的原始轴封160密封的原始机械轴的一部分，其现在在模拟手柄在使用中时充当备用密封件。在此实施例中，封闭在阀帽组件105与旧式阀帽103之间且由密封组件170密封的容积中的间隙压力可用压力表组件191监测，且用泄放管线组件190控制，例如在阻断和泄放阀上使用的那些组件。此外，在移除/打开阀帽组件105(例如，以安装模拟手柄、执行维护或出于任何其它原因)之前，可使用此任选泄放管线来减小间隙压力。因此，参考图27描绘和描述的实施例为某些应用提供增大的灵活性和安全特征。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到26描述的图27中的那些组件。

图28描绘图22到23以及图26到27中描绘的阀的已组装侧剖视图，其中整个磁性致动转换套件被移除且阀通过轴封160被密封而***漏。如图28中所描绘，可移除磁性致动转换套件以便使用模拟手柄151(例如，以“松开”被卡住的阀)。或者，在本发明的一些其它实施例中，当如图29和图30所描绘使用模拟手柄时，可使包括内部致动器组件110a、110b的内部磁性致动器留在原位。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到27描述的图28中的那些组件。

图29描绘图22到23以及图26到27中描绘的阀的已组装侧剖视图，其中外部致动器130和磁性致动转换套件的阀帽组件105两者皆被移除，但内部致动组件110a和110b留在原位。在使用单个内部致动部件110的实施例中，单个内部致动部件110可留在原位。如图所示，阀通过轴封160保持密封以防止泄漏。在各种实例中，可使用机械模拟手柄，如图30中所描绘。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到28描述的图29中的那些组件。

图30描绘图22到23、图26到27和图29中描绘的阀的已组装侧剖视图，其中外部致动器130和磁性致动转换套件的阀帽组件105两者皆被移除，但内部致动组件110a和110b留在原位。如图所示，阀通过轴封160保持密封以防止泄漏。在图30中，模拟手柄151耦合到轴的暴露部分(例如，阀杆104的暴露部分)。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到29描述的图30中的那些组件。

图31描绘图22到23、图26和图28中描绘的阀的已组装侧剖视图，其中外部致动器130和磁性致动转换套件的阀帽组件105两者皆被移除，但内部致动组件110a和110b留在原位。如图所示，阀通过轴封160保持密封以防止泄漏。在图31中，根据本公开的各个方面，原始手柄组件129已重新安装，且可用作机械故障防护手柄或轻型模拟手柄。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到30描述的图31中的那些组件。

图32描绘处于部分打开位置的铁磁性磁体致动球阀的已组装侧剖视图，其中机械手柄被移除，且安装了适合于球阀的磁性致动转换套件。根据本公开的各个方面，密封组件170允许接取用阀的轴封160密封的原始机械阀杆104的一部分，其现在在尚未安装的模拟手柄在使用中时充当备用密封件。

例如螺栓、U形螺栓和/或机器螺杆等附接组件180将磁性致动器的阀帽组件105紧固到阀体102上以足以压缩密封组件170，由此防止经过轴封160的任何泄漏，直到阀的完整额定压力。在一些实施例中，类似于图27所示的实施例，可用例如在阻断和泄放型阀上使用的压力计直接监测或用小的泄放管线远程监测此压力。此外，在打开阀帽组件105(例如，以安装模拟手柄或执行阀维护)之前，可使用此任选泄放管线来控制压力且降低压力。因此，图32中描绘的实施例为某些应用提供增大的灵活性和更好的安全特征。

通过将阀杆104和轴封160(例如，阀杆密封件、垫圈和/或压盖填充物)完全密封在转换套件的阀帽组件105内，经过轴封160的任何流体或气体泄漏都被阀帽组件105和密封组件170容纳，从而防止那些经过轴封160的泄漏出现在外部环境。然而，在阀被卡住的情况下，可移除全部或部分磁性致动转换套件，以便安装机械模拟手柄。

内部致动部件110(和/或内部致动组件110a、110b)可以任何合适的方式以操作方式耦合到阀杆104。在各种实例中，阀帽组件105可具有低磁化率，从而允许甚至对于原本可能排除使用磁性致动机构的铁、碳钢和/或其它可透磁阀体也可使用此转换套件。例如螺栓、U形螺栓和/或机器螺杆等附接组件180将阀帽组件105紧固到阀体102或旧式阀帽103。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到31描述的图32中的那些组件。

图33描绘处于部分打开位置的图32的球阀的已组装侧剖视图，其中磁性致动转换套件被移除且安装了模拟手柄151。根据本公开的各个方面，在模拟手柄在使用中时，阀的轴封160现在可充当备用密封件。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到32描述的图33中的那些组件。

图34描绘闸阀的已组装侧剖视图，其中磁性致动转换套件在旧式压盖密封螺帽上或其周围或附近密封和/或较接近于旧式阀帽103上的轴。此类实施例在各种应用中或者在所述应用是相对较高压力的情况下可为有利的(例如，取决于阀帽的形状和/或阀的安装)，因为较小界面面积对于结构完整性可能更好(因为密封组件170附连到的区域可能较小)，且由于压力作用于的面积较小，因此来自任何内部压力的物理力降低。为清楚和简洁起见，可不再次描述先前已参考图1到33描述的图34中的那些组件。

大体上描述与磁性致动阀相关的各种装置和技术。在一些实例中，磁性致动阀可包含用以在磁性耦合件不能够使卡住的阀松动的情况下提供对机械连杆的接取的机构。

此方法的优点包含：在正常操作期间限制扭矩，以免因过紧而损坏阀；例如，通过无需建构磁性耦合件来传递克服阀严重卡住条件所需的极端扭矩水平而降低成本，且通过能够解决这些严酷条件而无需将阀从服务中移除或破坏压力密封而改进安全性和可靠性。

除其它潜在的益处外，根据本公开的实施例建构的电磁阀可缓解以下问题：对于在实践中仅很少发生的状况，需要昂贵、庞大和/或非常高温的磁体。另外，如本文中所描述，可使用模拟手柄来提供使卡住的阀松动有时需要的增大的扭矩，而不需要功率较强大、体积较大且价格较昂贵的磁体。另外，如本文中所描述，可在不中断阀操作性的情况下且在维持阀体的内部与外部之间的密封的同时使用模拟手柄。

虽然已经依据特定变型和说明性图式而描述本发明，但本领域的普通技术人员将认识到本发明不限于所描述的变型或图式。

本文中所示的细节是作为实例并且仅出于说明性论述本发明的优选实施例的目的，且是为了提供被认为本发明的多个实施例的原理和概念方面的最有用且容易理解的描述而呈现。在这一方面，没有尝试比基础理解本发明所必需的程度更详细地展示本发明的细节，本说明书加上图示和/或实例使得所属领域的技术人员很清楚如何在实际中实施本发明的若干形式。

如本文所用且除非另有指示，否则术语“一”意指“一个”、“至少一个”或“一或多个”。除非上下文另有要求，否则单数术语应包含复数，并且复数术语应包含单数。

除非上下文另有明确要求，否则贯穿整个描述和权利要求书，“包括(comprise,comprising)”等词应以包含性的意义来进行解释，而不是独一或全面的意义；即作为“包括，但不限于”。使用单数或复数的词语也分别包含复数和单数。此外，当在本申请中使用时，“此处”、“以上”、“以下”这些词和类似意义的词，应指代本申请整体，而不是指代本申请的任何特定部分。

本公开的实施例的描述不旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式。尽管本文出于说明性目的描述了本公开的特定实施例和实施例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本公开的范围有可能进行各种等效修改。此类修改可包含但不限于所公开的实施例中所示的尺寸和/或材料的改变。

任何实施例的特定要素都可以进行组合或替代其它实施例中的要素。此外，尽管已经在这些实施方案的上下文中描述了与本公开的某些实施方案相关联的优点，但是其它实施方案也可以表现出这样的优点，并且并非所有实施方案都需要为了落入本公开的范围内而表现出这样的优点。

因此，应理解，本发明可以用在所附权利要求书的精神和范围内的修改和改变加以实践。所述描述并不打算是穷尽性的或将本发明限于所公开的确切形式。应理解，本发明可以用修改和改变实践，且本发明仅由权利要求书及其等效物限制。

Claims (19)

1.一种阀组合件，其包括：

阀体，其界定具有第一端口和第二端口的第一外壳以及具有第三端口的第二外壳；

可移动阀部件，其在所述第一端口与所述第二端口之间定位于所述第一外壳中且经配置以控制流体从所述第一端口到所述第二端口的流动；

内部密封件，其在所述第一外壳与所述第二外壳之间安置在所述阀体中，防止流过所述第一端口或所述第二端口的流体到达所述第三端口；

内部机构，其具有第一末端和第二末端，所述第一末端安置在所述第一外壳中且以操作方式耦合到所述可移动阀部件，所述第二末端横穿所述内部密封件且定位于所述第二外壳中；

可移除式插塞，其可操作以在所述可移除式插塞安放在所述第三端口中时从所述阀组合件的外部环境密封所述第三端口；

内部致动部件，其具有包括非永久性磁体或永磁体的铁磁性部分，所述内部致动部件以操作方式耦合到所述内部机构的至少一部分；以及

外部致动器，其以操作方式耦合到所述阀体的外部，所述外部致动器包括：

第一磁极区段，其邻近于所述阀体；以及

第二磁极区段，其邻近于所述阀体；且

其中所述外部致动器的移动有效地在所述内部机构上施加第一力，且其中所述内部机构有效地将第二力传递到所述可移动阀部件；

其中所述内部机构的所述第二末端经配置以便在从所述第三端口移除所述可移除式插塞时与机械致动手柄介接。

2.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述可移除式插塞包括带螺纹插塞，其经设定大小和形状以便与所述第三端口的带螺纹内表面配合。

3.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述可移除式插塞包括脱模插塞。

4.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述可移除式插塞在所述第三端口中在原位焊接。

5.根据权利要求4所述的阀组合件，其中所述可移除式插塞在所述第三端口中在原位铜焊或钎焊。

6.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述可移除式插塞在所述第三端口中抵靠在O形环密封件上。

7.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述可移除式插塞使用垫圈密封在所述第三端口中或周围。

8.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述可移除式插塞使用粘合剂或聚合物密封。

9.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述内部密封件包括O形环密封件。

10.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述内部密封件包括阀填充物。

11.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述内部密封件包括阀填充物，所述阀填充物在所述阀组合件被机械致动时仍可用。

12.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述第二外壳由密封到所述阀体的阀帽组件界定，所述第二外壳封闭所述内部致动部件的所述铁磁性部分。

13.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述机械致动手柄包括：

机械杠杆，其包括经设定大小和形状以便与所述内部机构的所述第二末端介接的介接部分。

14.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述内部致动部件包括细长部件，所述细长部件具有与所述第一磁极区段对准的第一内部致动部件末端和与所述第二磁极区段对准的第二内部致动部件末端。

15.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述内部机构包括蜗轮和对应蜗杆。

16.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述内部机构包括行进螺母机构。

17.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述内部机构包括导螺杆。

18.根据权利要求1所述的阀组合件，其中所述外部致动器以非机械方式耦合到所述内部致动部件或所述内部机构。

19.一种阀组合件，其包括：

阀体，其界定具有第一端口和第二端口的第一外壳以及具有第三端口的第二外壳；

可移动阀部件，其在所述第一端口与所述第二端口之间定位于所述第一外壳中且经配置以控制流体从所述第一端口到所述第二端口的流动；

内部密封件，其在所述第一外壳与所述第二外壳之间安置在所述阀体中，防止流过所述第一端口或所述第二端口的流体到达所述第三端口；

内部机构，其具有第一末端和第二末端，所述第一末端安置在所述第一外壳中且以操作方式耦合到所述可移动阀部件，所述第二末端横穿所述内部密封件且定位于所述第二外壳中；

可移除式插塞，其可操作以在所述可移除式插塞安放在所述第三端口中时从所述阀组合件的外部环境密封所述第三端口；

内部致动部件，其以操作方式耦合到所述内部机构的至少一部分，其中所述内部致动部件安置在所述第二外壳中；以及

外部磁性致动器，其以操作方式耦合到所述阀体的外部，其中所述外部磁性致动器的移动有效地在所述内部机构上施加第一力，且其中所述内部机构有效地将第二力传递到所述可移动阀部件；

其中所述内部机构的所述第二末端经配置以便在从所述第三端口移除所述可移除式插塞时与机械致动手柄介接。

Images