關(guān)于帶過(guò)流閥的緊急切斷閥改進(jìn)探討

李 鵬 張兆東

（泰安市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院）

0 引言

緊急切斷閥是汽車罐車上的重要安全部件，在汽車罐車裝卸和運(yùn)輸過(guò)程中起到了重要的作用。《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，GB/T 22653—2008《液化氣體設(shè)備用緊急切斷閥》和GB/T 19905—2017《液化氣體汽車罐車》等標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范中規(guī)定：儲(chǔ)運(yùn)易燃、易爆、毒性程度為中度以上危害介質(zhì)的運(yùn)輸車，應(yīng)在氣液相口處設(shè)置緊急切斷裝置，且緊急切斷裝置一般由緊急切斷閥、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、過(guò)流控制以及易熔塞自動(dòng)切斷裝置組成。其中，過(guò)流控制裝置是緊急切斷閥的一項(xiàng)重要功能，保證管道流量超過(guò)額定流量時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，使液化氣體停止流出，起到保護(hù)設(shè)備、操作人員和周圍環(huán)境的作用，防止發(fā)生重大事故。

1 緊急切斷閥結(jié)構(gòu)原理

查閱相關(guān)資料并結(jié)合使用緊急切斷閥過(guò)流量功能經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，緊急切斷閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由閥體、過(guò)流閥、先導(dǎo)閥、閥桿、大彈簧、小彈簧、凸輪及油缸組成，先導(dǎo)閥與主閥在大彈簧與小彈簧共同作用下壓緊，處于關(guān)閉狀態(tài)。在裝卸開(kāi)啟時(shí)，油壓裝置的凸輪向上頂閥桿，克服大彈簧作用力打開(kāi)先導(dǎo)閥，少量液化氣體通過(guò)主閥上的小孔進(jìn)入到閥腔，并迅速氣化使閥腔內(nèi)壓力升高，當(dāng)腔內(nèi)壓力與外接容器壓力平衡時(shí)，過(guò)流閥在小彈簧作用下向上打開(kāi)，此時(shí)閥門處于全開(kāi)狀態(tài)，液化氣體以一定流速流經(jīng)閥腔，起到裝卸的作用。當(dāng)裝卸完成后，閥門釋放油壓，閥桿在大彈簧作用下將先導(dǎo)閥與主閥壓緊，截?cái)嗔黧w。當(dāng)發(fā)生管道破裂或者其他原因致使閥門流量突然增大至超過(guò)額定流量的情況時(shí)，主閥下部壓力減小，主閥在上下壓差作用下向下推動(dòng)而關(guān)閉，防止介質(zhì)大量流出，避免對(duì)周圍人員與設(shè)施造成大范圍傷害。雖然此時(shí)緊急切斷后閥主閥關(guān)閉，但先導(dǎo)閥在油壓凸輪作用下仍處于開(kāi)啟狀態(tài)，液化氣體仍可通過(guò)主閥上的小孔流出。對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)易爆或高度、極度危害介質(zhì)而言，少量泄漏仍是較大的安全隱患。

圖1 緊急切斷閥結(jié)構(gòu)

因此，對(duì)帶過(guò)流閥的緊急切斷閥進(jìn)行改進(jìn)尤為重要，最終確保在緊急切斷的閥主閥切斷的同時(shí)先導(dǎo)閥也同時(shí)切斷，實(shí)現(xiàn)閥門完全關(guān)閉。

2 改進(jìn)措施

針對(duì)以上情況，圖2所示為改進(jìn)后的緊急切斷閥結(jié)構(gòu)，達(dá)到過(guò)流量切斷時(shí)主閥與先導(dǎo)閥先后關(guān)閉，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷功能。

圖2 改進(jìn)后的緊急切斷閥結(jié)構(gòu)組成圖

圖2中，強(qiáng)磁鐵緊貼在主閥上，電磁感應(yīng)裝置置于閥體外壁，且與主閥關(guān)閉時(shí)的強(qiáng)磁鐵在同一水平線上，可實(shí)時(shí)感應(yīng)強(qiáng)磁鐵的磁場(chǎng)變化情況，電磁閥靠近油壓裝置，開(kāi)啟可釋放油壓。其工作原理為：當(dāng)緊急切斷閥工作時(shí)，液壓裝置克服大彈簧的彈力頂起閥桿后打開(kāi)先導(dǎo)閥，此時(shí)，少量介質(zhì)進(jìn)入閥腔內(nèi)，當(dāng)閥腔內(nèi)壓力升高至與罐體平衡時(shí)，主閥在小彈簧作用下打開(kāi)，此時(shí)閥門處于全開(kāi)狀態(tài)，可以正常裝卸。如裝卸軟管突然破裂造成介質(zhì)流量突然增大超過(guò)額定流量時(shí)，閥腔內(nèi)外壓差增大克服小彈簧作用力，主閥向下運(yùn)動(dòng)并關(guān)閉，此時(shí)強(qiáng)磁鐵隨主閥一起向下運(yùn)動(dòng)，閥體外壁的磁感應(yīng)裝置感應(yīng)到磁場(chǎng)變化產(chǎn)生電流并傳導(dǎo)至電磁閥，電磁閥開(kāi)啟使油壓裝置泄壓，閥桿回落，先導(dǎo)閥在大彈簧作用下關(guān)閉，此時(shí)，緊急切斷閥徹底關(guān)閉，確保介質(zhì)無(wú)泄漏。

3 結(jié)論

緊急切斷閥是壓力容器、壓力管道等特種設(shè)備中重要的安全附件，經(jīng)常應(yīng)用于液化氣儲(chǔ)存罐區(qū)及運(yùn)輸槽車等易燃、易爆、有毒、有害介質(zhì)的工作場(chǎng)合。當(dāng)介質(zhì)發(fā)生大量泄漏而且人員無(wú)法手動(dòng)關(guān)閉閥門時(shí)，緊急切斷閥可自動(dòng)切斷管路。但現(xiàn)有緊急切斷閥在介質(zhì)流量過(guò)大時(shí)，主閥保持關(guān)閉而先導(dǎo)閥仍開(kāi)啟，導(dǎo)致介質(zhì)泄漏，不能達(dá)到完全關(guān)閉的效果。據(jù)此利用電磁感應(yīng)原理對(duì)緊急切斷閥進(jìn)行了改進(jìn)，將主閥與先導(dǎo)閥聯(lián)系起來(lái)，使主閥關(guān)閉后先導(dǎo)閥連鎖關(guān)閉，避免過(guò)流量切斷時(shí)主閥泄漏，使緊急切斷閥徹底切斷，介質(zhì)不會(huì)泄漏，保證裝卸運(yùn)輸安全。