紧急切断阀应用研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)真空技术网整理 作者:吴建东

  紧急切断阀又叫安全切断阀。其功能包括:可以在现场或一定距离之外,借助液压或机械等机构实现快速闭止;当环境温度由于火灾等原因升高后至规定范围时,借助易熔元件等能自动闭止。紧急切断阀按使用场合分液化气体罐车用、火车罐车用、站用、罐式集装箱用等,按其驱动方式分为电磁式、机械式、液压式和气动式等。

  1、电磁式

  电磁式紧急切断阀常用于煤气、天然气、液化石油气等无腐蚀性可燃气体监控管路的安全配套设施中,其电磁机构的响应信号形式常常有可燃气体泄漏自动监测信号、环境温度自动监测信号、消防报警信号、远程控制信号等。一旦接收外部脉冲的信号,阀内的电磁机构响应而激发弹簧锁快速关闭主阀,及时切断燃气的供给,防止燃气爆炸的发生,同时电磁式紧急切断阀也可通过调节主阀开阀的保持力,适应在强烈有害震动的场合下自动关闭主阀。在主阀关闭后,不会再随着信号再次发送而改变主阀关闭的状态,只能通过手动驱动来重新复位弹簧锁机构来开启主阀。燃气管路上的电磁式紧急切断阀在无电磁力状态下可保持常开式或常闭状态,同时电磁机构应保证防爆要求,防止电火花的产生,电磁机构成为引爆源。电磁式紧急切断阀的密封副基本上采用软密封结构,以保证关闭状态下气体介质零泄漏。

  2、机械式

  机械式紧急切断阀主要依靠机械动作的方式来进行触发,常用于油站的燃油加油机上,常见的类型有安全拉断阀、剪切阀等。这类阀门的阀体设计有薄弱结构环节,牢固的安装在加油机机架上,以便外部加油管的冲击力能够传递到阀体上。比如槽车在加油站注油过程中,槽车不小心沿着下坡道滑下或者人为操作失误导致槽车前行,此时槽车和加油管还没有分开的情况下即驶离加油机,阀门瞬间承受注油管拉拔的冲击力,阀体薄弱结构环节处能立即断裂脱开,触发紧急关闭机构,阀门密封副能自动封闭,从而防止槽车拉倒加油机和燃油泄漏,又保证了人身安全。因此机械式紧急切断阀靠的是阀体受到额外冲击载荷致薄弱结构处断裂,触发紧急关闭机械开关,实现紧急切断,故机械式紧急切断阀一般是常开结构设计,常用于低压燃油管的出口,安全拉断阀的阀体材质常常采用碳钢或铝合金,剪切阀的阀体材质常常采用脆性的材料(球墨铸铁、黄铜合金等),同时阀体薄弱环节的断裂强度在满足管道压力要求和实用要求前提下应易于完全断裂脱开。

  3、液压式

  液压式紧急切断阀是目前最为常用的紧急切断阀,该阀主要由手油泵、油路系统、泄放系统(易熔元件)和阀体等部件组成。适用于液化石油气、液氨等气、液相介质储配站或者汽车槽车的贮罐出入口上,在紧急情况时该阀门通过液压油进行远距离快速操作控制,或者通过本体自带的易熔元件进行油压泄放进行快速切断动作,关闭出入口保证贮运系统的安全。平时不进行作业时液压式紧急切断阀一般保持关闭状态,一是防止液化石油气内的杂质聚积在阀门密封面上,导致密封不良,二是防止长期保持高压状态的软管疲劳损害和油缸的密封元件失效,导致液压油泄漏,三是防止长期保持紧绷状态的主弹簧弹性失效现象,导致紧急切断时,切断时间缓慢。流体作业状态时油缸用手油泵充入2~4MPa液压油压力,油缸活塞杆推动凸轮杠杆,开启主阀阀瓣,主弹簧压缩绷紧。当装卸作业时如突然发生爆炸火灾、泄漏等意外紧急事故时,通过在场的工作人员操作泄放手油泵的油压,或者装在油缸上的易熔元件在温度超过70±5℃时,易熔元件中的易熔合金自动熔化,液压油就会从塞孔中漏出,泄放油缸中的油压,此时油缸活塞杆回退,凸轮杠杆回弹,主阀阀瓣也快速关闭切断,从而防止燃油泄漏和火灾爆炸事故的进一步扩大。同时液压式紧急切断阀常常附带有过流切断保护功能,当阀门出口介质的流量大于额定流量时,主阀能够实现自动关闭,起到了限流保护作用。

  4、气动式

  气动式紧急切断阀主要应用于液化石油气、液氨等气、液相介质的储罐站管路和化工管道上,其工作原理和液压式紧急切断阀相近,结构形式类似于截止阀故在一些场合也常常作为气动截止阀来使用,进行作业时利用空气压缩机或者储气罐开启主阀,在紧急情况时作业人员通过远距离快速泄放气源,或者通过本体自带的易熔元件进行气压泄放进行快速切断动作,关闭出入口保证安全。气动式气源大致为0.6MPa,当气源进行充气时,主阀上的先导阀开启,通过阀瓣之间的平衡孔使得进口端压力泄压,主阀的启闭力大大减小,易于主阀迅速开启,主弹簧压缩绷紧。主阀关闭通过泄放气源或者通过火灾爆炸现场的高温使易熔元件塞体里的易熔合金熔化,气压从塞孔里进行泄压,气缸受迫于弹簧的压力,主阀快速关闭切断。在结构上气动式紧急切断阀由于结构上的特殊性--驱动部分和阀体部分较分离,因此更容易进行维修和易损件(气缸O型圈)的更换。

  紧急切断阀作为一种辅助的安全保护类型阀门,其隐形的作用常常被人们所忽视,甚至操作人员为了图方便,比如易熔元件用六角油塞来代替,用钢丝绳来捆绑主阀保持常开状态等等违规操作,导致紧急切断阀放置也就形同虚设,在关键时刻更不能发挥其作用,因此操作人员更应从思想上重视紧急切断阀的作用,熟悉紧急切断阀的工作原理和操作步骤,确保作业的安全进行。

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