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)輸過程中起到了重要的作用?！兑苿?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)、過流控制以及易熔塞自動(dòng)切斷裝置組成。其中，過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先導(dǎo)閥，少量液化氣體通過主閥上的小孔進(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)，過流閥在小彈簧作用下向上打開，此時(shí)閥門處于全開狀態(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啟狀態(tài)，液化氣體仍可通過主閥上的小孔流出。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)磁鐵的磁場變化情況，電磁閥靠近油壓裝置，開啟可釋放油壓。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，此時(shí)閥門處于全開狀態(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)到磁場變化產(chǎn)生電流并傳導(dǎo)至電磁閥，電磁閥開啟使油壓裝置泄壓，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)的工作場合。當(dāng)介質(zhì)發(fā)生大量泄漏而且人員無法手動(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)流量過大時(shí)，主閥保持關(guān)閉而先導(dǎo)閥仍開啟，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，使主閥關(guān)閉后先導(dǎo)閥連鎖關(guān)閉，避免過流量切斷時(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。