CN101611252B - 一种安全阀 - Google Patents

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Abstract

一种安全阀，特别用于减低可燃液体罐内的超大气压力，它包括一个具有入口通道(9)和出口通道(10)的导阀单元(6)。通过罐内预定可调的超大气压力，导阀单元(6)打开并允许气流从入口通道(9)流向出口通道(10)，一方面使阀加速打开，另一方面使腔室(15)排气。腔室(15)由膜片(3)关闭，该膜片控制阀体(2)靠近或离开阀座(1)，从而允许或阻止空间(13)和减压通道(5)之间的气体流动。根据本发明，减压通道(5)通过过压阀(11)通向外界，并且导阀单元(6)的出口通道(10)与减压通道(5)连通。通过这些手段，达到了改善的加速效果及更高的安全度，因为火不能从外部迁移到减压通道(5)和阀室(13)内。

Description

一种安全阀
技术领域
本发明涉及一种安全阀，用于减低一个罐内的压力，它包括一个阀座和一个阀体，阀座和阀体与一个主膜片互相密合，膜片的一侧通过一个控制通道与罐相通，而另一侧一方面与罐相通，另一方面与一个减压通道相通，并且包括一个导阀单元，该单元有至少一个控制膜片，膜片的形状可通过一个设定压力打开置于所述控制通道内的一个导阀，所述控制通道具有一个与罐相连的入口通道，以及一个出口通道。
背景技术
这种阀特别用于减低例如船载罐的压力。由于温度的变化，罐的排气非常重要，但当罐内的物质是可燃物时，对阀的功能及其防火能力则提出极其严格的要求。
如果罐内的液体释放出可燃气体，从而使罐内的混合物成为可燃物，这是特别危险的。这就要求安全阀不仅要防止火焰从外部的反吹，同时还可在很小的打开和关闭压差下工作，使来自罐的蒸发降到最低。
上述的控制膜片是人们熟知的，它们具有只要罐内压力略高于设定压力就能迅速打开的优点。但是它们不防火，而是很危险，因为所述出口通道是对外排气的，这意味着例如甲板上的火灾会经由导阀从旁边迁移至罐。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全阀，这种阀的打开/关闭功能得到改善，同时由于火不会通过阀从旁边进行迁移而提供了安全性。
该目的的实现是因为减压通道通过一个过压阀与外界相通；并且出口通道通过主膜片和过压阀与减压通道相通。
由于出口通道与减压通道相通，只要过压阀关闭，流经导阀的气体流量就使得减压通道内的压力上升。这种压力上升有助于更快地打开主膜片。当主膜片打开时，减压通道内的压力迅速上升，并且过压阀打开。与此同时，在所述出口通道周围产生压降，使得通过导阀的气体流量上升，主膜片一侧的压力进一步下降。通过这种方式，根据本发明的阀的更快更可靠的性能得以实现。
在挥发气体点燃的情况下，当流量及减压通道内的压力下降时，现有技术可能具有火焰反吹的危险。根据本发明，通过采用过压阀的方式来避免这种危险，过压阀将在火焰到达靠近减压通道的任何地方之前关闭。出口通道与减压通道相连，并且后者通过过压阀相对于周围被阻塞，这样就不再有火通过导阀扩散的任何危险。
在低于大气压力的情况下，主膜片的两侧都将被该压力控制，膜片得以打开，使罐至减压通道畅通。因为减压通道包括一个过压阀，所以它将关闭并且防止反吸，这种反吸在甲板起火的情况下是灾难性的。
根据一个优选的实施例，过压阀包括一个鱼雷状阀体，具有基本垂直的轴线。它用于将外流气体汇集成一个集中射流，在使用状态下，当减压通道面向上时，该射流可以向上喷射。
根据一个实施例，过压阀只借助一个弹簧和/或阀体的自重被偏压，但根据一个优选的实施例，还提供了一个磁铁，其磁力用于使打开压力高于关闭压力。这将有助于使过压阀略微滞后打开，可以获得如上所述的阀的打开周期的进一步完善，同时使阀在较低的压力下关闭。
附图说明
下面将参照实施例对本发明作更详细的描述，附图中：
图1是一个实施例的剖视图；
图2是图1所示实施例的放大剖视图。
具体实施方式
图1所示的阀的底部有一个法兰12，用于将阀与一个罐固定或连在一起。典型地，罐为一艘例如用于运输挥发可燃气体的液体的船上的一个装载罐。在这点上，对安全阀的安全提出严格要求是不言而喻的，安全阀既要在超大气压的情况下能够对罐进行排气，又要在低于大气压的情况下允许空气进入。在可燃气体外流的情况下，可能会被例如雷电点燃，且在罐内真空的情况下，甲板火灾会很容易迁移到罐内可燃气体。
在正常运行中，安全阀的作用是不能使溢出的气体多于绝对必需的量，这点也很重要。如果罐内的压力变得不必要的低，这将使罐内的液体进一步蒸发。事实上大量的液体会在船舶运输过程中以这种方式蒸发。因此，一个安全阀应该能够在设定压力和关闭压力之间的一个很小的压差内运作。实践中，法兰12不是固定在罐上，而是通过一定长度的管道系统与之相连，这意味着一旦气体流经管道，就会产生压降。
总体而言，对船载安全阀的安全和运作提出了非常严格的要求。需要指出的是，本发明对于岸上罐或用于其他目的的具有上述类型严格要求的罐也非常适合。
阀包括一个阀室13，通过法兰12与罐相连，并且与一个真空阀14相连，后者本身是已知的，其目的是在阀室13内产生真空的情况下启动。该阀14还包括本身已知的、防止周围的火焰蔓延到阀室13内的装置。
此外，阀室13通过一个包括一个阀座1和一个阀体2的阀与一个减压阀5相通。阀体2由一个主膜片3支承，并且有轴颈，从而使阀在膜片受到作用向上移动时打开。在这种情况下，来自罐的超大气压力能够向减压通道5扩散，并通过稍后将描述的一个过压阀11从减压通道5向外界扩散。下面将首先描述图2所示的阀的部分6是如何工作的。该部分将被称为“导阀单元6”，它通过入口通道9与阀室13相通，并通过出口通道10与减压阀5相通，并且最终与一个腔室15相通，在示出的实施例中，腔室15的下方由主膜片3限定。
导阀单元6包括一个控制膜片16和一个导控膜片7，控制膜片16的顶面与外界相通，而膜片7和16之间的空间通过一个节流装置17与入口通道9相通。膜片7的底面也和入口通道9相通，但绕过节流装置17。该阀还包括一个控制通道4，与控制腔室15相通，并通过节流装置与入口通道9相通，并且通常通过一个导阀8向上打开。当膜片16和7向上移动时，导阀8打开，从而使气体得以从入口通道9流向出口通道10。
此外，导阀单元6还包括一个弹簧24，它是可调的，并通过预先设定的一个可调力将膜片16向下压。膜片通过阀8的阀体彼此相连，阀体有轴颈，用于在弹簧24的压力和膜片上气体压力的影响下做垂直运动。
图1和2中所示的导阀的工作方式如下：
假设阀室13内的压力高于大气压，但低于设定压力，可以理解，该压力也是腔室15以及膜片16和7之间的压力。只要该压力未超过大气压力加上弹簧的力，那么导阀6就是关闭的，并且主膜片3就能保证阀室13和减压通道5之间没有连通。
在阀室13内的压力上升到高于设定压力的时刻，膜片16上方的压差将带动导阀8开始打开。在发生这一切的瞬间，一股气流会从入口通道9流向出口通道10，并且由于它流经节流装置17，所以其下游的压力低于入口通道9内的压力。该压差很快在导控膜片7的上方形成，从而导阀8的阀体亦进一步向上抬起，以进一步增加入口通道9至出口通道10的气体流量。实际上这意味着，即使阀室13内的压力仅仅略微超过设定压力，导阀8也会非常迅速地打开。由于所述气流，腔室15还会排空，并且很快使膜片3将阀体2向上抬起。这不仅是因为腔室15被排空，并且也由于减压通道5内的压力上升，因为出口通道10根据本发明是与减压通道5相通的。这种通过膜片16和7实现的加速器效果本身是已知的，而本发明的优点之一是，作为已知的加速器效果的先决条件的、流经导阀的气流流入了减压通道5，并由此提供一个迄今未知的增强的加速效果。
现有技术的导阀中，入口通道10直接与外界相通，这隐含很大的危险，因为甲板上的火灾会通过阀向后蔓延至罐。这种危险在本发明中不会发生，因为减压通道5的末端是过压阀11，它不仅防止火焰反吹，而且也是在导阀6的打开过程中能够在减压通道5内形成超大气压力的原因。
现在将对超大气压11做更详细的介绍。其外部是一个鱼雷状壳体，公知的作用是将外流气体汇集成一个集中射流，可喷射入高空。鱼雷状壳体的底部构成一个阀体18，构形成抵靠在一个阀座19上。在中央，提供一个导引件20，可在一个导杆21内垂直移动，导杆21通过未示出的方式相对于阀座19而固定。在导杆21的顶部，有一个磁性盘22，构形成可与另一个磁性盘或可磁化材料的盘23配合，后一个盘的高度可调，使得当阀体18靠在阀座19上时，盘22和23之间的磁吸力可调节到一个预定值。正是这种磁力使阀体18保持朝阀座19向下。当减压腔室5内的压力能够克服所述磁吸力时，过压阀11打开，使盘23位于距盘22较远的距离，从而使磁吸力下降，使得阀11几乎瞬间移到其顶部位置，以达到最大可能的流量。
磁性盘22和23还具有使关闭压力略低于打开压力的作用。但它不低于在阀座19处测得的、始终超过火焰蔓延速度的流速，从而不会发生火焰向减压通道5的方向反吹。
过压阀11也可以是纯弹簧控制和/或质量控制的阀，其打开和关闭压力基本相同。这可以意味着，过压阀11在导阀单元6关闭之前即刻关闭。当过压阀11关闭时，就不会有火焰通过减压通道5、并且经由仍然打开的阀向阀室13和罐反吹的危险。
通过一个磁控阀、一个弹簧控制阀和一个质量控制阀的结合，将为设计者提供更大的自由度，从而在减压腔室5产生的压力和气流条件又受控于导阀的设定压力和关闭压力的情况下，确保过压阀11的工作达到最佳。
由于减压通道5通过过压阀及连接到减压通道5的出口通道10与外界封闭，从而实现了一种阀，与现有技术相比，它更加防火，并且运行更加可靠。

Claims (4)

1.一种安全阀，用于减低一个罐内的压力，它包括一个阀座(1)和一个阀体(2)，所述阀座和阀体与一个主膜片(3)互相密合，膜片的一侧通过一个控制通道(4)与罐相通，而其另一侧部分地与罐相通，部分地与一个减压通道(5)相通，所述阀还包括一个导阀单元(6)，该单元具有至少一个控制膜片(7)，该控制膜片构形成可通过一个设定压力打开一个置于所述控制通道(4)内的导阀(8)，所述控制通道(4)具有一个与罐相通的入口通道(9)，并且还有一个出口通道(10)；其特征在于，减压通道(5)通过一个过压阀(11)通向外界，并且出口通道(10)在主膜片(3)和过压阀(11)之间与减压通道(5)连通。
2.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，在工作状态，减压通道朝向上方，并且过压阀包括一个鱼雷状阀体，具有一个基本垂直的轴线。
3.根据权利要求1或2所述的安全阀，其特征在于，过压阀借助一个弹簧和/或阀体重量被偏压。
4.根据权利要求1或2所述的安全阀，其特征在于，过压阀包括一个磁铁，其磁力用于使打开压力超过关闭压力。
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