CN102141164B - 可在线维修型储油罐将军阀 - Google Patents

Abstract

本发明可在线维修型储油罐将军阀涉及一种阀门。其目的是为了提供一种操作简便、安全可靠、维护成本低的将军阀。本发明可在线维修型储油罐将军阀包括主阀和前置阀，主阀包括主阀壳、冠阀体、主阀体、主阀杆和冠阀传动蜗轮，主阀壳、冠阀体和主阀体内分别设有相对应的第一液流通道，主阀体与冠阀体之间设置有主密封圈，冠阀体与主阀壳之间设置有副密封圈，主密封圈和副密封圈环绕在第一液流通道上，冠阀杆与主阀壳之间设置有冠阀杆密封圈和轴承，主阀杆与冠阀体之间设置有主阀杆密封弹簧及密封圈和轴承，主阀杆上设置有密封压紧螺母，密封压紧螺母的下端伸入主阀杆与冠阀体之间并与主阀杆密封弹簧及密封圈的上端面相接触，主阀壳上开设有修理窗。

Description

可在线维修型储油罐将军阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，特别是涉及一种可以在线维修的阀门。

背景技术

在石油储运、液体化工及造船行业中广泛使用各种球阀和板阀，皆因为其使用维修较为方便。但是，球阀阀座（主密封）、阀杆密封易磨损，由于密封磨损造成的事故占一般事故概率5~10%，故习惯上在关键节点串置二只球阀（或球阀和板阀相串联）。在大型的石油罐、LNG罐及液体化工罐的主阀（MASTER VALVE）出现事故时，其维修较为麻烦，须进行驳罐、扫线、除气、隋化（有时须测爆）后，方能进行离线维修作业，给设备维护工作带来了极大的不便。

另外，当储罐或下油管线发生气爆事故时，连接在阀体上的阀杆受到冲击而变形，致使阀杆出现变形卡死故障，使阀门不能正常工作，从而导致事故的进一步扩大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种操作简便、安全可靠、维护成本低的可在线维修型储油罐将军阀。

本发明可在线维修型储油罐将军阀，包括主阀和前置阀，所述主阀包括主阀壳、冠阀体、主阀体、主阀杆和冠阀传动蜗轮，所述主阀体设置在冠阀体内，所述冠阀体设置在主阀壳内，冠阀体的上端冠阀杆穿过主阀壳并与冠阀传动蜗轮同轴固定，所述主阀杆的下端与主阀体的上端传动连接，主阀杆的上端穿过冠阀体上端的冠阀杆和冠阀传动蜗轮并位于主阀壳外部，所述主阀壳、冠阀体和主阀体内分别设有相对应的第一液流通道，所述主阀体与冠阀体之间设置有主密封圈，所述冠阀体与主阀壳之间设置有副密封圈，所述主密封圈和副密封圈环绕在第一液流通道上，所述冠阀杆与主阀壳之间设置有冠阀杆密封圈和轴承，所述主阀杆与冠阀体之间设置有主阀杆密封弹簧及密封圈和轴承，主阀杆上设置有密封压紧螺母，所述密封压紧螺母的下端伸入主阀杆与冠阀体之间并与主阀杆密封弹簧及密封圈的上端面相接触，所述主阀壳上开设有修理窗，

所述前置阀包括前置阀壳、浮动式悬塞阀体和前置阀传动蜗轮，所述浮动式悬塞阀体设置在前置阀壳内，所述前置阀壳和浮动式悬塞阀体内设有相对应的第二液流通道，所述第二液流通道与第一液流通道相连通，所述浮动式悬塞阀体的上端面固定连接有至少一对被动磁极，所述前置阀传动蜗轮通过前置阀蜗轮轴安装在前置阀壳的上方，所述前置阀传动蜗轮上固定连接有至少一对主动磁极，所述主动磁极与被动磁极位置相对应，所述前置阀壳与浮动式悬塞阀体均采用非磁性材料制成。

本发明可在线维修型储油罐将军阀，其中所述冠阀杆密封圈的上端面上设置有密封挡圈，所述密封挡圈的内表面与冠阀杆相接触，所述主阀壳的上端面上设置有两个半圆环形的密封内楔环，所述密封内楔环的截面呈横置的L型，所述密封内楔环的L型长边与密封挡圈的上表面相接触，密封内楔环的L型短边与密封挡圈的外表面相接触，所述密封内楔环的外表面呈上窄下宽的楔形，所述主阀壳的上端面上设置有一个环形凹槽，所述环形凹槽内设置有密封外楔环，所述密封外楔环的内表面呈上宽下窄的楔形，所述密封内楔环的外表面与密封外楔环的内表面紧密贴合，所述主阀壳的上端面上固定连接有冠阀密封压板，所述冠阀密封压板的至少一部分紧压在密封外楔环的上表面上。

本发明可在线维修型储油罐将军阀，其中所述冠阀密封压板的上表面与冠阀传动蜗轮下表面之间设置有O型密封圈。

本发明可在线维修型储油罐将军阀，其中所述浮动式悬塞阀体为上大下小的圆台体，所述第二液流通道位于浮动式悬塞阀体的中部，所述浮动式悬塞阀体的下端面开设有下导流孔，所述下导流孔与第二液流通道相连通，所述浮动式悬塞阀体的上端面开设有上导流孔，所述上导流孔与位于浮动式悬塞阀体上部阀体内的水平导流孔相连通，所述水平导流孔一端开设在浮动式悬塞阀体上部阀体的外表面上，水平导流孔的轴线方向与第二液流通道的轴线方向相垂直，所述浮动式悬塞阀体的外表面上纵向开设有导流槽，所述导流槽的上端与水平导流孔相连通，下端的高度位于第二液流通道的高度范围内，当前置阀处于关闭状态时，所述导流槽朝向来流方向。

本发明可在线维修型储油罐将军阀，其中所述前置阀壳与主阀壳之间通过法兰固定连接，所述前置阀传动蜗轮与冠阀传动蜗轮通过同一根蜗杆驱动。

本发明可在线维修型储油罐将军阀，其中所述主阀杆上安装有主阀手柄，所述主阀手柄通过与其轴线和主阀杆轴线都相垂直的销轴安装在主阀杆上。

本发明可在线维修型储油罐将军阀，其中所述主阀杆的下端通过传动键与主阀体的上端传动连接。

本发明可在线维修型储油罐将军阀，其中所述前置阀蜗轮轴固定连接在前置阀壳的上端面。

本发明可在线维修型储油罐将军阀，其中所述主阀体为球阀。

本发明可在线维修型储油罐将军阀，其中所述上导流孔的孔径是下导流孔孔径的两倍。

本发明可在线维修型储油罐将军阀采用的上述的技术方案之后，当主阀体的主密封圈、冠阀体的副密封圈、主阀杆密封弹簧及密封圈或冠阀杆密封圈失效需要更换时，只需要同时旋转主阀和前置阀使其同时关闭，然后在打开主阀壳上的修理窗，既可以更换主密封圈和副密封圈，更换完主密封圈和副密封圈后，从冠阀杆上旋转取下密封压紧螺母，既可以更换主阀杆密封弹簧及密封圈，接着再从冠阀杆上卸下冠阀传动蜗轮，既可以更换冠阀杆密封圈。在依次更换上述密封时，前置阀都处于关闭状态，主阀内只承受较小的微压，因此在不需要驳罐、扫线、除气、隋化工作的情况下，可以进行在线维修，给维护工作带来了极大的便利。

同时，前置阀采用浮动式悬塞阀体，通过磁力驱动浮动式悬塞阀体旋转开启和关闭，这种无阀杆结构避免了因为阀杆变形而造成的阀门失效问题，使安全性得到了提高。

下面结合附图对本发明的可在线维修型储油罐将军阀作进一步说明。

附图说明

图1为本发明可在线维修型储油罐将军阀的主视剖视图（开启状态）；

图2为图1中A-A方向的剖视图；

图3为本发明可在线维修型储油罐将军阀的浮动式悬塞阀体的主视剖视图；

图4为图3的右视剖视图；

图5为本发明可在线维修型储油罐将军阀的前置阀传动蜗轮的仰视图；

图6为本发明可在线维修型储油罐将军阀的主视剖视图（关闭状态）；

图7为图6中B-B方向的剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明可在线维修型储油罐将军阀包括主阀1和前置阀2，主阀1包括主阀壳11、冠阀体12、主阀体13、主阀杆14和冠阀传动蜗轮15，主阀体13为球阀设置在冠阀体12内，冠阀体12设置在主阀壳11内，冠阀体12的上端冠阀杆121穿过主阀壳11并与冠阀传动蜗轮15同轴固定，主阀杆14的下端与主阀体13的上端通过传动键145传动连接，主阀杆14的上端穿过冠阀体12上端的冠阀杆121和冠阀传动蜗轮15并位于主阀壳11外部，主阀杆14上安装有主阀手柄143，主阀手柄143通过与其轴线和主阀杆14轴线都相垂直的销轴144安装在主阀杆14上，主阀手柄143可以通过销轴144进行旋转至与主阀杆14夹角较小的范围内，便于从主阀杆14上拆除或安装相应的部件。主阀壳11、冠阀体12和主阀体13内分别设有相对应的第一液流通道16。

冠阀杆121与主阀壳11之间设置有冠阀杆密封圈123和轴承，冠阀杆密封圈123的上端面上设置有密封挡圈124，密封挡圈124的内表面与冠阀杆121相接触，主阀壳11的上端面上设置有两个半圆环形的密封内楔环125，密封内楔环125的截面呈横置的L型，密封内楔环125的L型长边与密封挡圈124的上表面相接触，密封内楔环125的L型短边与密封挡圈124的外表面相接触，密封内楔环125的外表面呈上窄下宽的楔形，主阀壳11的上端面上设置有一个环形凹槽112，环形凹槽112内设置有密封外楔环126，密封外楔环126的内表面呈上宽下窄的楔形，密封内楔环125的外表面与密封外楔环126的内表面紧密贴合，主阀壳11的上端面上固定连接有冠阀密封压板127，冠阀密封压板127的至少一部分紧压在密封外楔环126的上表面上。当冠阀密封压板127通过螺栓安装在主阀壳11的上端面时，冠阀密封压板127对密封外楔环126产生向下的压力，由于密封外楔环126与密封内楔环125之间的楔形表面紧密贴合使密封内楔环125同时受到向下和向内的压力，两个半圆环形的密封内楔环125将向下和向内的压力传递给密封挡圈124，从而使冠阀杆密封圈123的密封更加可靠。冠阀密封压板127的上表面与冠阀传动蜗轮15下表面之间设置有O型密封圈128，从而可以进一步提高主阀1的密封性。

主阀杆14与冠阀体12之间设置有主阀杆密封弹簧及密封圈141和轴承，主阀杆14上设置有密封压紧螺母142，密封压紧螺母142的下端伸入主阀杆14与冠阀体12之间并与主阀杆密封弹簧及密封圈141的上端面相接触。

结合图2所示，主阀体13与冠阀体12之间设置有主密封圈131，冠阀体12与主阀壳11之间设置有副密封圈122，主密封圈131和副密封圈122环绕在第一液流通道16上，主阀壳11上开设有一对修理窗111。

前置阀2包括前置阀壳21、浮动式悬塞阀体22和前置阀传动蜗轮23，浮动式悬塞阀体22设置在前置阀壳21内，前置阀壳21与浮动式悬塞阀体22采用非磁性材料制成，例如奥氏体不锈钢。前置阀壳21和浮动式悬塞阀体22内设有相对应的第二液流通道24，前置阀壳21与主阀壳11之间通过法兰固定连接，第二液流通道24与第一液流通道16相连通，浮动式悬塞阀体22的上端面固定连接有三对被动磁极25，前置阀传动蜗轮23通过固定在前置阀壳21上端面的前置阀蜗轮轴211安装在前置阀壳21的上方，前置阀传动蜗轮23与冠阀传动蜗轮15通过同一根蜗杆3驱动。结合图5所示，前置阀传动蜗轮23上固定连接有三对主动磁极26，主动磁极26与被动磁极25位置相对应，极性相异。

结合图3和图4所示，浮动式悬塞阀体22为上大下小的圆台体，第二液流通道24位于浮动式悬塞阀体22的中部，浮动式悬塞阀体22的下端面开设有下导流孔221，下导流孔221与第二液流通道24相连通，浮动式悬塞阀体22的上端面开设有上导流孔222，上导流孔222与位于浮动式悬塞阀体22上部阀体内的水平导流孔223相连通，水平导流孔223一端开设在浮动式悬塞阀体22上部阀体的外表面上，水平导流孔223的轴线方向与第二液流通道24的轴线方向相垂直，浮动式悬塞阀体22的外表面上纵向开设有导流槽224，导流槽224的上端与水平导流孔223相连通，下端的高度位于第二液流通道24的高度范围内。

在正常工作时，前置阀2始终保持常开状态，通过第二液流通道24的流体从下导流孔221进入浮动式悬塞阀体22的下方，在流体压力作用下对浮动式悬塞阀体22产生向上的推力，使浮动式悬塞阀体22的外表面与前置阀壳21内壁之间的间隙产生微量的增大，流体进入这些间隙当中对浮动式悬塞阀体22的表面进行润滑，使浮动式悬塞阀体22的转动更加灵活。

如图6所示，在需要对主阀1进行维护时，驱动蜗杆3使冠阀传动蜗轮15和前置阀传动蜗轮23同时旋转，冠阀传动蜗轮15带动冠阀体12和主阀体13旋转90度至关闭状态。结合图7所示，打开主阀壳11上的一对修理窗111，即可以更换主密封圈131和副密封圈122，在更换完主密封圈131和副密封圈122之后，从冠阀杆121上旋转取下密封压紧螺母142，既可以更换主阀杆密封弹簧及密封圈141，接着再从冠阀杆121上卸下冠阀传动蜗轮15，从主阀壳11上端面上卸下冠阀密封压板127、密封外楔环126、密封内楔环125和密封挡圈124，既可以更换冠阀杆密封圈123。在依次更换上述密封时，前置阀都处于关闭状态，主阀内只承受较小的微压，因此在不需要驳罐、扫线、除气、隋化工作的情况下，可以进行在线维修，给维护工作带来了极大的便利。

同时，前置阀传动蜗轮23在磁力作用下带动浮动式悬塞阀体22顺时针旋转90度，浮动式悬塞阀体22外表面上的导流槽224朝向流体来流方向，流体沿着导流槽224、水平导流孔223和上导流孔222进入浮动式悬塞阀体22的上方，由于上导流孔222的孔径是下导流孔221孔径的两倍，在流体压力的作用下对浮动式悬塞阀体22产生向下的推力，使浮动式悬塞阀体22的外表面与前置阀壳21内壁之间的间隙产生微量的缩小，避免流体从这些间隙流过，使得前置阀2关闭的更加严密，给主阀1的维护工作创造了有利的条件。

当储罐或下游管线发生气爆事故时，前置阀2的浮动式悬塞阀体22为无阀杆结构，不会出现常规阀杆变形造成的卡死故障，在拆下蜗杆3后，手动转动前置阀传动蜗轮23就可以实现系统管线的紧急关闭。

为了便于生产和装配，主阀壳11与前置阀壳21均采用左、右各半个阀壳拼接而成的装配形式。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可在线维修型储油罐将军阀，其特征在于：包括主阀（1）和前置阀（2），所述主阀（1）包括主阀壳（11）、冠阀体（12）、主阀体（13）、主阀杆（14）和冠阀传动蜗轮（15），所述主阀体（13）设置在冠阀体（12）内，所述冠阀体（12）设置在主阀壳（11）内，冠阀体（12）的上端冠阀杆（121）穿过主阀壳（11）并与冠阀传动蜗轮（15）同轴固定，所述主阀杆（14）的下端与主阀体（13）的上端传动连接，主阀杆（14）的上端穿过冠阀体（12）上端的冠阀杆（121）和冠阀传动蜗轮（15）并位于主阀壳（11）外部，所述主阀壳（11）、冠阀体（12）和主阀体（13）内分别设有相对应的第一液流通道（16），所述主阀体（13）与冠阀体（12）之间设置有主密封圈（131），所述冠阀体（12）与主阀壳（11）之间设置有副密封圈（122），所述主密封圈（131）和副密封圈（122）环绕在第一液流通道（16）上，所述冠阀杆（121）与主阀壳（11）之间设置有冠阀杆密封圈（123）和轴承，所述主阀杆（14）与冠阀体（12）之间设置有主阀杆密封弹簧及密封圈（141）和轴承，主阀杆（14）上设置有密封压紧螺母（142），所述密封压紧螺母（142）的下端伸入主阀杆（14）与冠阀体（12）之间并与主阀杆密封弹簧及密封圈（141）的上端面相接触，所述主阀壳（11）上开设有修理窗（111），

所述前置阀（2）包括前置阀壳（21）、浮动式悬塞阀体（22）和前置阀传动蜗轮（23），所述浮动式悬塞阀体（22）设置在前置阀壳（21）内，所述前置阀壳（21）和浮动式悬塞阀体（22）内设有相对应的第二液流通道（24），所述第二液流通道（24）与第一液流通道（16）相连通，所述浮动式悬塞阀体（22）的上端面固定连接有至少一对被动磁极（25），所述前置阀传动蜗轮（23）通过前置阀蜗轮轴（211）安装在前置阀壳（21）的上方，所述前置阀传动蜗轮（23）上固定连接有至少一对主动磁极（26），所述主动磁极（26）与被动磁极（25）位置相对应，所述前置阀壳（21）与浮动式悬塞阀体（22）均采用非磁性材料制成。

2.根据权利要求1所述的可在线维修型储油罐将军阀，其特征在于：所述冠阀杆密封圈（123）的上端面上设置有密封挡圈（124），所述密封挡圈（124）的内表面与冠阀杆（121）相接触，所述主阀壳（11）的上端面上设置有两个半圆环形的密封内楔环（125），所述密封内楔环（125）的截面呈横置的L型，所述密封内楔环（125）的L型长边与密封挡圈（124）的上表面相接触，密封内楔环（125）的L型短边与密封挡圈（124）的外表面相接触，所述密封内楔环（125）的外表面呈上窄下宽的楔形，所述主阀壳（11）的上端面上设置有一个环形凹槽（112），所述环形凹槽（112）内设置有密封外楔环（126），所述密封外楔环（126）的内表面呈上宽下窄的楔形，所述密封内楔环（125）的外表面与密封外楔环（126）的内表面紧密贴合，所述主阀壳（11）的上端面上固定连接有冠阀密封压板（127），所述冠阀密封压板（127）的至少一部分紧压在密封外楔环（126）的上表面上。

3.根据权利要求2所述的可在线维修型储油罐将军阀，其特征在于：所述冠阀密封压板（127）的上表面与冠阀传动蜗轮（15）下表面之间设置有O型密封圈（128）。

4.根据权利要求1至3任一项所述的可在线维修型储油罐将军阀，其特征在于：所述浮动式悬塞阀体（22）为上大下小的圆台体，所述第二液流通道（24）位于浮动式悬塞阀体（22）的中部，所述浮动式悬塞阀体（22）的下端面开设有下导流孔（221），所述下导流孔（221）与第二液流通道（24）相连通，所述浮动式悬塞阀体（22）的上端面开设有上导流孔（222），所述上导流孔（222）与位于浮动式悬塞阀体（22）上部阀体内的水平导流孔（223）相连通，所述水平导流孔（223）一端开设在浮动式悬塞阀体（22）上部阀体的外表面上，水平导流孔（223）的轴线方向与第二液流通道（24）的轴线方向相垂直，所述浮动式悬塞阀体（22）的外表面上纵向开设有导流槽（224），所述导流槽（224）的上端与水平导流孔（223）相连通，下端的高度位于第二液流通道（24）的高度范围内，当前置阀（2）处于关闭状态时，所述导流槽（224）朝向来流方向。

5.根据权利要求4所述的可在线维修型储油罐将军阀，其特征在于：所述前置阀壳（21）与主阀壳（11）之间通过法兰固定连接，所述前置阀传动蜗轮（23）与冠阀传动蜗轮（15）通过同一根蜗杆（3）驱动。

6.根据权利要求5所述的可在线维修型储油罐将军阀，其特征在于：所述主阀杆（14）上安装有主阀手柄（143），所述主阀手柄（143）通过与其轴线和主阀杆（14）轴线都相垂直的销轴（144）安装在主阀杆（14）上。

7.根据权利要求6所述的可在线维修型储油罐将军阀，其特征在于：所述主阀杆（14）的下端通过传动键（145）与主阀体（13）的上端传动连接。

8.根据权利要求7所述的可在线维修型储油罐将军阀，其特征在于：所述前置阀蜗轮轴（211）固定连接在前置阀壳（21）的上端面。

9.根据权利要求8所述的可在线维修型储油罐将军阀，其特征在于：所述主阀体（13）为球阀。

10.根据权利要求9所述的可在线维修型储油罐将军阀，其特征在于：所述上导流孔（222）的孔径是下导流孔（221）孔径的两倍。

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