CN104879544A - 大型低温系统用快速切断阀门设计 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型大型低温系统用快速切断阀门的设计，包括有封盖、密封垫片、外六角螺母、弹簧、弹簧盛装筒、充气接头、耐压波纹管、上下阀体、阀头防松套、阀头、行程补偿件、与装置连接件、阀头连杆等几部分组成。本发明：提供了一种新的型式的大型低温系统用的快速切断阀门，在突发事件时（停电、电网闪、停水等），保护大型低温系统的核心部件，保证系统能再很短时间内快速恢复生产。大大提高了大型低温系统的安全性能。

Description

大型低温系统用快速切断阀门设计
技术领域
本发明涉及大型低温系统领域、化工尾气回收领域、具有气体流程循环的大型低温领域，特别是在有透平膨胀机等关键设备需要保护的低温领域，如：化工尾气回收领域、氦低温系统领域等。具体涉及一种新型快速、有效切断阀门。
背景技术
    在大型低温系统及其他大型液化型系统中，透平膨胀机是关键部件是其核心部件（也是冷量唯一来源）；在运行过程中，不可避免的会遇到一些突发事件（如：突然停电、电网闪、停水、动力设备非正常运行等），此时透平膨胀机还在正常运转，但其辅助系统（如供气、供水系统等）已经停止运行了，但高压气出口与透平膨胀机进口的管道和换热器等设备中还存在大量的高压气体，仍然通过透平膨胀机进行膨胀运行，此时透平膨胀机的支撑辅助系统已经停止运行，这对透平膨胀机是一种非常大的隐患，很容易造成透平膨胀机的损坏。若透平膨胀机损坏，会导致整个系统不能运行，其损失相当大。这就需要一个保护部件（快速切断阀门），在整个系统装置发生突发事件时，能有效、快速隔断高压气体继续进入透平膨胀机膨胀，使高压气出口与透平膨胀机进口的管道和换热器等设备中的高压气体就阻隔在这部分“管道”内，不再继续进入透平膨胀机。可以使透平膨胀机快速停下来，从而保护透平膨胀机的安全，也就保证整个系统的安全。
发明内容
本发明型的目的是提供一种大型低温系统用快速切断阀门，在系统正常运行发生突发事件时，能有效、快速保护透平膨胀机；使得透平膨胀机在突发事件过程中不受损坏，保证系统能再很短时间内快速恢复。
本发明是通过以下方式实现的：
大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：包括有筒状的阀体，阀体包括有上、下阀体，上、下阀体之间夹装有行程补偿件；所下阀体底部设有流体进口，侧壁设有流体出口，下阀体内位于流体进口和流体出口之间的部位设有密封口。
行程补偿件中滑动套装有阀头连杆，阀头连杆顶部密封连接有竖置的弹簧盛装筒，弹簧盛装筒顶部设有环形外沿；行程补偿件的上端面上密封连接有套在弹簧盛装筒外的耐压波纹管，耐压波纹管上端密封连接在弹簧盛装筒环形外沿的下端面上；上阀体顶部封装有截面为T型的封盖，封盖的杆部伸入弹簧盛装筒中；弹簧盛装筒中放置有套在封盖杆部外的弹簧，弹簧上端抵在封盖的下端面上；下阀体、封盖、阀头连杆、弹簧盛装筒、耐压波纹管和行程补偿件围成外密封空间，述上阀体侧壁设有与外密封空间联通的充气接头。
下阀体顶部位于行程补偿件的下方套装有阀头防松套；包括有阀头，阀头的杆部从下阀体底部流体进口穿入，经密封口套入阀头防松套中并与阀头连杆连接为一体，阀头的头部挡在密封口下方，头部上移抵在密封口部位实现密封。
所述的大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：所述行程补偿件和阀头防松套之间形成过渡空间，耐压波纹管、弹簧盛装筒、阀头连杆和行程补偿件围成内密封空间，行程补偿件上开有联通在过渡空间和内密封空间之间的通气孔，阀头防松套上开有联通在过渡空间与下阀体内腔联通的透气孔。
大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：所述的密封连接均为焊接。
大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：下阀体底部密封连接有装置连接套。
大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：所述上阀体和封盖的连接面上设有密封垫片。
大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：所述阀头顶部设有螺纹孔，所述阀头连杆底部旋装在所述的螺纹孔中。
封盖通过圆周的8个光孔用外六角螺钉与上阀体相连，压紧密封垫片，防止阀内气体与阀门外界有物质交换。且上阀体、下阀体、行程补偿件通过焊接相连连接；耐压波纹管与行程补偿件和弹簧盛装筒通过焊接相连接；弹簧盛装筒底部通过焊与阀头连杆相连接；阀头插入阀头防松套与阀头连杆通过螺纹相连。
所述的大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：所述的密封件采用聚四氟乙烯材料作为垫片。
实现过程：首先接个焊接（焊接过程要缓慢，间断焊接，焊接件变热后需水冷却后再进行下一步焊接）：充气接头与上阀体焊接、弹簧盛装筒与阀头连杆焊接、耐压波纹管与行程补偿件焊接、耐压波纹管与弹簧盛装筒焊接、上阀体与行程补偿件焊接；以上6个焊接完成后，上部分即成为一个整体，此时将阀头防松套放入下阀体，阀头从下阀体进口出放入阀头防松套内，并使用螺丝刀固定阀头，阀头连杆通过螺纹拧入阀头内，保证耐压波纹管处于压缩状态，并且保证当行程补偿件与下阀体紧接触时，阀头密封面与下阀体密封面紧密接触，并且有一定的预紧力，若耐压波纹管压缩量可以通过行程补偿件的厚度来调整或者通过阀头与阀头连杆的螺纹调节。当耐压波纹管符合要求后，可以焊接行程补偿件与下阀体，焊接与装置连接件与下阀体。焊接完成后，把弹簧装入弹簧盛装筒，放入密封垫片，安装封盖（用8个外六角螺钉拧紧，需压紧密封垫片，保证不泄漏）。
这样一个大型低温系统用快速切断阀门就完成了。
工作原理：
在未工作状态（阀门处于关闭状态）时，充气接头连接的电磁阀门连通低压路（0.104 MPa）,耐压波纹管内外几乎无压差，耐压波纹管通过本身的预紧力（其一直处于压缩状态），带动阀头连杆，带动阀头向封盖方向移动，直到阀头密封面与下阀体密封面接触，此时阀门处于关闭状态；
快速切断阀门开启过程，当准备开启阀门时，阀门前后的压力几乎一致，即阀头本身不存在压差；此时需打开电磁阀门（电磁阀门连通高压路（2.0 MPa）），高压气体作用在外密封空间中，压缩耐压波纹管，使其带动阀头连杆，带动阀头向封盖反方向移动（其中的弹簧起辅助作用），此时阀头密封面远离下阀体密封面，此时快速切断阀门即打开，流程管道畅通；
快速切断阀门紧急关闭过程：系统正常运行时，阀门内部（阀头前后、耐压波纹管内部）充满高压流体；当系统遇到突发事件时，电磁阀门会瞬间关闭电磁阀门连通低压路（0.104 MPa）），耐压波纹管外部就处于低压状态，耐压波纹管内部的高压气体和本身的预紧力会带动阀头连杆与阀头一起向封盖方向移动，直到阀头密封面与下阀体密封面接触，此时阀门处于关闭状态，阀头内侧的流体会进入透平膨胀机膨胀，压力会迅速降低至低压，另外管道内的高压流体还会作用在阀头底面上；保证阀头不会反向移动，更进一步保证阀门的泄漏。
本发明的大型低温系统用快速切断阀门设计亦可以应用于其他方面使用。
本发明的优点是：
本发明提供了一种新的型式的大型低温系统用的快速切断阀门，在突发事件时，保护大型低温系统的核心部件，保证系统能再很短时间内快速恢复生产。大大提高了大型低温系统的安全性能。
附图说明
图1为本发明处于关闭状态时的结构示意图。
图2 为内密封垫片结构示意图。
图3为本发明处于打开状态时的结构示意图。
图4为阀头结构示意图。
图5为阀门进口连接件结构示意图。
图6为阀头防松套结构示意图。
图7为阀头连杆结构示意图。
图8为封盖结构示意图。
图9为上阀体结构示意图。
图10为下阀体结构示意图。
图11为行程补偿件结构示意图。
图12为弹簧盛装筒结构示意图。
具体实施方式                     
大型低温系统用快速切断阀门设计，包括有筒状的阀体，阀体包括有上、下阀体5、13，上、下阀体5、13之间夹装有行程补偿件7；所下阀体13底部设有流体进口16，侧壁设有流体出口17，下阀体13内位于流体进口17和流体出口16之间的部位设有密封口18。
行程补偿件7中滑动套装有阀头连杆10，阀头连杆10顶部密封连接有竖置的弹簧盛装筒3，弹簧盛装筒3顶部设有环形外沿；行程补偿件7的上端面上密封连接有套在弹簧盛装筒3外的耐压波纹管6，耐压波纹管6上端密封连接在弹簧盛装筒3环形外沿的下端面上；上阀体5顶部封装有截面为T型的封盖1，封盖1的杆部伸入弹簧盛装筒3中；弹簧盛装筒3中放置有套在封盖杆部外的弹簧4，弹簧4上端抵在封盖的下端面上；下阀体13、封盖1、阀头连杆10、弹簧盛装筒3、耐压波纹管6和行程补偿件7围成外密封空间，上阀体5侧壁设有与外密封空间联通的充气接头11。
下阀体13顶部位于行程补偿件7的下方套装有阀头防松套12；包括有阀头14，阀头14的杆部从下阀体底部流体进口穿入，经密封口套入阀头防松套12中并与阀头连杆10连接为一体，阀头14的头部挡在密封口下方，头部上移抵在密封口18部位实现密封。
行程补偿件7和阀头防松套12之间形成过渡空间，耐压波纹管6、弹簧盛装筒3、阀头连杆10和行程补偿件7围成内密封空间，行程补偿件7上开有联通在过渡空间和内密封空间之间的通气孔8，阀头防松套12上开有联通在过渡空间与下阀体内腔联通的透气孔9。
所述的密封连接均为焊接。
下阀体13底部密封连接有装置连接套15。
上阀体5和封盖的连接面上设有密封垫片2。
阀头14顶部设有螺纹孔，所述阀头连杆底部旋装在所述的螺纹孔中。

Claims (6)

1.大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：包括有筒状的阀体，阀体包括有上、下阀体，上、下阀体之间夹装有行程补偿件；所下阀体底部设有流体进口，侧壁设有流体出口，下阀体内位于流体进口和流体出口之间的部位设有密封口；
行程补偿件中滑动套装有阀头连杆，阀头连杆顶部密封连接有竖置的弹簧盛装筒，弹簧盛装筒顶部设有环形外沿；行程补偿件的上端面上密封连接有套在弹簧盛装筒外的耐压波纹管，耐压波纹管上端密封连接在弹簧盛装筒环形外沿的下端面上；上阀体顶部封装有截面为T型的封盖，封盖的杆部伸入弹簧盛装筒中；弹簧盛装筒中放置有套在封盖杆部外的弹簧，弹簧上端抵在封盖的下端面上；下阀体、封盖、阀头连杆、弹簧盛装筒、耐压波纹管和行程补偿件围成外密封空间，述上阀体侧壁设有与外密封空间联通的充气接头，
下阀体顶部位于行程补偿件的下方套装有阀头防松套；包括有阀头，阀头的杆部从下阀体底部流体进口穿入，经密封口套入阀头防松套中并与阀头连杆连接为一体，阀头的头部挡在密封口下方，头部上移抵在密封口部位实现密封。
2.根据权利要求1所述的大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：所述行程补偿件和阀头防松套之间形成过渡空间，耐压波纹管、弹簧盛装筒、阀头连杆和行程补偿件围成内密封空间，行程补偿件上开有联通在过渡空间和内密封空间之间的通气孔，阀头防松套上开有联通在过渡空间与下阀体内腔联通的透气孔。
3.根据权利要求1所述的大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：所述的密封连接均为焊接。
4.根据权利要求1所述的大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：下阀体底部密封连接有装置连接套。
5.根据权利要求1所述的大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：所述上阀体和封盖的连接面上设有密封垫片。
6.根据权利要求1所述的大型低温系统用快速切断阀门设计，其特征在于：所述阀头顶部设有螺纹孔，所述阀头连杆底部旋装在所述的螺纹孔中。
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