CN106594329A - 一种水下变深度气体排放系统出口侧阀门保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种水下变深度气体排放系统出口侧阀门保护系统，包括弯头、缓冲罐和止回阀，所述止回阀、弯头和缓冲罐通过管路依次连接，所述止回阀连接至气源，所述弯头连接至排气口；所述排放口、缓冲罐安装的高度均低于止回阀；所述弯头的排气出口端的高度低于止回阀的高度且高于缓冲罐的高度；所述缓冲罐的排气入口端位于缓冲罐的顶部，排气出口端位于缓冲罐的底部。本发明利用止回阀与排气口之间的缓冲罐、弯头及配套管路形成气封，避免外界海水及泥沙等杂质接触阀芯，导致阀芯卡滞或腐蚀失效，以延长阀门使用寿命，提高气体排放的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种水下变深度气体排放系统出口侧阀门保护系统。
背景技术
传统水下变深度气体排放系统通常利用管路将高压废气排至外界水中，并在排气侧通过截止阀或截止止回阀避免水倒灌进入气体排放系统。由于海水的高腐蚀性，以及可能存在的泥沙等各类杂质，当气体排放系统间歇运行时，在排气间隙，由于系统工作深度变化导致的外界水压变化，可能出现外界海水及泥沙等杂质沿排气口进入气体排放系统并堵塞、腐蚀阀门阀芯，导致系统失效。因此，对水下变深度气体排放系统出口侧阀门采取保护措施，可有效降低系统故障率，提高系统使用可靠性。
发明内容
本发明提出了一种水下变深度气体排放系统出口侧阀门保护系统，适用于海洋水下平台等结构物、水下潜航器等领域变深度气体排放系统出口侧阀门阀芯保护，可以解决现有水下气体排放系统的阀门可靠性差的问题。
本发明具体是通过以下技术方案来实现的：
一种水下变深度气体排放系统出口侧阀门保护系统，包括弯头、缓冲罐和止回阀，所述止回阀、弯头和缓冲罐通过管路依次连接，所述止回阀连接至气源，所述弯头连接至排气口；所述排放口、缓冲罐安装的高度均低于止回阀；所述弯头的排气出口端的高度低于止回阀的高度且高于缓冲罐的高度；所述缓冲罐的排气入口端位于缓冲罐的顶部，排气出口端位于缓冲罐的底部。
优选地，所述缓冲罐的设计容积可满足在系统使用深度区间，保持罐内存在一定空气净容积。
优选地，所述缓冲罐的设计压力等级可耐受设计深度下的排气瞬态冲击压力。
优选地，所述缓冲罐的外形不限。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1)、利用气封原理，在不改变阀门结构的前提下，实现阀门阀芯与外界海水的完全隔离。
(2)、结构简单，简化了常规设置多道阀件或复杂阀芯结构的解决方式，使用寿命长。
(3)、系统布置灵活，可根据实际情况调整缓冲罐容积和结构型式，可实施性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的示意图。
图2为本发明的容积示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，一种水下变深度气体排放系统出口侧阀门保护系统，包括弯头1、缓冲罐2和止回阀3，所述止回阀3、弯头2和缓冲罐2通过管路依次连接，所述止回阀3连接至气源，所述弯头1连接至排气口；所述排放口、缓冲罐2安装的高度均低于止回阀3；所述弯头2的排气出口端的高度低于止回阀3的高度且高于缓冲罐2的高度；所述缓冲罐2的排气入口端位于缓冲罐2的顶部，排气出口端位于缓冲罐2的底部；所述缓冲罐2的设计容积可满足在系统使用深度区间，保持罐内存在一定空气净容积；所述缓冲罐2的设计压力等级可耐受设计深度下的排气瞬态冲击压力；所述缓冲罐2的外形不限，可为罐型、蛇管等多种型式
本发明的工作原理是：气体排放系统停止排放后，止回阀3(截止止回阀自动止回或其他阀门人工截止)，由于排气口在止回阀3和缓冲罐2下方，缓冲罐2及配套管路中将充满与排气停止时外界水压一致的气体。当系统出现深度变化时，缓冲罐2及配套管路中的气体因外界水压变化而膨胀压缩，当外界压力与温度比值达到系统使用环境条件的最小值时，止回阀3至排气口之间气体摩尔体积最小；之后，随着外界压力与温度比值增加，止回阀3至排气口之间气体体积将不断降低，外界海水随之沿排气口进入缓冲罐2内；通过缓冲罐2和管路设计，要保证缓冲罐及配套管路最小气体残留容积大于止回阀3阀芯与弯头高点(考虑水下摇摆等因素)之间的空气容积，即可完全消除止回阀3阀芯与外界海水的接触，从而提高阀门可靠性。
缓冲罐及配套管路最小气体残留容积计算公式如下：
假定初始状态下，止回阀3密封功能良好，为保证外界海水不接触止回阀3阀芯，需保证系统由最小深度至最大深度，即外界水压不断增加，止回阀3与排气口之间管段内空气不断压缩过程中，海水不通过止回阀3排气出口端高点(弯头位置或弯头与止回阀3之间管路顶点)。为简化说明，定义：V1为止回阀阀芯与止回阀至弯头之间管路高点的空气容积；V2为止回阀与弯头之间管路高点至缓冲罐接口的空气容积；V3为缓冲罐空气容积(包含缓冲罐与排气口低点之间管路容积)。
根据理想气体状态方程，有：
其中：为止回阀与排气口之间管路空气压力/温度最小值，如当海水温度不变或随深度降低时，该参数点对应系统最小深度；为止回阀与排气口之间管路空气压力/温度最大值，如当海水温度不变或随深度降低时，该参数点对应系统最大深度；Vmax为止回阀与排气口之间空气最大容积，即Vmax＝V1+V2+V3；Vmin为止回阀与排气口之间空气最小容积。
为保证海水不接触阀芯，需保证Vmin＞V1，即：
考虑设计安全余量，且V3＞＞V2，缓冲罐容积应满足：
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种水下变深度气体排放系统出口侧阀门保护系统，其特征在于，包括弯头、缓冲罐和止回阀，所述止回阀、弯头和缓冲罐通过管路依次连接，所述止回阀连接至气源，所述弯头连接至排气口；所述排放口、缓冲罐安装的高度均低于止回阀；所述弯头的排气出口端的高度低于止回阀的高度且高于缓冲罐的高度；所述缓冲罐的排气入口端位于缓冲罐的顶部，排气出口端位于缓冲罐的底部。
2.如权利要求1所述的一种水下变深度气体排放系统出口侧阀门保护系统，其特征在于，所述缓冲罐的设计容积可满足在系统使用深度区间，保持罐内存在一定空气净容积。
3.如权利要求1所述的一种水下变深度气体排放系统出口侧阀门保护系统，其特征在于，所述缓冲罐的设计压力等级可耐受设计深度下的排气瞬态冲击压力。
4.如权利要求1所述的一种水下变深度气体排放系统出口侧阀门保护系统，其特征在于，所述缓冲罐的外形不限。
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