CN107763233A - 一种快速密封板式罐根安全应急装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速密封板式罐根安全应急装置，该装置包括装置本体，装置本体的上部通过轴向定位部件和密封部件设置装置盖部件，装置盖部件之上设置支撑架，装置本体的内部设置与其同轴安装的密封板总成复位部件、密封板总成以及机械锁与活动钢板组合部件，装置本体的下部设置介质通道。其优点是：安装于管道或危化品储罐的罐根可快速解决管道运输流程中可能出现的突发泄漏事件，且仅仅依靠重力势能和电池提供的命令信号便可实现，无需市电和其他形式的动力；安装于长输管道分输站区间管网节点上则处于应急备用状态，危险时刻可全自动阻断危化品介质的泄漏，防止事故扩大及环境污染，从而降低生命危害和财产损失。

Description

一种快速密封板式罐根安全应急装置

技术领域

本发明涉及管道安全装置，更具体地说，本发明涉及一种快速密封板式罐根安全应急装置。

背景技术

现今的危化品生产储运行业所使用的管道阀门技术还比较传统，其驱动方式多数依靠人力、液压系统、气动或电动及组合传动模式。众多生产实践及事故案例证明：现有的管道流程阀门的操控技术存在繁琐的机械传动配套、故障率高和对市电依存度高等问题，关键时刻常因自身隐患和低效给流程管控造成安全事故，而当管道发生意外泄漏、爆炸火灾时，其自动应急功能又明显不足，大连7.16原油管道爆炸起火和江苏靖江4.22罐区火灾等众多泄漏事故案例均印证了管道物联网中潜在风险隐患的普遍存在。事故解析发现，灾难的升级扩大均由于罐根阀和电动闸阀断电后无法关闭所导致，也正是因为现有阀门对电力的依赖和应急自动响应关闭功能的缺失造成爆炸、伤亡损失惨重，而且危化品管道上也缺少用于应急自动避险的装置，从而给消防处置带来极大困难，导致灾难的升级与扩大。本领域人员均知“隐患险于明火、防范胜于救灾”，很显然在危化品管道上的储罐根部加装能紧急自动避险的应急装置意义重大。

发明内容

本发明的目的就是解决以上诸多问题，并为此提供一种快速密封板式罐根安全应急装置，以期消除故事隐患并有效减少事故的发生。

本发明的技术方案是：

一种快速密封板式罐根安全应急装置，包括装置本体，所述装置本体的上部通过轴向定位部件和密封部件设置装置盖部件，所述的装置盖部件之上设置支撑架，所述装置本体的内部设置与其同轴安装的密封板总成复位部件、密封板总成以及机械锁与活动钢板组合部件，所述装置本体的下部设置介质通道，所述介质通道的两侧设置用于连接管道的法兰盘；

所述的支撑架上设置用于轴向定位的中心轴承座；

所述的装置盖部件上同轴心设置磁场吸盘，所述的磁场吸盘上设置用于外延对接防爆配电箱的通讯电缆；

所述的密封部件由密封套、密封套调压螺母和压紧弹簧构成；

所述的密封板总成复位部件包括丝杠，所述丝杠的上部安装轴头定位套，所述轴头定位套上部较大直径的上、下端分别安装上压力轴承和下压力轴承，所述轴头定位套下部较小直径的外径上设置轴向变位驱动器，所述的轴向变位驱动器位于前述密封套调压螺母的上端，所述丝杠的下部外径上通过铜套安装悬挂器；

所述的密封板、机械锁与活动钢板的组合结构包括密封板体，所述密封板体的上部连接机械锁与活动钢板组合结构；

所述的机械锁与活动钢板的组合结构包括机械锁侧板，所述机械锁侧板的外部设置固定立板，所述固定立板的顶部设置活动钢板，所述固定立板的上部纵、横对称设置有四个承重球面吊柱，所述固定立板的下部安装增强护套板；所述机械锁侧板内的中心两侧分别设置有锁舌驱动弹簧和复位弹簧；两侧的所述锁舌驱动弹簧和复位弹簧之间分别设置开锁凸轮，两个所述锁舌驱动弹簧的外侧分别设置有安装在水平滑道上的机械锁锁舌，两个所述水平滑道的端部分别设置有锁舌限位；两个所述复位弹簧的外侧分别设置锁芯斜面；

所述密封板体的上部为矩形体，所述矩形体的纵向两侧分别设置有对称于中心的两个正面扶正轮，与所述的正面扶正轮垂直90度的两个侧面分别对称设置两个侧面扶正轮，所述矩形体的上部开有连接前述机械锁侧板和固定立板的螺栓孔，所述矩形体的下部加工为密封环面，所述矩形体的中部纵向设置有用于使密封板总成复位部件上下移动的矩形通道，所述矩形体的顶部开有用于安装前述开锁凸轮的穿越孔和用于安装前述承重球面吊柱的工艺孔。

本发明克服了现有技术存在的诸多问题，其有益效果是：

(1)磁场锁定密封板后待悬挂器上端面超越锁舌脱锁，密封板仅靠重力便具备磁场消逝后加速下落的关闭功能，可应对泄漏火灾自动避险；

(2)安装于管道或危化品储罐的罐根，可以快速解决管道运输流程中可能出现的突发泄漏事件，只依靠重力势能和电池提供的命令信号，不需要市电和其他形式的动力；

(3)安装于长输管道分输站区间管网节点上，处于应急备用状态，危险时刻可全自动阻断危化品介质的泄漏，防止事故扩大及环境污染，从而降低生命危害和财产损失。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图1中支撑架的结构示意图；

图4是图1中装置盖的结构示意图；

图5是图1中密封板总成的复位部件示意图；

图6是图5的右视图；

图7是图1中密封板、机械锁与活动钢板的组合结构示意图；

图8是图1中机械锁与活动钢板的组合结构示意图；

图9是图8的右视图；

图10是图1中密封板体的结构示意图；

图11是图10的右视图；

图12是图10的俯视图。

图中标记：1-轴向定位部件、10-装置盖部件、102-通讯电缆、103-磁场吸盘、11-支撑架、111-中心轴承座、2-密封部件、201-密封套、202-密封套调压螺母、203-压紧弹簧、3-密封板总成复位部件、300-丝杠、301-悬挂器、304-铜套安装、308-轴头定位套、315-下压力轴承、316-上压力轴承、4-机械锁与活动钢板组合部件、401-开锁凸轮、402-锁舌限位、403-机械锁锁舌、404-活动钢板、405-固定立板、406-增强护套板、407-承重球面吊柱、408-锁芯斜面、409-机械锁侧板、410-锁舌驱动弹簧、411-复位弹簧、412-固定螺栓、5-密封板总成、501-正面扶正轮、502-侧面扶正轮、503-密封环面、504-螺栓孔、506-穿越孔、507-工艺孔、6-介质通道、7-法兰盘、8-装置本体。

具体实施方式

为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作以详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并无限制性。

图1、图2是本发明的结构示意图。

参照图1、图2，本发明的快速密封板式罐根安全应急装置，包括装置本体8，所述装置本体8的上部通过轴向定位部件1和密封部件2安装装置盖部件10，所述的装置盖部件10之上螺栓连接支撑架11，所述装置本体8的内部同轴安装密封板总成复位部件3、密封板总成5以及机械锁与活动钢板组合部件4，所述装置本体8的下部为介质通道6，所述介质通道6的两侧设置用于连接管道的法兰盘7。

图3是图1中支撑架的结构示意图。

参照图3，所述的支撑架11上设置用于轴向定位的中心轴承座111。

图4是图1中装置盖的结构示意图。

参照图4，所述的装置盖部件10通过密封部件2安装在轴向定位部件1上，所述的密封部件2由密封套201、密封套调压螺母202和压紧弹簧203构成并起到一定调压作用，所述的装置盖部件10上同轴心安装磁场吸盘103，所述的磁场吸盘103上连接用于外延对接防爆配电箱的通讯电缆102。

图5、图6是图1中密封板总成的复位部件示意图。

参照图5、图6，所述的密封板总成复位部件包括丝杠300，所述丝杠300的上部安装轴头定位套308，所述轴头定位套308上部较大直径的上、下端分别安装上压力轴承316和下压力轴承315，所述轴头定位套308下部较小直径的外径上位于前述密封套调压螺母202的上端安装轴向变位驱动器309；所述丝杠300的下部的外径上通过铜套304安装悬挂器301。

图7是图1中密封板、机械锁与活动钢板的组合结构示意图。

参照图7，该组合结构包括密封板体500，所述密封板体500的上部连接机械锁与活动钢板的组合结构4。

图8、图9是图1中机械锁的结构示意图。

参照图8、图9结合图7，所述的机械锁包括机械锁侧板409，所述机械锁侧板409的外部以固定螺栓412安装固定立板405，所述固定立板405的顶部安装活动钢板404，所述固定立板405的上部安装纵、横方向对称布置的四个承重球面吊柱407，所述固定立板405的下部安装增强护套板406；所述机械锁侧板409内对称于中心的两侧分别安装锁舌驱动弹簧410和复位弹簧411，两个所述锁舌驱动弹簧410和复位弹簧411之间分别安装开锁凸轮401，两个所述锁舌驱动弹簧410的外侧分别设置有安装在水平滑道上的机械锁锁舌403，两个所述水平滑道的端部分别安装用于限制机械锁锁舌403外伸长度且中部镂空的锁舌限位402，两个所述复位弹簧411的外侧分别安装锁芯斜面408。

图10、图11、图12是图7中密封板体的结构示意图。

参照图10、图11和图12，所述密封板体500的上部为矩形体，所述矩形体的纵向两侧分别对称于中心安装有两个正面扶正轮501，与所述的正面扶正轮501垂直90度的两个侧面分别安装两个侧面扶正轮502，所述矩形体的上部开有连接前述机械锁侧板409和固定立板405的螺栓孔504，所述矩形体的下部加工为密封环面503，所述矩形体的中部纵向设置有用于使所述的密封板总成复位部件上下移动的矩形通道，所述矩形体的顶部开有用于安装前述开锁凸轮401的穿越孔506和用于安装前述承重球面吊柱407的工艺孔507。

在以上设置中：所述的密封板总成5与机械锁及活动钢板组合部件4通过丝杆300和悬挂器301组成用于密封板总成复位部件3的串并结构，并赋予所述的密封板总成5提升、复位的开启功能。

本发明的工作原理是：

在外部动力的驱动下，随着所述丝杠300的运转，所述的活动钢板404向逐渐接近磁场吸盘103的方向移动，当两者靠近时，所述的活动钢板404在磁场吸盘103的磁力作用下被瞬间提升并吸合锁定，从而打开介质通道6，并保持所述介质通道6的畅通。

当所述的丝杠300反转时，安装于所述丝杠300上的悬挂器301开始下行，使所述的活动钢板404和磁场吸盘103之间的压合面分离并形成一定的间隙，所述的机械锁固联在活动钢板404上的承重球面吊柱407悬停，同时固定在所述活动钢板404上的开锁凸轮401完成了对机械锁上复位弹簧411的外推压缩。

当悬挂器301与机械锁的下平面分离后，机械锁锁舌403在锁舌驱动弹簧410的拉力作用下主动回缩，让开密封板体500中部的导向轨道505，此时，悬挂器301再度上行使其上端面超越机械锁锁舌403的水平位置后，机械锁被解锁，所述的密封板总成5只保留磁场锁定，从而，被磁场吸盘103独立锁定的密封板总成5就具备了快速应急关闭的功能。

下面说明本发明的集中工作状态：

当悬挂器301向上紧压机械锁时，机械锁锁舌403负重提升密封板总成5上行，所述密封板体500上部活动钢板404靠近磁场吸盘103的磁场工作面时还未被磁场锁定，此时所述的机械锁锁舌403不可以打开，所述的悬挂器301的上端面无法超越机械锁锁舌403，所述的密封板总成5与悬挂器301组成密封板总成复位部件3，继续处于一体化机械锁定状态，此时密封板体500经外部动力驱动丝杆300转动，可自由调节控制密封板总成5的开度位置并可任意调整控制介质的流量变化，类似于常规密封板阀的工作状态。

当外力矩通过轴向定位部件1驱动丝杆300转动时，所述的悬挂器301在其内部与丝杆匹配的铜套304作用下上升至与机械锁锁舌403的下平面接触压紧后进一步提升密封板体500，使其密封环面503上移，逐渐打开介质通道6，直到活动钢板404与磁场吸盘103靠近接触并被磁场感应瞬间吸合锁定而停止上行，此时介质通道6全开并保持；

当所述的丝杆300进一步反向转动，使被吸合的活动钢板404以外的密封板总成5微量下落后被穿越机械锁上平板并纵向固联于活动钢板404的承重球面吊柱407悬挂保持稳定，在此过程中，两个所述的开锁凸轮401分别相对于两个锁芯斜面408摩擦上行，同时水平反向推压对置的两个锁芯斜面408同步反向移动并压缩与侧板409固联的复位弹簧411，也同时反向拉伸一对锁舌驱动弹簧410；

当丝杆300反转下行至悬挂器301与机械锁锁舌403下平面分离解压后，所述的机械锁锁舌403在一对锁舌驱动弹簧410作用下各自退回，离开悬挂器301的矩形通道，外力矩进一步正向驱动丝杆300并使所述的悬挂器矩301在铜套304作用下再度上升至悬挂器301的上端面超越机械锁锁舌403下平面位置后，完成机械锁解锁操作。

如果之前活动钢板404向上靠近并接触磁场吸盘103而被磁场锁定，这时的密封板总成5被与活动钢板404悬挂连接的承重球面吊柱407提供的向上拉力平衡稳定，此时，所述的磁场吸盘103对活动钢板404的磁场吸合力远大于密封板总成5的重力，则该吸合压力平衡的构建可保持密封板体500被磁场牢固锁定，正常工艺过程不会意外自行脱离，根据需求具备介质通道6的常开保持，并可依靠密封板总成5自身储存的重力势能瞬间启动应急下落，实现对介质通道6的快速关闭功能，为此，应根据生产工艺管道安全需求，使本发明在平时处于稳定可靠的应急值守状态。

本发明储备的机械力解除磁场锁功能是这样实现的：

与密封套201上端面密压配合的轴向变位驱动器309上端部经定位组装实现轴向限位后，扭力矩将所述的轴向变位驱动器309左右旋转一个角度，使其斜面配合同步出现滑动错开趋势，当轴向膨胀一定距离时，因其上端部已轴向限位，故轴向变位驱动器309无法向上升起，只能下压所述密封套201的上端面，进而使密封套201产生轴向微动下行，与此同时，密封套201的下端面对被锁定的活动钢板404产生下推力并使其脱离磁场吸盘103，从而使密封板总成5得以实现外力强制解除磁场锁定并自由下落快速关闭流程。此设计理念是为本发明预留的一个应急处置方案，以期提高安全可靠余度，无论发生何种意外，都可确保快速关闭流程，使安全应急万无一失。

本发明实现快速应急关闭后的打捞复位过程：

当流程被完全应急关闭后，机械锁将与密封板总成复位部件3脱离，脱离后磁场锁又被解除，此时，所述的密封板总成5处于关闭状态，活动钢板404及其固定在活动钢板404上的开锁凸轮401下沉，以消除活动钢板404与机械锁上端增强护护套板406之间的浮动间隙，机械锁锁舌403处于自动弹出外伸的自由状态，所述悬挂器301的下端部仍然处于导向轨道505中保持导向浮动插入状态，当外力矩驱动丝杆300转动时，所述的悬挂器301将沿导向轨道505在铜套304的带动下向下推进，使悬挂器301的下端面推压锁芯斜面408，使锁舌403水平缩进水平滑道内；所述的悬挂器301继续下行直到其上部端面低于锁舌403的下平面后，锁舌403被自动弹出，导致悬挂器301的上部端面被伸出的锁舌403阻挡，机械锁生效，此时密封板总成5及密封板总成复位部件3串并组合处于一体化机械锁定状态，在反向外力矩作用下，所述的丝杆300旋转，开始对密封板体500的打捞复位过程。

所述的磁场吸盘103的通讯电缆102外延与防爆配电箱对接(所述的防爆配电箱可与本发明分体设置或一体化存在)，可使磁场吸盘103磁场的产生与消除受控于程序设定条件。

磁场程序控制器及其锂电池可以与本发明一体化设置，也可以分置实施远程中控室管控，采用市电或太阳能给UPS或内置的锂电池充电，而UPS和一体化的内置锂电池还可实现与市电双路互备的供电模式，以保证停电后4至20毫安电信号启动执行电路，满足紧急情况下系统的正常工作。

计算机系统的自动化通讯模式可以采取PLC电路模块和计算机远程及就地无线控制的方式实现，以适用于无市电环境。

以上参照附图和实施例对本发明的技术方案进行了示意性描述，该描述没有限制性。本领域的普通技术人员应能理解，在实际应用中，本发明的实施方式有可能发生某些改变，而其他人员在其启示下也可能做出相似设计。特别需要指出的是，只要不脱离本发明宗旨，所有显而易见的改变及其相似设计，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种快速密封板式罐根安全应急装置，包括装置本体，其特征是：所述装置本体的上部通过轴向定位部件和密封部件设置装置盖部件，所述的装置盖部件之上设置支撑架，所述装置本体的内部设置与其同轴安装的密封板总成复位部件、密封板总成以及机械锁与活动钢板组合部件，所述装置本体的下部设置介质通道，所述介质通道的两侧设置用于连接管道的法兰盘；所述的支撑架上设置用于轴向定位的中心轴承座；所述的装置盖部件上同轴心设置磁场吸盘，所述的磁场吸盘上设置用于外延对接防爆配电箱的通讯电缆。

2.根据权利要求1所述的快速密封板式罐根安全应急装置，其特征是：所述的密封部件由密封套、密封套调压螺母和压紧弹簧构成。

3.根据权利要求1所述的快速密封板式罐根安全应急装置，其特征是：所述的密封板总成复位部件包括丝杠，所述丝杠的上部安装轴头定位套，所述轴头定位套上部较大直径的上、下端分别安装上压力轴承和下压力轴承，所述轴头定位套下部较小直径的外径上设置轴向变位驱动器，所述的轴向变位驱动器位于前述密封套调压螺母的上端，所述丝杠的下部外径上通过铜套安装悬挂器。

4.根据权利要求1所述的快速密封板式罐根安全应急装置，其特征是：所述的密封板总成与机械锁及活动钢板组合部件通过丝杆和悬挂器组成用于密封板总成复位部件的串并结构。

5.根据权利要求1所述的快速密封板式罐根安全应急装置，其特征是：所述的密封板、机械锁与活动钢板的组合结构包括密封板体，所述密封板体的上部连接机械锁与活动钢板组合结构。

6.根据权利要求1所述的快速密封板式罐根安全应急装置，其特征是：所述的机械锁与活动钢板的组合结构包括机械锁侧板，所述机械锁侧板的外部设置固定立板，所述固定立板的顶部设置活动钢板，所述固定立板的上部纵、横对称设置有四个承重球面吊柱，所述固定立板的下部安装增强护套板；所述机械锁侧板内的中心两侧分别设置有锁舌驱动弹簧和复位弹簧；两侧的所述锁舌驱动弹簧和复位弹簧之间分别设置开锁凸轮，两个所述锁舌驱动弹簧的外侧分别设置有安装在水平滑道上的机械锁锁舌，两个所述水平滑道的端部分别设置有锁舌限位；两个所述复位弹簧的外侧分别设置锁芯斜面。

7.根据权利要求5所述的快速密封板式罐根安全应急装置，其特征是：所述密封板体的上部为矩形体，所述矩形体的纵向两侧分别设置有对称于中心的两个正面扶正轮，与所述的正面扶正轮垂直90度的两个侧面分别对称设置两个侧面扶正轮，所述矩形体的上部开有连接前述机械锁侧板和固定立板的螺栓孔，所述矩形体的下部加工为密封环面，所述矩形体的中部纵向设置有用于使密封板总成复位部件上下移动的矩形通道，所述矩形体的顶部开有用于安装前述开锁凸轮的穿越孔和用于安装前述承重球面吊柱的工艺孔。