CN110657270A - 用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀及使用方法，将两个重力型安全阀分别固定在液氨液氯瓶罐内封头上的两个孔中与阀座孔相对应，在两个阀座孔上分别螺接一个控制阀，在二个重力型安全阀的介质通道延长对接口内分别固定钢质气相管和钢质液相管，钢质气相管和钢质液相管的自由端分别与液氨液氯瓶罐内壁点焊定位；在异常情况或事故状态下，被动或主动将垂直放置的液氨液氯瓶罐倾倒翻转或翻转，使两个重力型安全阀延长体为向上倾斜状态，球形阀芯与锥形密封面接触配合形成线密封配合副，使小直径介质通道关闭；从而实现泄漏自动封堵作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀及使用方法。
背景技术
进入90年代，石油化工以及危化品工业进程加快，各种危险化学品产量增加迅速，储运移动频繁，特别是危化品槽车、储罐、气瓶用量剧增。与其同时伴随各种危化品的泄漏事故频繁出现损失惨重、影响巨大，在消防处置过程中凸显困难，缺乏更高效的手段。经常可以看到以喷淋水冷的方法让泄漏的储罐、瓶罐容器的介质持续燃烧直到燃尽熄火，监控时间长、损失大、影响面广，后果严重。此举困惑关键在于没有更好的办法在水冷的条件下终止泄漏，终止对环境的污染和损失的持续扩大化，这和原有的危化品槽车、危化品瓶罐的固有设计《标准》结构传统密切相关，该行业传统产品自身没有这方面的“应急防范措施”。特别是有毒有害的带压介质的泄漏，后果特别严重，如液氯、液氨等泄漏后，通常穿戴防化服装、防毒面具被动将泄漏的瓶罐放进石灰碱水中等，处置难度极大、风险危害极大，也给生产储运和使用单位以及消防应急部门带来了巨大压力。
目前，阀门种类虽然众多，但适用于危化品瓶罐内部安装的却极少，特别是针对需要移动的诸如液氨液氯等气液混合型的危化品运输瓶罐，一旦运输途中发生事故，不仅容易损坏外部通道上设置的阀门及附件，更容易造成重大的安全事故和环境灾害事故，事故现场处置难度极大，剧毒品的泄漏更是危害严重。
传统的危化品瓶罐阀门、管线泄漏防控手段均依靠在瓶罐外部的控制阀门，由于其结构功能的限制性，只适用于日常常规关闭使用，且其极易遭受碰撞、腐蚀而失效，无法实现在事故状态下的紧急关断，尤其在危化品大规模泄漏、火灾高温环境中，液氨液氯等危化品瓶罐的应急关断处置十分困难，如无法快速及时关断危化品瓶罐阀门，就极易引发更大规模泄漏以至火灾、爆炸等连锁灾害事故，目前市面上还没有满足液氨液氯等危化品瓶罐阀门、管线泄漏快速应急处置、具备本质安全属性的危化品瓶罐应急安全装置。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供一种用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀及使用方法，是一种焊接安装于容器内部通道上用于防范容器外部控制阀失效时紧急避险的安全装置，是应对泄漏储备的可靠应急阀及方法，以达到危化品瓶罐在紧急情况下的应急避险目的。
本发明的技术方案是：一种用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀，其特征在于：所述内置重力型安全阀由阀体、延长体和球形阀芯构成，所述阀体由一体结构的圆锥形体和圆形体构成，在圆锥形体内设有小直径介质通道，在圆形体内设有与小直径介质通道相通的大直径介质通道，小直径介质通道和大直径介质通道之间的变径处为锥形密封面，在圆锥形体外周面上设有密封螺纹；
所述延长体为圆形体，在延长体内设有大直径盲孔，在延长体外部设有介质通道延长对接口；
所述球形阀芯设置在延长体的大直径盲孔内，所述延长体与圆形体焊接在一起，焊接后的圆形体与焊接后的延长体轴线相交共面成锐角，大直径盲孔与大直径介质通道相通，介质通道延长对接口通过大直径介质通道与小直径介质通道相通；
在正常状态下，重力型安全阀延长体为向下倾斜状，小直径介质通道、大直径介质通道和介质通道延长对接口处于垂直相通的状态，球形阀芯下沉于延长体的大直径盲孔内，使介质通过介质通道延长对接口、大直径介质通道和小直径介质通道双向畅通无阻；
当重力型安全阀发生空间方位变化待球形阀芯产生运动趋势时，重力型安全阀延长体向上倾斜，介质通道延长对接口、大直径介质通道和小直径介质通道为水平状，球形阀芯在重力作用下离开大直径盲孔，向大直径介质通道移动，至与锥形密封面接触配合形成线密封配合副，关闭小直径介质通道，阻断介质的单向流动。
一种用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀的使用方法，其特征在于：
在液氨液氯瓶罐生产过程中，将两个重力型安全阀通过圆锥形体分别插入液氨液氯瓶罐内封头上的两个孔与阀座孔相对应，并经平台定位后通过焊接方式分别固定在液氨液氯瓶罐内，在液氨液氯瓶罐外的两个阀座孔上分别螺接一个控制阀，在一个重力型安全阀的介质通道延长对接口内插焊连接钢质气相管，在另一个重力型安全阀的介质通道延长对接口内插焊连接钢质液相管，钢质气相管和钢质液相管的自由端分别与液氨液氯瓶罐内壁点焊定位；
使用时，液氨液氯瓶罐体保持垂直或水平放置，当液氨液氯瓶罐体保持水平放置时，重力型安全阀延长体为向下倾斜状，钢质气相管在液体面上位的气相区，钢质液相管在液体内，此时两个重力型安全阀延长体为向下倾斜状，小直径介质通道、大直径介质通道和介质通道延长对接口处于水平相通的状态，球形阀芯下沉于延长体的大直径盲孔内，因球形阀芯在大直径盲孔内处于受力平衡的稳定状态，故不会自动进入大直径介质通道中，从而保持利于介质灌装和泄放的常开状态，使介质双向畅通无阻；
在异常情况或事故状态下，被动或主动将垂直放置的液氨液氯瓶罐倾倒翻转或将水平放置的液氨液氯瓶罐翻转，使两个重力型安全阀延长体为向上倾斜状态，打破了球形阀芯在大直径盲孔内原有的力学平衡状态，使球形阀芯自身重力的分力变成使其外出下滑的动力，从而在重力作用下离开大直径盲孔内，向大直径介质通道移动，至与锥形密封面接触配合形成线密封配合副，使小直径介质通道关闭，同时借助液氨液氯瓶罐内外介质压力差的作用，即借助液氨液氯瓶罐内部动态带压液体介质的卸放推力，使球形阀芯与锥形密封面的线密封更紧密，进一步提升密封效果，阻断了介质的单向流动，完成应急避险功能；
应急避险后，待液氨液氯瓶罐外部因泄漏问题导致的异常情况或事故状态恢复正常后，将液氨液氯瓶罐恢复到正常垂直放置状态，使重力型安全阀延长体为向下倾斜状，使钢质气相管在液体面的上位气相区，钢质液相管在液体内，或将液氨液氯瓶罐恢复到正常水平放置状态，使重力型安全阀延长体为向下倾斜状，使钢质气相管在液体面的上位气相区，钢质液相管在液体内；
通过彻底关闭外部控制阀，降低液氨液氯瓶罐内锥形密封面前后的压差，使球形阀芯在其自身重力作用下离开锥形密封面下移并滚落进入大直径盲孔内复位并保持稳定，继而使重力型安全阀内的介质通道延长对接口、大直径介质通道和小直径介质通道恢复正常工况下的常开状态，也使液氨液氯瓶罐恢复正常使用状态。
本发明的有益效果是：
本发明克服了现有技术的缺陷与不足，填补了目前液氨液氯等危化品瓶罐阀门、管线泄漏应急自封堵技术的空白，在瓶罐内部利用重力阀芯自重实现了危化品瓶罐无源式自动关闭功能，有效提高了液氨液氯等危化品瓶罐本质安全性能，并且具备免维护，与瓶罐同寿命的结构特性。尤其在移动液氨液氯瓶罐因事故外部通道上的阀门失效，并使液氨液氯瓶罐处于失控状态的极度危险时刻，可在事发的第一时间通过推倒或翻转液氨液氯等危化品瓶罐的方法，使其内置的重力式安全阀自动关闭介质通道，从而紧急切断泄漏危化品，为液氨液氯等危化品瓶罐的紧急避险储备有效的应急预案，简单高效快速，速战速决意义重大。
本发明能够大大提升液氨液氯等危化品瓶罐在意外事故发生时的自动避险能力，有效降低液氨液氯等危化品瓶罐阀门、管线泄漏的风险，提高液氨液氯等危化品瓶罐本质安全性能，对危化品储运及安全使用具有积极的意义和良好的实用性。
本内置重力型安全阀结构简单，易于安装和操作，稳定性好，造价低廉，整体设置无易损件，免维护，应急预案易懂易操作，避险效果稳定可靠，有利于大众安防安全自救和技能普及。
本内置重力型安全阀可内置于液氨液氯等危化品瓶罐内，可从根本上消除危化品瓶罐阀门、管线泄漏安全隐患，为液氨液氯等危化品瓶罐运输、使用提供了一种快速、可靠、有效的应急处置方案，其既不影响液氨液氯等危化品瓶罐的自身功能及结构，又简约廉价的在其通道源头增设了一道应急安全防线。
本内置重力型安全阀依靠球型阀芯可依靠自身重力特性完成通道关闭、打开，无需其它动力的参与，其应急功能稳定、可靠，只依靠容器所处方位的简单改变就可达到液氨液氯等危化品瓶罐在紧急情况下轻松避险之目的。
当液氨液氯等危化品瓶罐外部控制阀出现意外泄漏时，利用其泄漏过程中形成的内外压差状态，通过应急状态下推倒瓶罐翻转的同时使球形阀芯在其自身重力作用下进入介质通道并利用介质的顺流推压作用与阀体内的锥形密封面形成压紧密封配合，从而实现泄漏自动封堵作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明球形阀芯与锥形密封面形成线密封配合副的示意图；
图3为本发明的使用状态图Ⅰ；
图4为本发明的使用状态图Ⅱ；
图5为本发明的应急处理状态图Ⅰ；
图6为本发明的应急处理状态图Ⅱ。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更容易被清楚理解，下面结合附图和实施例对其作以详细说明。
如图1、图2所示，用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀，内置重力型安全阀1由阀体1-1、延长体1-2和球形阀芯1-3构成。
阀体1-1由一体结构的圆锥形体1-1-1和圆形体1-1-2构成，在圆锥形体1-1-1内设有小直径介质通道1-1-11，在圆形体1-1-2内设有与小直径介质通道1-1-11相通的大直径介质通道1-1-21，小直径介质通道1-1-11和大直径介质通道1-1-21之间的变径处为锥形密封面1-1-3，在圆锥形体1-1-1外周面上设有密封螺纹1-1-12。
延长体1-2为圆形体，在延长体1-2内设有大直径盲孔1-2-1，在延长体1-2外部设有介质通道延长对接口1-2-2。
球形阀芯1-3设置在延长体1-2的大直径盲孔1-2-1内，所述延长体1-2与圆形体1-1-2焊接在一起，焊接后的圆形体1-1-2与焊接后的延长体1-2轴线相交共面成锐角，大直径盲孔1-2-1与大直径介质通道1-1-21平滑过渡相通，介质通道延长对接口1-2-2通过大直径介质通道1-1-21与小直径介质通道1-1-11相通。
在正常使用状态下，重力型安全阀1延长体1-2为向下倾斜状，小直径介质通道1-1-11、大直径介质通道1-1-21和介质通道延长对接口1-2-2处于垂直相通的状态，球形阀芯1-3下沉于延长体1-2的大直径盲孔1-2-1内，使介质通过介质通道延长对接口1-2-2、大直径介质通道1-1-21和小直径介质通道1-1-11双向畅通无阻。
当重力型安全阀1随同容器发生空间方位变化待球形阀芯产生运动趋势时，重力型安全阀1延长体1-2向上倾斜，介质通道延长对接口1-2-2、大直径介质通道1-1-21和小直径介质通道1-1-11为水平状时，球形阀芯1-3在重力作用下离开大直径盲孔1-2-1，向大直径介质通道1-1-21移动，至与锥形密封面1-1-3接触配合形成线密封配合副，关闭小直径介质通道1-1-11，阻断介质的单向流动。
延长体1-2与圆形体1-1-2的倾斜角度为45°±20°的夹角。
内置重力型安全阀1采用钢质材料制作。
如图3至图6所示，用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀的使用方法，如下：
在液氨液氯瓶罐2生产过程中，将两个重力型安全阀1通过圆锥形体1-1-1同方位分别插入液氨液氯瓶罐2内封头上的两个孔与阀座2-1孔相对应，并经平台定位后通过焊接方式分别固定在液氨液氯瓶罐2内，在液氨液氯瓶罐2外的两个阀座2-1孔上分别螺接一个控制阀，在一个重力型安全阀1的介质通道延长对接口1-2-2内插焊连接钢质气相管2-2，在另一个重力型安全阀1的介质通道延长对接口1-2-2内插焊连接钢质液相管2-3，钢质气相管2-2和钢质液相管2-3的自由端分别与液氨液氯瓶罐2内壁点焊定位；
使用时，液氨液氯瓶罐2体保持垂直或水平放置，当液氨液氯瓶罐2体保持垂直放置时，重力型安全阀1延长体1-2为向下倾斜状，钢质气相管2-2在液体3面上位的气相区，钢质液相管2-3在液体3内，此时两个重力型安全阀1延长体1-2为向下倾斜状，小直径介质通道1-1-11、大直径介质通道1-1-21和介质通道延长对接口1-2-2处于垂直相通的状态，球形阀芯1-3下沉于延长体1-2的大直径盲孔1-2-1内，因球形阀芯1-3在大直径盲孔1-2-1内处于受力平衡的稳定状态，故不会自动进入大直径介质通道1-1-21中，从而保持利于介质灌装和泄放的常开状态，使介质双向畅通无阻；
在异常情况或事故状态下，被动或主动将垂直放置的液氨液氯瓶罐2倾倒翻转或将水平放置的液氨液氯瓶罐2翻转，使两个重力型安全阀1延长体1-2为向上倾斜状态，打破了球形阀芯1-3在大直径盲孔1-2-1内原有的力学平衡状态，使球形阀芯1-3自身重力的分力变成使其外出下滑的动力，从而在重力作用下离开大直径盲孔1-2-1内，向大直径介质通道1-1-21移动至与锥形密封面1-1-3接触配合形成线密封配合副，使小直径介质通道1-1-11关闭，同时借助液氨液氯瓶罐2内外介质压力差的作用，即借助液氨液氯瓶罐2内部动态带压液体3介质的卸放推力，使球形阀芯1-3与锥形密封面1-1-3的线密封更紧密，进一步提升密封效果，阻断了介质的单向流动，完成应急避险功能；
应急避险后，待液氨液氯瓶罐2外部因泄漏问题导致的异常情况或事故状态恢复正常后，将液氨液氯瓶罐2恢复到正常垂直放置状态，使重力型安全阀1延长体1-2为向下倾斜状，使钢质气相管2-2在液体3面的上位气相区，钢质液相管2-3在液体3内，或将液氨液氯容2恢复到正常水平放置状态，使重力型安全阀1延长体1-2为向下倾斜状，使钢质气相管2-2在液体3面的上位气相区，钢质液相管2-3在液体3内；
通过彻底关闭外部控制阀，降低液氨液氯瓶罐2内锥形密封面1-1-3前后的压差，使球形阀芯1-3在其自身重力作用下离开锥形密封面1-1-3下移并滚落进入大直径盲孔1-2-1内复位并保持稳定，继而使重力型安全阀1内的介质通道延长对接口1-2-2、大直径介质通道1-1-21和小直径介质通道1-1-11恢复正常工况下的常开状态，也使液氨液氯瓶罐2恢复正常使用状态。
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。本领域的技术人员应能理解，在实际应用中，本发明中各个步骤的实施细节均有可能发生某些变化，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：只要不脱离本发明的设计宗旨，所有显而易见的细节变化或相似设计，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀，其特征在于：所述内置重力型安全阀（1）由阀体（1-1）、延长体（1-2）和球形阀芯（1-3）构成，所述阀体（1-1）由一体结构的圆锥形体（1-1-1）和圆形体（1-1-2）构成，在圆锥形体（1-1-1）内设有小直径介质通道（1-1-11），在圆形体（1-1-2）内设有与小直径介质通道（1-1-11）相通的大直径介质通道（1-1-21），小直径介质通道（1-1-11）和大直径介质通道（1-1-21）之间的变径处为锥形密封面（1-1-3），在圆锥形体（1-1-1）外周面上设有密封螺纹（1-1-12）；
所述延长体（1-2）为圆形体，在延长体（1-2）内设有大直径盲孔（1-2-1），在延长体（1-2）外部设有介质通道延长对接口（1-2-2）；
所述球形阀芯（1-3）设置在延长体（1-2）的大直径盲孔（1-2-1）内，所述延长体（1-2）与圆形体（1-1-2）焊接在一起，焊接后的圆形体（1-1-2）与焊接后的延长体（1-2）轴线相交共面成锐角，大直径盲孔（1-2-1）与大直径介质通道（1-1-21）相通，介质通道延长对接口（1-2-2）通过大直径介质通道（1-1-21）与小直径介质通道（1-1-11）相通；
在正常状态下，重力型安全阀（1）延长体（1-2）为向下倾斜状，小直径介质通道（1-1-11）、大直径介质通道（1-1-21）和介质通道延长对接口（1-2-2）处于垂直相通的状态，球形阀芯（1-3）下沉于延长体（1-2）的大直径盲孔（1-2-1）内，使介质通过介质通道延长对接口（1-2-2）、大直径介质通道（1-1-21）和小直径介质通道（1-1-11）双向畅通无阻；
当重力型安全阀（1）发生空间方位变化待球形阀芯（1-3）产生运动趋势时，重力型安全阀（1）延长体（1-2）向上倾斜，介质通道延长对接口（1-2-2）、大直径介质通道（1-1-21）和小直径介质通道（1-1-11）为水平状，球形阀芯（1-3）在重力作用下离开大直径盲孔（1-2-1），向大直径介质通道（1-1-21）移动，至与锥形密封面（1-1-3）接触配合形成线密封配合副，关闭小直径介质通道（1-1-11），阻断介质的单向流动。
2.根据权利要求1所述的用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀，其特征在于：所述延长体（1-2）与圆形体（1-1-2）的倾斜角度为45°±20°的夹角。
3.一种采用权利要求1所述的用于移动式液氨液氯瓶罐的内置重力型安全阀的使用方法，其特征在于：
在液氨液氯瓶罐（2）生产过程中，将两个重力型安全阀（1）通过圆锥形体（1-1-1）分别插入液氨液氯瓶罐（2）内封头上的两个孔与阀座（2-1）孔相对应，并经平台定位后通过焊接方式分别固定在液氨液氯瓶罐（2）内，在液氨液氯瓶罐（2）外的两个阀座（2-1）孔上分别螺接一个控制阀，在一个重力型安全阀（1）的介质通道延长对接口（1-2-2）内插焊连接钢质气相管（2-2），在另一个重力型安全阀（1）的介质通道延长对接口（1-2-2）内插焊连接钢质液相管（2-3），钢质气相管（2-2）和钢质液相管（2-3）的自由端分别与液氨液氯瓶罐（2）内壁点焊定位；
使用时，液氨液氯瓶罐（2）体保持垂直或水平放置，当液氨液氯瓶罐（2）体保持垂直放置时，重力型安全阀（1）延长体（1-2）为向下倾斜状，钢质气相管（2-2）在液体（3）面上位的气相区，钢质液相管（2-3）在液体（3）内，此时两个重力型安全阀（1）延长体（1-2）为向下倾斜状，小直径介质通道（1-1-11）、大直径介质通道（1-1-21）和介质通道延长对接口（1-2-2）处于垂直相通的状态，球形阀芯（1-3）下沉于延长体（1-2）的大直径盲孔（1-2-1）内，因球形阀芯（1-3）在大直径盲孔（1-2-1）内处于受力平衡的稳定状态，故不会自动进入大直径介质通道（1-1-21）中，从而保持利于介质灌装和泄放的常开状态，使介质双向畅通无阻；
在异常情况或事故状态下，被动或主动将垂直放置的液氨液氯瓶罐（2）倾倒翻转或将水平放置的液氨液氯瓶罐（2）翻转，使两个重力型安全阀（1）延长体（1-2）为向上倾斜状态，打破了球形阀芯（1-3）在大直径盲孔（1-2-1）内原有的力学平衡状态，使球形阀芯（1-3）自身重力的分力变成使其外出下滑的动力，从而在重力作用下离开大直径盲孔（1-2-1）内，向大直径介质通道（1-1-21）移动，至与锥形密封面（1-1-3）接触配合形成线密封配合副，使小直径介质通道（1-1-11）关闭，同时借助液氨液氯瓶罐（2）内外介质压力差的作用，即借助液氨液氯瓶罐（2）内部动态带压液体（3）介质的卸放推力，使球形阀芯（1-3）与锥形密封面（1-1-3）的线密封更紧密，进一步提升密封效果，阻断了介质的单向流动，完成应急避险功能；
应急避险后，待液氨液氯瓶罐（2）外部因泄漏问题导致的异常情况或事故状态恢复正常后，将液氨液氯瓶罐（2）恢复到正常垂直放置状态，使重力型安全阀（1）延长体（1-2）为向下倾斜状，使钢质气相管（2-2）在液体（3）面的上位气相区，钢质液相管（2-3）在液体（3）内，或将液氨液氯容（2）恢复到正常水平放置状态，使重力型安全阀（1）延长体（1-2）为向下倾斜状，使钢质气相管（2-2）在液体（3）面的上位气相区，钢质液相管（2-3）在液体（3）内；
通过彻底关闭外部控制阀，降低液氨液氯瓶罐（2）内锥形密封面（1-1-3）前后的压差，使球形阀芯（1-3）在其自身重力作用下离开锥形密封面（1-1-3）下移并滚落进入大直径盲孔（1-2-1）内复位并保持稳定，继而使重力型安全阀（1）内的介质通道延长对接口（1-2-2）、大直径介质通道（1-1-21）和小直径介质通道（1-1-11）恢复正常工况下的常开状态，也使液氨液氯瓶罐（2）恢复正常使用状态。
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