CN114658858B - 一种基于波纹管截止阀的高危介质零泄露系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及波纹管截止阀领域，尤其涉及一种基于波纹管截止阀的高危介质零泄漏系统，包括:波纹管，用于密封截止阀增加截止阀的密闭性；进口腔室，其与所述阀门进口设置的波纹管相连，用于对管道输送的液体高危介质进行存放和过滤；出口腔室，其与所述阀门出口设置的波纹管相连，用于控制阀门的出口和连接阀门与管道；中控单元，用于根据检测到的实际水压控制设置在管道出水口的流量调节阀对系统内介质的流速进行调节，根据温度检测器检测的温度对是否需要水压调节进行判断以及对阀门的开闭以及管道中相应参数控制和调节。根据温度和浓度对是否有爆炸风险进行判断并发出爆炸警报。本发明实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

Description

一种基于波纹管截止阀的高危介质零泄露系统

技术领域

本发明涉及波纹管截止阀领域，尤其涉及一种基于波纹管截止阀的高危介质零泄露系统。

背景技术

波纹管截止阀也叫波纹管密封截止阀，通过自动滚焊焊接，在流体介质和大气之间形成一个金属屏障，确保阀杆零泄漏的设计，波纹管截止阀内部采用波纹管结构，不锈钢的波纹管设于在阀杆上，以防止工艺流体浸蚀阀杆。对有毒等介质的截止阀，最不容易的就是密封，且一旦杂质多了，容易堵塞截止阀。

截止阀的启闭件是塞形的阀芯，密封面呈平面或锥面，阀芯沿阀芯密封孔的中心线作直线运动，适合作为切断流道用，传统的截止阀包括阀体、阀芯及阀杆，阀体内设置有流道及阀芯密封孔，阀杆及阀芯安装于阀体内，阀杆驱动阀芯密封孔沿阀芯密封孔的中心线作直线运动，阀芯与阀芯密封孔密封配合时流道被切断。随着传统的截止阀与PC装置在不断融合发展，但是其也存在一些问题：第一，阀体上的管道端板与法兰间有间隙，间隙中的导热油走不到，很容易产生凝点，时间一长会发霉，从而腐蚀设备，同时也影响到其运行的品质；第二，阀体体积较大，占地面积大，能耗高，泄漏点也较多，材料用量大，施工费用高，后期维护较为繁琐，同时其运行效率也较低，无法满足人们的使用需求。

中国专利公开号：CN215891165U。公开了一种高危介质衬氟用快开式波纹管截止阀；卡环的环壁固定在通孔内；卡环上开设有螺纹槽；螺纹环的下部旋接在螺纹槽内；连接块固定在螺纹环上，连接块的上端与阀杆固定；一号密封垫固定在连接块的底部，且一号密封垫的环壁与螺纹环的内环壁固定；螺纹盖通过螺纹旋接在进口上；拨杆设于螺纹盖内，拨杆的上下两端分别与螺纹盖的内环壁上下固定；滤网固定在螺纹盖的右侧，且滤网的下方设有缺口；能够形成双重密封保障，提高了安全性；能够及时过滤杂质，且便于进行清理，避免截止堵塞，提高了实用性由此可见，所述高危介质衬氟用快开式波纹管截止阀存在不能实现精准防控泄露和降低泄露风险和爆炸风险的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种基于波纹管截止阀的高危介质零泄露系统。用以克服现有技术中不能精准防控泄露和降低泄露风险和爆炸风险的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于波纹管截止阀的高危介质零泄漏系统，其特征在于，包括：阀体，用以输送高危介质，在阀体中设有截止阀，用以在中控单元判定系统中出现高危介质泄漏的情况时关闭阀体以停止高危介质的输送；

波纹管，用于输送介质，包括设置在阀体进口端的进口波纹管和设置在阀体出口的出口波纹管；在进口波纹管中设有用以检测进口波纹管中高危介质水压的进口水压传感器和用以检测进口波纹管中高危介质浓度的进口浓度传感器，在出口波纹管中设有用以检测出口波纹管中高危介质水压的出口水压传感器；进口腔室，其设置于所述阀体的进口处并与所述进口波纹管相连，用于在中控单元判定需关闭截止阀时存储高危介质；在进口腔室中设有用以检测进口腔室温度的进口腔室温度传感器；出口腔室，其设置于所述阀体的进口处并与所述进口波纹管相连，用以在阀门出口与波纹管的连接处泄漏时防止高危介质泄漏至系统外；中控单元，其分别与所述进口水压传感器、出口水压传感器、进口腔室温度传感器和进口浓度传感器相连接，用于根据检测到的高危介质的实际水压控制设置在管道出水口的流量调节阀对系统内高危介质的流速进行调节，在初次完成对高危介质的流速的调节后、根据所述实际检测的水压对是否调节完成或是否出现故障进行判断、根据温度检测器检测的温度对是否需要水压调节进行判断或对阀门的开闭以及管道中相应参数进行控制和调节并根据温度和浓度对是否有爆炸风险进行判断以判定是否发出对应级别的爆炸警报。

进一步地，所述中控单元设有预设水压标准P0，当系统运行时，中控单元控制所述水压传感器检测进口波纹管处高危介质的实际液面水压Pa和出口波纹管处高危介质的实际液面水压Pb并分别将Pa和Pb与P0进行比对，

若Pa＞P0且Pb＞P0，所述中控单元判定进口端和出口端都存在泄露风险，中控单元控制流量调节阀降低所述高危液体介质的流速；

若Pa＜P0且Pb＞P0，所述中控单元判定出口端存在泄漏风险，中控单元控制截止阀关闭并发出检修警报；

若Pa＞P0且Pb＜P0，所述中控单元判定进口端存在泄露风险，中控单元控进口腔室封闭并在封闭后控制温度传感器检测进口腔室中的温度；

若Pa＜P0且Pb＜P0，所述中控单元初步判定滤网堵塞、将Pa与Pb进行比对并根据比对结果将对应的参数调节至对应值。

进一步地，所述中控单元设有第一预设进口端水压差值△Pa1、第二预设进口端水压差值△Pa2、第一预设流速调节系数α1和第二预设流速调节系数α2，其中，△Pa1＜△Pa2，1＞α1＞α2＞0，在Pa＞P0且Pb＞P0的情况下，所述中控单元计算所述进口波纹管中实际液面水压和预设水压标准的水压差值△Pa，并根据△Pa判定是否调节系统中液体介质的流速，设定△Pa＝Pa-P0，

若△Pa＜△Pa1，所述中控单元判定水压差值符合要求，不对流速进行调节；

若△Pa1＜△Pa＜△Pa2，所述中控单元判定水压差值不符合要求，中控单元控制流量调节阀对系统内液体介质的流速进行调节并使用第二预设流速调节系数α2将系统内介质的流速调节至对应值；

若△Pa＞△Pa2，所述中控单元判定水压差值不符合要求，中控单元控制所述流量调节阀对系统内介质的流速进行调节并使用第一预设流速调节系数α1将系统内介质的流速调节至对应值；

当所述中控单元使用αi将系统内介质的流速V调节至对应值时，设定i＝1，2，调节后的介质的流速记为V’，设定V’＝V0×αi。

进一步地，当所述中控单元将系统内介质的流速调节至V’时，中控单元控制所述水压传感器重新检测进口端水压Pa’，

当Pa’＞P0时，所述中控单元控制所述流量调节阀对介质的流速重新进行调节直至进口端水压小于等于预设标准水压；

当Pa’＜P0时，所述中控单元控制水压传感器重新检测出口端水压Pb’，若Pb’＜P0，所述中控单元判定调节完成，若Pb’＞P0，所述中控单元判定调节后出口端水压仍不符合标准，中控单元控制截止阀关闭并发出截止阀检修警报。

进一步地，所述中控单元设有预设临界流速Vmin，当中控单元判定需要将流速调节至V’时，中控单元将V与Vmin进行比对，

若V’≥Vmin，所述中控单元将系统内介质的流速流速调节至Vmin；

若V’＜Vmin，所述中控单元将系统内介质的流速流速调节至Vmin并控制所述水压传感器重新检测进口端水压Pa’和出口端水压Pb’；

若Pa’＞P0且Pb’＞P0，所述中控单元控制关闭截止阀并发出截止阀检修警报；

若Pa’＞P0且Pb’＜P0，所述中控单元判定进口端存在泄露风险，中控单元封闭进口腔室并在封闭后控制所述温度传感器检测进口腔室中的温度。

进一步地，所述中控单元设有第一预设进口腔室温度T1、第一预设进口腔室温度T2、第一预设水压调节系数β1和第二预设水压调节系数β2，其中，T1＜T1，0＜β1＜β2＜1，在Pa＞P0且Pb＜P0情况下，中控单元控制所述温度传感器检测进口腔室温度T并根据T判定是否将预设水压标准调节至对应值，

若T≤T1，所述中控单元判定进口腔室温度符合预设标准，中控单元不对水压进行调整；

若T1＜T≤T2，所述中控单元判定进口腔室温度不符合预设标准，中控单元使用β1将预设水压标准调节至对应值；

若T＞T2，所述中控单元判定进口腔室温度不符合预设标准，中控单元使用β2将预设水压标准值调节至对应值；

当所述中控单元使用βi将系统内介质的水压调节至对应值时，设定i＝1，2，调节后的水压记为P’，设定P’＝P0×βi。

进一步地，所述截止阀下面还设有滤网，在Pa＜P0且Pb＜P0情况下，所述中控单元控制所述水压传感器对进口腔室的水压Pa与出口腔室的水压进行检测后对比并根据对比结果判定是否存在滤网堵塞或滤网破损，

Pa＞Pb，所述中控单元判定滤网堵塞并发出滤网堵塞警报；

Pa＜Pb，所述中控单元判定截止阀体内部管道杂质堆积或出现滤网破损并发出滤网破损警报。

进一步地，所述中控单元设有预设进口端水压允许差值△Pa0和预设出口端水压允许差值△Pb0，在初次完成对高危介质流速的调节和泄露风险评估后，中控单元根据进口端水压传感器和出口端水压传感器分别测得的实际水压分别与所述预设进口端水压允许差值和预设出口端水压允许差值进行比对并根据这两个比对结果对进口端或出口端是否存在相关风险进行进一步判定，

若Pa＞P0，设定△Pa＝Pa-P0，若Pa＜P0，设定△Pa＝P0-Pa，若Pb＞P0，设定△Pb＝Pb-P0,若Pb＜P0，设定△Pb＝P0-Pb；

当△Pa≤△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定水压符合标准，检测温度和浓度以判定是否存在爆炸风险；

当△Pa≤△Pa0且△Pb＞△Pb0时，所述中控单元判定出口端存在泄露风险；中控单元关闭截止阀并对截止阀进行检修；

当△Pa＞△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定进口端存在泄露风险；封闭进口腔室，封闭后检测进口腔室中的温度；

当△Pa＞△Pa0且△Pb＞△Pb0时，所述中控单元判定进口和出口端均存在泄露风险，中控单元控制速度调节器降低所述高危液体介质的流速。

进一步地，当△Pa≤△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定水压符合标准，检测温度T和浓度Q以判定是否存在爆炸风险；所述中控单元设有预设标准温度T0和预设标准浓度Q0，

若T＜T0且Q＜Q0，所述中控单元判定检测温度和浓度均符合预设标准，中控单元判定不存在爆炸风险；

若T＜T0且Q＞Q0，所述中控单元判定爆炸风险为三级，中控单元发出三级爆炸警报；

若T＞T0且Q＜Q0，所述中控单元判定爆炸风险为二级，中控单元发出二级爆炸警报；

若T＞T0且Q＞Q0，所述中控单元判定爆炸风险为一级，中控单元发出一级爆炸警报并向工厂集控平台上报险情。

进一步地，所述中控单元还设有预设爆炸警报时间E0,若在发出爆炸警报后工厂集中控制平台无反应，中控单元根据爆炸警报时间对是否发出二次警报进行判断，

若E＜E0，所述中控单元判定爆炸警报时间符合预设标准，不发出二次爆炸警报；

若E＞E0，所述中控单元判定爆炸警报时间不符合预设标准并发出二次爆炸警报。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述系统通过设置波纹管、进口腔室、出口腔室以及中控单元，可以对截止阀实现更好的密闭性同时可以通过中控单元的作用降低燃烧和爆炸事故发生的风险，实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

进一步地，所述系统通过设置预设水压标准、进口处液面水压和出口处液面水压，可以对进口端和出口端的高位介质泄露风险进行判断并对截止阀进行相应的排险操作，进一步实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

进一步地，所述系统通过设置第一预设进口端水压差值、第二预设进口端水压差值、第一预设流速调节系数以及第二预设流速调节系数α2，可以判定水压差值是否符合要求并对不符合要求的水压差值情况进行相应的流速调节，实现了针对水压方面的风险检测和排除，进一步实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

进一步地，所述系统通过调节流速后重新检测进口端水压，对流速调节是否完成进行判定，可以对截止阀的安全性进一步限定，进一步实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

进一步地，所述系统通过设置预设临界流速，可以对泄露风险进行进一步判定，进一步实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

进一步地，所述系统通过设置第一预设进口腔室温度、第二预设进口腔室温度、第一预设水压调节系数以及第二预设水压调节系数，可以对进口腔室的温度进行是否安全判定，进一步降低了发生泄露的风险，进一步实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

进一步地，所述系统通过比较进口端与出口端的水压判定阀体内部是否存在堵塞或滤网破损情况，进一步实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

进一步对，所述系统通过设置预设进口端水压允许差值和预设出口端水压允许差值，可以判断是否存在爆炸风险，进一步实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

进一步地，所述系统通过设置预设标准温度和预设标准浓度，可以对爆炸风险进行进一步判定并发出相应的警报，进一步实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

进一步地，所述系统通过设置预设爆炸警报时间，可以对是否发出二次警报进行判断，进一步实现了波纹管截止阀的零泄露安全性和降低事故发生风险。

附图说明

图1为本发明所述的一种基于波纹管截止阀的的高危介质零泄露系统的结构示意图。

附图标记说明：1、进口水压传感器；2、进口腔室温度传感器；3、出口水压传感器；4、进口浓度传感器；5、进口腔室；6、出口腔室；7、进口波纹管；8、出口波纹管；9、截止阀内部波纹管；10、截止阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，所述阀体使用不锈钢材质密封材料且设置进口腔室5和出口腔室6，所述进口腔室5设置在截止阀10与进口波纹管7的连接处，所述出口腔室6设置在截止阀10与出口波纹管8的连接处，各腔室内均设有温度传感器，所述进口波纹管7和出口波纹管8内均设有水压传感器，其设置在各波纹管的下端，进口波纹管7还设有介质浓度传感器4，其设置在进口波纹管7的上端；

所述中控单元根据进口波纹管7和出口波纹管8内的实际水压判定是否存在泄露风险并控制流量调节阀对介质流速进行调节，根据进口波纹管7的实际水压与预设水压的差值判定是否需要再次调节介质的流速，当流速调节完成后，根据进口波纹管7的实际水压判定是否重新对流速进行调节或发出检修警报，当进口波纹管7的实际水压不符合标准时，根据进口腔室5的实际温度判定是否对水压进行调节，在进口波纹管7和出口波纹管8水压均符合标准时，根据进口水压与出口水压的对比判定是否出现滤网堵塞或破损并发出警报，在水压差值符合标准时，根据实际温度与浓度判定是否存在爆炸风险并发出对应级别的警报，在一次警报后根据系统反应的时间判定是否发出二次爆炸警报。

具体而言，所述中控单元设有预设水压标准P0，当系统运行时，中控单元控制所述水压传感器检测进口波纹管处高危介质的实际液面水压Pa和出口波纹管处高危介质的实际液面水压Pb并分别将Pa和Pb与P0进行比对，

若Pa＞P0且Pb＞P0，所述中控单元判定进口端和出口端都存在泄露风险，中控单元控制流量调节阀降低所述高危液体介质的流速；

若Pa＜P0且Pb＞P0，所述中控单元判定出口端存在泄漏风险，中控单元控制截止阀关闭并发出检修警报；

若Pa＞P0且Pb＜P0，所述中控单元判定进口端存在泄露风险，中控单元控进口腔室封闭并在封闭后控制温度传感器检测进口腔室中的温度；

若Pa＜P0且Pb＜P0，所述中控单元初步判定滤网堵塞、将Pa与Pb进行比对并根据比对结果将对应的参数调节至对应值。

具体而言，所述中控单元设有第一预设进口端水压差值△Pa1、第二预设进口端水压差值△Pa2、第一预设流速调节系数α1和第二预设流速调节系数α2，其中，△Pa1＜△Pa2，1＞α1＞α2＞0，在Pa＞P0且Pb＞P0的情况下，所述中控单元计算所述进口波纹管中实际液面水压和预设水压标准的水压差值△Pa，并根据△Pa判定是否调节系统中液体介质的流速，设定△Pa＝Pa-P0，

若△Pa＜△Pa1，所述中控单元判定水压差值符合要求，不对流速进行调节；

若△Pa1＜△Pa＜△Pa2，所述中控单元判定水压差值不符合要求，中控单元控制流量调节阀对系统内液体介质的流速进行调节并使用第二预设流速调节系数α2将系统内介质的流速调节至对应值；

若△Pa＞△Pa2，所述中控单元判定水压差值不符合要求，中控单元控制所述流量调节阀对系统内介质的流速进行调节并使用第一预设流速调节系数α1将系统内介质的流速调节至对应值；

当所述中控单元使用αi将系统内介质的流速V调节至对应值时，设定i＝1，2，调节后的介质的流速记为V’，设定V’＝V0×αi。

具体而言，当所述中控单元将系统内介质的流速调节至V’时，中控单元控制所述水压传感器重新检测进口端水压Pa’，

当Pa’＞P0时，所述中控单元控制所述流量调节阀对介质的流速重新进行调节直至进口端水压小于等于预设标准水压；

当Pa’＜P0时，所述中控单元控制水压传感器重新检测出口端水压Pb’，若Pb’＜P0，所述中控单元判定调节完成，若Pb’＞P0，所述中控单元判定调节后出口端水压仍不符合标准，中控单元控制截止阀关闭并发出截止阀检修警报。

具体而言，所述中控单元设有预设临界流速Vmin，当中控单元判定需要将流速调节至V’时，中控单元将V与Vmin进行比对，

若V’≥Vmin，所述中控单元将系统内介质的流速流速调节至Vmin；

若V’＜Vmin，所述中控单元将系统内介质的流速流速调节至Vmin并控制所述水压传感器重新检测进口端水压Pa’和出口端水压Pb’；

若Pa’＞P0且Pb’＞P0，所述中控单元控制关闭截止阀并发出截止阀检修警报；

若Pa’＞P0且Pb’＜P0，所述中控单元判定进口端存在泄露风险，中控单元封闭进口腔室并在封闭后控制所述温度传感器检测进口腔室中的温度。

具体而言，所述中控单元设有第一预设进口腔室温度T1、第一预设进口腔室温度T2、第一预设水压调节系数β1和第二预设水压调节系数β2，其中，T1＜T1，0＜β1＜β2＜1，在Pa＞P0且Pb＜P0情况下，中控单元控制所述温度传感器检测进口腔室温度T并根据T判定是否将预设水压标准调节至对应值，

若T≤T1，所述中控单元判定进口腔室温度符合预设标准，中控单元不对水压进行调整；

若T1＜T≤T2，所述中控单元判定进口腔室温度不符合预设标准，中控单元使用β1将预设水压标准调节至对应值；

若T＞T2，所述中控单元判定进口腔室温度不符合预设标准，中控单元使用β2将预设水压标准值调节至对应值；

当所述中控单元使用βi将系统内介质的水压调节至对应值时，设定i＝1，2，调节后的水压记为P’，设定P’＝P0×βi。

具体而言，所述截止阀下面还设有滤网，在Pa＜P0且Pb＜P0情况下，所述中控单元控制所述水压传感器对进口腔室的水压Pa与出口腔室的水压进行检测后进行对比并根据对比结果判定是否存在滤网堵塞或滤网破损，

Pa＞Pb，所述中控单元判定滤网堵塞并发出滤网堵塞警报；

Pa＜Pb，所述中控单元判定截止阀体内部管道杂质堆积或出现滤网破损并发出滤网破损警报。

具体而言，所述中控单元设有预设进口端水压允许差值△Pa0和预设出口端水压允许差值△Pb0，在初次完成对高危介质流速的调节和泄露风险评估后，中控单元根据进口端水压传感器和出口端水压传感器分别测得的实际水压分别与所述预设进口端水压允许差值和预设出口端水压允许差值进行比对并根据这两个比对结果对进口端或出口端是否存在相关风险进行进一步判定，

若Pa＞P0，设定△Pa＝Pa-P0，若Pa＜P0，设定△Pa＝P0-Pa，若Pb＞P0，设定△Pb＝Pb-P0,若Pb＜P0，设定△Pb＝P0-Pb；

当△Pa≤△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定水压符合标准，检测温度和浓度以判定是否存在爆炸风险；

当△Pa≤△Pa0且△Pb＞△Pb0时，所述中控单元判定出口端存在泄露风险；中控单元关闭截止阀并对截止阀进行检修；

当△Pa＞△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定进口端存在泄露风险；封闭进口腔室，封闭后检测进口腔室中的温度；

当△Pa＞△Pa0且△Pb＞△Pb0时，所述中控单元判定进口和出口端均存在泄露风险，中控单元控制速度调节器降低所述高危液体介质的流速。

具体而言，当△Pa≤△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定水压符合标准，检测温度T和浓度Q以判定是否存在爆炸风险；所述中控单元设有预设标准温度T0和预设标准浓度Q0，

若T＜T0且Q＜Q0，所述中控单元判定检测温度和浓度均符合预设标准，中控单元判定不存在爆炸风险；

若T＜T0且Q＞Q0，所述中控单元判定爆炸风险为三级，中控单元发出三级爆炸警报；

若T＞T0且Q＜Q0，所述中控单元判定爆炸风险为二级，中控单元发出二级爆炸警报；

若T＞T0且Q＞Q0，所述中控单元判定爆炸风险为一级，中控单元发出一级爆炸警报并向工厂集控平台上报险情。

具体而言，所述中控单元还设有预设爆炸警报时间E0,若在发出爆炸警报后工厂集中控制平台无反应，中控单元根据爆炸警报时间对是否发出二次警报进行判断，

若E＜E0，所述中控单元判定爆炸警报时间符合预设标准，不发出二次爆炸警报；

若E＞E0，所述中控单元判定爆炸警报时间不符合预设标准并发出二次爆炸警报。

基于波纹管截止阀的高危介质零泄露系统中的波纹管截止阀是用于易燃易爆、导油、高纯度、有毒的介质的管路上，用来对介质进行密封，通过设置在截止阀内部的双重波纹管保证了介质的零泄露，增加了密封性，截止阀内部采用波纹管结构，不锈钢的波纹管下端焊接在阀杆上，以防止工艺流体侵蚀阀杆，波纹管焊于阀杆保持稳定的运行性能，避免由于阀塞振动运气阀杆振动，保证了截止阀良好的密封性能。

基于波纹管截止阀的高危介质零泄露系统的结构特点：波纹管截止阀采用双重波纹管密封设计以及设置滤网，提高了安全性以及实现及时对杂质进行过滤，减少堵塞的发生，提高了实用性。

波纹管截止阀采用电驱动控制，主要由电动执行机构和截止阀两部分组成，可以由中控单元控制，也可以在现进行相应阀门操作。波纹管截止阀的良好密闭性能保证了所述系统的基本密封要求。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (3)

1.一种基于波纹管截止阀的高危介质零泄漏系统，其特征在于，包括：

阀体，用以输送高危介质，在阀体中设有截止阀，用以在中控单元判定系统中出现高危介质泄漏的情况时关闭阀体以停止高危介质的输送；

波纹管，用于输送介质，包括设置在阀体进口端的进口波纹管和设置在阀体出口的出口波纹管；在进口波纹管中设有用以检测进口波纹管中高危介质水压的进口水压传感器和用以检测进口波纹管中高危介质浓度的进口浓度传感器，在出口波纹管中设有用以检测出口波纹管中高危介质水压的出口水压传感器；

进口腔室，其设置于所述阀体的进口处并与所述进口波纹管相连，用于在中控单元判定需关闭截止阀时存储高危介质；在进口腔室中设有用以检测进口腔室温度的进口腔室温度传感器；

出口腔室，其设置于所述阀体的进口处并与所述进口波纹管相连，用以在阀门出口与波纹管的连接处泄漏时防止高危介质泄漏至系统外；

中控单元，其分别与所述进口水压传感器、出口水压传感器、进口腔室温度传感器和进口浓度传感器相连接，用于根据检测到的高危介质的实际水压控制设置在管道出水口的流量调节阀对系统内高危介质的流速进行调节，在初次完成对高危介质的流速的调节后、根据所述实际检测的水压对是否调节完成或是否出现故障进行判断、根据温度检测器检测的温度对是否需要水压调节进行判断或对阀门的开闭以及管道中相应参数进行控制和调节并根据温度和浓度对是否有爆炸风险进行判断以判定是否发出对应级别的爆炸警报；

所述中控单元设有预设水压标准P0，当系统运行时，中控单元控制所述水压传感器检测进口波纹管处高危介质的实际液面水压Pa和出口波纹管处高危介质的实际液面水压Pb并分别将Pa和Pb与P0进行比对，

若Pa＞P0且Pb＞P0，所述中控单元判定进口端和出口端都存在泄露风险，中控单元控制流量调节阀降低所述高危介质的流速；

若Pa＜P0且Pb＞P0，所述中控单元判定出口端存在泄漏风险，中控单元控制截止阀关闭并发出检修警报；

若Pa＞P0且Pb＜P0，所述中控单元判定进口端存在泄露风险，中控单元控进口腔室封闭并在封闭后控制温度传感器检测进口腔室中的温度；

若Pa＜P0且Pb＜P0，所述中控单元初步判定滤网堵塞、将Pa与Pb进行比对并根据比对结果将对应的参数调节至对应值；

所述中控单元设有第一预设进口端水压差值△Pa1、第二预设进口端水压差值△Pa2、第一预设流速调节系数α1和第二预设流速调节系数α2，其中，△Pa1＜△Pa2，1＞α1＞α2＞0，在Pa＞P0且Pb＞P0的情况下，所述中控单元计算所述进口波纹管中实际液面水压和预设水压标准的水压差值△Pa，并根据△Pa判定是否调节系统中液体介质的流速，设定△Pa=Pa-P0，

若△Pa＜△Pa1，所述中控单元判定水压差值符合要求，不对流速进行调节；

若△Pa1＜△Pa＜△Pa2，所述中控单元判定水压差值不符合要求，中控单元控制流量调节阀对系统内液体介质的流速进行调节并使用第二预设流速调节系数α2将系统内介质的流速调节至对应值；

若△Pa＞△Pa2，所述中控单元判定水压差值不符合要求，中控单元控制所述流量调节阀对系统内介质的流速进行调节并使用第一预设流速调节系数α1将系统内介质的流速调节至对应值；

当所述中控单元使用αi将系统内介质的流速V调节至对应值时，设定i=1，2，调节后的介质的流速记为V’，设定V’=V0×αi；

当所述中控单元将系统内介质的流速调节至V’时，中控单元控制所述水压传感器重新检测进口端水压Pa’，

当Pa’＞P0时，所述中控单元控制所述流量调节阀对介质的流速重新进行调节直至进口端水压小于等于预设标准水压；

当Pa’＜P0时，所述中控单元控制水压传感器重新检测出口端水压Pb’，若Pb’＜P0，所述中控单元判定调节完成，若Pb’＞P0，所述中控单元判定调节后出口端水压仍不符合标准，中控单元控制截止阀关闭并发出截止阀检修警报；

所述中控单元设有第一预设进口腔室温度T1、第一预设进口腔室温度T2、第一预设水压调节系数β1和第二预设水压调节系数β2，其中，T1＜T1，0＜β1＜β2＜1，在Pa＞P0且Pb＜P0情况下，中控单元控制所述温度传感器检测进口腔室温度T并根据T判定是否将预设水压标准调节至对应值，

若T≤T1，所述中控单元判定进口腔室温度符合预设标准，中控单元不对水压进行调整；

若T1＜T≤T2，所述中控单元判定进口腔室温度不符合预设标准，中控单元使用β1将预设水压标准调节至对应值；

若T＞T2，所述中控单元判定进口腔室温度不符合预设标准，中控单元使用β2将预设水压标准值调节至对应值；

当所述中控单元使用βi将系统内介质的水压调节至对应值时，设定i=1，2，调节后的水压记为P’，设定P’=P0×βi；

所述中控单元设有预设进口端水压允许差值△Pa0和预设出口端水压允许差值△Pb0，在初次完成对高危介质流速的调节和泄露风险评估后，中控单元根据进口端水压传感器和出口端水压传感器分别测得的实际水压分别与所述预设进口端水压允许差值和预设出口端水压允许差值进行比对并根据这两个比对结果对进口端或出口端是否存在相关风险进行进一步判定，

若Pa＞P0，设定△Pa=Pa-P0，若Pa＜P0，设定△Pa=P0-Pa，若Pb＞P0，设定△Pb=Pb-P0,若Pb＜P0，设定△Pb=P0-Pb;

当△Pa≤△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定水压符合标准，检测温度和浓度以判定是否存在爆炸风险；

当△Pa≤△Pa0且△Pb＞△Pb0时，所述中控单元判定出口端存在泄露风险；中控单元关闭截止阀并对截止阀进行检修；

当△Pa＞△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定进口端存在泄露风险；封闭进口腔室，封闭后检测进口腔室中的温度；

当△Pa＞△Pa0且△Pb＞△Pb0时，所述中控单元判定进口和出口端均存在泄露风险，中控单元控制速度调节器降低所述高危介质的流速；

当△Pa≤△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定水压符合标准，检测温度T和浓度Q以判定是否存在爆炸风险；所述中控单元设有预设标准温度T0和预设标准浓度Q0，

若T＜T0且Q＜Q0，所述中控单元判定检测温度和浓度均符合预设标准，中控单元判定不存在爆炸风险；

若T＜T0且Q＞Q0，所述中控单元判定爆炸风险为三级，中控单元发出三级爆炸警报；

若T＞T0且Q＜Q0，所述中控单元判定爆炸风险为二级，中控单元发出二级爆炸警报；

若T＞T0且Q＞Q0，所述中控单元判定爆炸风险为一级，中控单元发出一级爆炸警报并向工厂集控平台上报险情；

所述中控单元还设有预设爆炸警报时间E0,若在发出爆炸警报后工厂集中控制平台无反应，中控单元根据爆炸警报时间对是否发出二次警报进行判断，

若E＜E0，所述中控单元判定爆炸警报时间符合预设标准，不发出二次爆炸警报；

若E＞E0，所述中控单元判定爆炸警报时间不符合预设标准并发出二次爆炸警报。

2.一种基于波纹管截止阀的高危介质零泄漏系统，其特征在于，包括：

阀体，用以输送高危介质，在阀体中设有截止阀，用以在中控单元判定系统中出现高危介质泄漏的情况时关闭阀体以停止高危介质的输送；

波纹管，用于输送介质，包括设置在阀体进口端的进口波纹管和设置在阀体出口的出口波纹管；在进口波纹管中设有用以检测进口波纹管中高危介质水压的进口水压传感器和用以检测进口波纹管中高危介质浓度的进口浓度传感器，在出口波纹管中设有用以检测出口波纹管中高危介质水压的出口水压传感器；

进口腔室，其设置于所述阀体的进口处并与所述进口波纹管相连，用于在中控单元判定需关闭截止阀时存储高危介质；在进口腔室中设有用以检测进口腔室温度的进口腔室温度传感器；

出口腔室，其设置于所述阀体的进口处并与所述进口波纹管相连，用以在阀门出口与波纹管的连接处泄漏时防止高危介质泄漏至系统外；

中控单元，其分别与所述进口水压传感器、出口水压传感器、进口腔室温度传感器和进口浓度传感器相连接，用于根据检测到的高危介质的实际水压控制设置在管道出水口的流量调节阀对系统内高危介质的流速进行调节，在初次完成对高危介质的流速的调节后、根据所述实际检测的水压对是否调节完成或是否出现故障进行判断、根据温度检测器检测的温度对是否需要水压调节进行判断或对阀门的开闭以及管道中相应参数进行控制和调节并根据温度和浓度对是否有爆炸风险进行判断以判定是否发出对应级别的爆炸警报；

所述中控单元设有预设水压标准P0，当系统运行时，中控单元控制所述水压传感器检测进口波纹管处高危介质的实际液面水压Pa和出口波纹管处高危介质的实际液面水压Pb并分别将Pa和Pb与P0进行比对，

若Pa＞P0且Pb＞P0，所述中控单元判定进口端和出口端都存在泄露风险，中控单元控制流量调节阀降低所述高危介质的流速；

若Pa＜P0且Pb＞P0，所述中控单元判定出口端存在泄漏风险，中控单元控制截止阀关闭并发出检修警报；

若Pa＞P0且Pb＜P0，所述中控单元判定进口端存在泄露风险，中控单元控进口腔室封闭并在封闭后控制温度传感器检测进口腔室中的温度；

若Pa＜P0且Pb＜P0，所述中控单元初步判定滤网堵塞、将Pa与Pb进行比对并根据比对结果将对应的参数调节至对应值；

所述中控单元设有第一预设进口端水压差值△Pa1、第二预设进口端水压差值△Pa2、第一预设流速调节系数α1和第二预设流速调节系数α2，其中，△Pa1＜△Pa2，1＞α1＞α2＞0，在Pa＞P0且Pb＞P0的情况下，所述中控单元计算所述进口波纹管中实际液面水压和预设水压标准的水压差值△Pa，并根据△Pa判定是否调节系统中液体介质的流速，设定△Pa=Pa-P0，

若△Pa＜△Pa1，所述中控单元判定水压差值符合要求，不对流速进行调节；

若△Pa1＜△Pa＜△Pa2，所述中控单元判定水压差值不符合要求，中控单元控制流量调节阀对系统内液体介质的流速进行调节并使用第二预设流速调节系数α2将系统内介质的流速调节至对应值；

若△Pa＞△Pa2，所述中控单元判定水压差值不符合要求，中控单元控制所述流量调节阀对系统内介质的流速进行调节并使用第一预设流速调节系数α1将系统内介质的流速调节至对应值；

当所述中控单元使用αi将系统内介质的流速V调节至对应值时，设定i=1，2，调节后的介质的流速记为V’，设定V’=V0×αi；

所述中控单元设有预设临界流速Vmin，当中控单元判定需要将流速调节至V’时，中控单元将V与Vmin进行比对，

若V’≥Vmin，所述中控单元将系统内介质的流速流速调节至Vmin；

若V’＜Vmin，所述中控单元将系统内介质的流速流速调节至Vmin并控制所述水压传感器重新检测进口端水压Pa’和出口端水压Pb’；

若Pa’＞P0且Pb’＞P0，所述中控单元控制关闭截止阀并发出截止阀检修警报；

若Pa’＞P0且Pb’＜P0，所述中控单元判定进口端存在泄露风险，中控单元封闭进口腔室并在封闭后控制所述温度传感器检测进口腔室中的温度；

所述中控单元设有第一预设进口腔室温度T1、第一预设进口腔室温度T2、第一预设水压调节系数β1和第二预设水压调节系数β2，其中，T1＜T1，0＜β1＜β2＜1，在Pa＞P0且Pb＜P0情况下，中控单元控制所述温度传感器检测进口腔室温度T并根据T判定是否将预设水压标准调节至对应值，

若T≤T1，所述中控单元判定进口腔室温度符合预设标准，中控单元不对水压进行调整；

若T1＜T≤T2，所述中控单元判定进口腔室温度不符合预设标准，中控单元使用β1将预设水压标准调节至对应值；

若T＞T2，所述中控单元判定进口腔室温度不符合预设标准，中控单元使用β2将预设水压标准值调节至对应值；

当所述中控单元使用βi将系统内介质的水压调节至对应值时，设定i=1，2，调节后的水压记为P’，设定P’=P0×βi；

所述中控单元设有预设进口端水压允许差值△Pa0和预设出口端水压允许差值△Pb0，在初次完成对高危介质流速的调节和泄露风险评估后，中控单元根据进口端水压传感器和出口端水压传感器分别测得的实际水压分别与所述预设进口端水压允许差值和预设出口端水压允许差值进行比对并根据这两个比对结果对进口端或出口端是否存在相关风险进行进一步判定，

若Pa＞P0，设定△Pa=Pa-P0，若Pa＜P0，设定△Pa=P0-Pa，若Pb＞P0，设定△Pb=Pb-P0,若Pb＜P0，设定△Pb=P0-Pb;

当△Pa≤△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定水压符合标准，检测温度和浓度以判定是否存在爆炸风险；

当△Pa≤△Pa0且△Pb＞△Pb0时，所述中控单元判定出口端存在泄露风险；中控单元关闭截止阀并对截止阀进行检修；

当△Pa＞△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定进口端存在泄露风险；封闭进口腔室，封闭后检测进口腔室中的温度；

当△Pa＞△Pa0且△Pb＞△Pb0时，所述中控单元判定进口和出口端均存在泄露风险，中控单元控制速度调节器降低所述高危介质的流速；

当△Pa≤△Pa0且△Pb≤△Pb0时，所述中控单元判定水压符合标准，检测温度T和浓度Q以判定是否存在爆炸风险；所述中控单元设有预设标准温度T0和预设标准浓度Q0，

若T＜T0且Q＜Q0，所述中控单元判定检测温度和浓度均符合预设标准，中控单元判定不存在爆炸风险；

若T＜T0且Q＞Q0，所述中控单元判定爆炸风险为三级，中控单元发出三级爆炸警报；

若T＞T0且Q＜Q0，所述中控单元判定爆炸风险为二级，中控单元发出二级爆炸警报；

若T＞T0且Q＞Q0，所述中控单元判定爆炸风险为一级，中控单元发出一级爆炸警报并向工厂集控平台上报险情；

所述中控单元还设有预设爆炸警报时间E0,若在发出爆炸警报后工厂集中控制平台无反应，中控单元根据爆炸警报时间对是否发出二次警报进行判断，

若E＜E0，所述中控单元判定爆炸警报时间符合预设标准，不发出二次爆炸警报；

若E＞E0，所述中控单元判定爆炸警报时间不符合预设标准并发出二次爆炸警报。

3.根据权利要求2所述的一种基于波纹管截止阀的高危介质零泄漏系统，其特征在于，所述截止阀下面还设有滤网，在Pa＜P0且Pb＜P0情况下，所述中控单元控制所述水压传感器对进口腔室的水压Pa与出口腔室的水压进行检测后进行对比并根据对比结果判定是否存在滤网堵塞或滤网破损，

Pa＞Pb，所述中控单元判定滤网堵塞并发出滤网堵塞警报；

Pa＜Pb，所述中控单元判定截止阀体内部管道杂质堆积或出现滤网破损并发出滤网破损警报。

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