CN202392208U

CN202392208U - 一种先导式水击泄压阀系统

Info

Publication number: CN202392208U
Application number: CN2011205603327U
Authority: CN
Inventors: 李小明; 杨振宁; 许长华
Original assignee: Xian Aerospace Propulsion Institute
Current assignee: Xian Aerospace Propulsion Institute
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2021-12-28

Abstract

本实用新型涉及一种先导式水击泄压阀系统，包括泄压主阀、先导阀、加载介质供应装置和感压装置。当管道压力超过泄放压力设定值时，感压装置将管道压力传递至先导阀控制腔，克服先导阀加载弹簧的加载力，使先导阀换向，使泄压阀主阀控制腔中的加载介质与供应装置切断，并将控制腔内压力泄放，管道压力推动主阀芯使泄压主阀开启泄放水击压力。当管道压力低于泄放压力后，感压管内压力降低，先导阀的加载弹簧克服液压力使先导阀换向复位，加载介质供应装置重新给泄压阀控制腔增压，并使主阀芯动作实现关闭密封，从而实现在管道中出现水击时泄压阀准确开启、迅速泄放、消除压力峰，起到安全可靠的保护管道设备作用。

Description

一种先导式水击泄压阀系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于保护长输管道安全运行的新型水击泄压阀系统。

背景技术

为避免长输管道输送过程中因意外突然停泵或阀门紧急关断而造成的管路水击压力导致超压引起管道发生破裂事故，通常采用水击泄压阀来泄放水击压力，达到保护管道和设备的目的。

目前原油等高黏度介质的长输管道系统一般采用氮气作用式水击泄压阀来泄放水击压力，如图1所示。这种水击泄压阀为直接作用式，依靠介质压力产生的作用力克服作用在阀芯上的载荷使阀门开启。作用在阀芯上的载荷由阀腔中的控制氮气压力控制，即整定压力由氮压力控制。为保证整定压力的精度，需要配备复杂的氮气压力控制系统，并且氮气压力易受环境温度的影响，成本高，维护量大，可靠性低。由于是直接作用式，整定压力只能根据事先测试的曲线得出所需的控制气压力，不能在线校核，长期使用存在整定压力不确定性。现有的先导式水击泄压阀整定压力设定值可在线调节，但由于感压管径小，不适合高黏度介质使用，如图2所示。

发明内容

本实用新型目的是提供一种适用于高黏度介质并且可在线校核其整定压力的先导式水击泄压阀，通过感压装置跟随泄压阀入口管路高黏度介质的压力，并将入口介质压力转换为低黏度介质(如液压油)压力来控制先导阀的动作，有效地解决了原油等高黏度介质的感压难题。

本实用新型的技术解决方案是：

一种先导式水击泄压阀系统，包括泄压主阀、两位先导阀、加载介质供应装置和感压装置；所述泄压主阀的入口端与长输管道相通；其特殊之处在于：

所述泄压主阀包括阀体、设置在阀体内的阀座、与阀座密封配合的阀芯、设置在阀体的泄压通道、将阀芯顶在阀座上的主弹簧、可在阀体内沿轴向运动的背压活塞；所述阀座设置在泄压主阀的入口端，所述背压活塞设置在泄压主阀的出口端，所述阀芯设置在阀座和背压活塞之间；所述阀体和阀芯构成主阀控制腔，所述主阀控制腔和背压活塞空腔连通；

所述两位三通弹簧加载式先导阀的后腔与加载介质供应装置相通，其中腔与泄压主阀的主阀控制腔相通，其前腔排空，其控制腔中充满中低黏度液体介质；所述加载介质供应装置提供气体介质或低黏度液体介质；

所述感压装置的感压元件一侧与长输管道的介质相接触，其另一侧与先导阀控制腔相通。

上述感压装置10的感压元件11为膜片式结构或活塞式结构。

上述加载介质供应装置提供的气体介质为氮气。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过感压装置将入口高黏度介质的压力转换为低黏度介质(如液压油)压力来控制先导阀的动作，感压精度高。

2、本实用新型泄压主阀采用专门的加载介质压力加载，只要加载介质的压力比泄放压力设定值高即可，对加载介质压力的精度要求很低。

3、本实用新型泄压阀中设置背压活塞，保证了泄压阀的开度与管道压力的超压大小相关。

附图说明

图1为现有氮气作用式水击泄压阀示意图。

图2为现有先导式水击泄压阀示意图。

图3为本实用新型先导作用式水击泄压阀系统的结构示意图。

图4为图3中系统超压时各部件的位置示意图。

图5为本实用新型先导作用式水击泄压阀系统膜片式感压元件的结构示意图。

图6为本实用新型先导作用式水击泄压阀系统活塞式感压元件的结构示意图。

其中附图标记为：1-主阀阀体，2-主阀阀芯，3-主阀阀座，4-主弹簧，5-主阀密封圈，6、7、8-O型圈，9-主阀控制腔，10-感压装置，11-感压元件，12-感压管，13-先导阀弹簧，14-先导阀阀芯，15-先导阀前腔，16-先导阀中腔，17-先导阀后腔，18-先导阀控制腔，19-先导阀前阀座，20-先导阀后阀座，21-泄压管，22-加载介质供应装置，23-供应管，24-连接管，25-背压活塞。

具体实施方式

如图3所示，为本实用新型的一种水击泄压阀系统结构示意图，它主要由主阀、先导阀、加载介质供应装置、感压装置组成。

主阀包括主阀阀体1，主阀阀芯2、主阀阀座3、主弹簧4。主阀阀芯2在主弹簧4和加载介质的作用下紧贴在主阀阀座3上，与密封圈5形成主阀密封；主阀阀芯2与主阀阀体1形成主阀控制腔9，并通过O形圈6实现密封。

先导阀为一两位三通阀，先导阀阀芯14与先导阀前、后阀座19、20将先导阀阀体分隔为前腔15、中腔16和后腔17。

加载介质供应装置22通过供应管23与先导阀后腔17相连，先导阀中腔16通过连接管24与主阀控制腔9相连，先导阀前腔15设有泄压管21。

感压装置10采用感压元件11来感触入口管路压力，感压元件11的示例结构有膜片式或活塞式。感压装置10设在主阀入口管道处，通过感压元件11与管道介质接触。

感压装置10通过感压管12与先导阀控制腔连接。感压装置10可以灵敏的感受泄压阀入口管路的压力，并将介质压力转换为先导阀控制腔18中低黏度介质(如液压油)压力来控制先导阀的动作。

本实用新型的新型水击泄压阀系统工作时：

如图3所示，管道压力正常时，先导阀在前阀座19处关闭，先导阀后腔17与中腔16和主阀控制腔9连通，加载介质供应装置22的压力通过供应管23和连接管24进入主阀控制腔9，作用在主阀阀芯2上，与主阀弹簧4的加载力一起作用实现主阀的关闭密封。

如图4所示，当水击泄压阀上游管道出现水击压力时，设在泄压阀入口处的感压装置10迅速感受到峰值压力，并通过液压油传递到先导阀控制腔18，克服先导阀弹簧13的加载力，控制先导阀阀芯14在前阀座19处打开，后阀座20处关闭，切断加载介质供应装置22的压力。主阀控制腔9与先导阀前腔15连通，并通过设在先导阀前腔15的泄压管21将主阀控制腔9中的加载介质压力泄出。当主阀控制腔9的压力小于泄压阀入口压力时，主阀阀芯2开启，迅速将入口压力通过泄压阀通道泄放到下游管路。背压活塞25在出口压力作用下移动至主阀阀芯限位处，与主阀阀芯2形成一体来感受入口与出口的压力差并调整泄压主阀的开度。

如图3所示，当泄压阀入口压力低于设定泄压压力时，先导阀控制腔18的压力小于先导阀弹簧13的加载力，控制先导阀阀芯14在先导阀前阀座19处关闭，后阀座20处打开，切断先导阀前腔15与主阀控制腔9的连通，实现先导阀中腔16与主阀控制腔9的连通，加载介质供应装置22通过供应管23、连接管24向主阀控制腔9增压，主阀阀芯2在加载介质压力和主弹簧4的作用下重新实现主阀密封。

泄压主阀采用专门的加载介质，如氮气等气体或液压油等低黏度液体，加载介质由先导阀控制泄放和充填；先导阀为两位三通弹簧加载式，分别与泄压主阀控制腔、加载介质供应装置、大气或低压容器相通；加载介质的压力比泄放压力设定值高即可，对其精度无要求。为了保证泄压阀的开度与管道压力的超压大小相关，泄压阀中设置背压活塞。

管道压力正常时，加载介质与泄压阀主阀控制腔相通，加载介质压力作用在主阀阀芯上，克服管道压力使主阀关闭。当管道压力超过泄放压力设定值时，感压装置感受管道压力并通过感压管内的液压油将管道压力传递至先导阀控制腔，克服先导阀加载弹簧的加载力，使先导阀换向，这样使泄压阀主阀控制腔中的加载介质与供应装置切断，并将控制腔内压力泄放，管道压力推动主阀阀芯使泄压主阀开启泄放水击压力。背压活塞在出口压力作用下移动至主阀芯限位处，与主阀芯形成一体来感受入口与出口的压力差并调整泄压主阀的开度。当管道压力低于泄放压力后，感压管内压力降低，先导阀的加载弹簧克服液压力使先导阀换向复位，加载介质供应装置重新给泄压阀主阀控制腔增压，并使主阀阀芯动作实现关闭密封。

Claims

1.一种先导式水击泄压阀系统，包括泄压主阀、两位先导阀、加载介质供应装置和感压装置；所述泄压主阀的入口端与长输管道相通；其特征在于：

所述两位先导阀为两位三通弹簧加载式先导阀；

2.根据权利要求1所述的先导式水击泄压阀系统，其特征在于：所述感压装置的感压元件为膜片式结构或活塞式结构。

3.根据权利要求1或2所述的先导式水击泄压阀系统，其特征在于：所述加载介质供应装置提供的气体介质为氮气。