关于带过流阀的紧急切断阀改进探讨

李 鹏 张兆东

（泰安市特种设备检验研究院）

0 引言

紧急切断阀是汽车罐车上的重要安全部件，在汽车罐车装卸和运输过程中起到了重要的作用。《移动式压力容器安全技术监察规程》，GB/T 22653—2008《液化气体设备用紧急切断阀》和GB/T 19905—2017《液化气体汽车罐车》等标准及规范中规定：储运易燃、易爆、毒性程度为中度以上危害介质的运输车，应在气液相口处设置紧急切断装置，且紧急切断装置一般由紧急切断阀、远程控制系统、过流控制以及易熔塞自动切断装置组成。其中，过流控制装置是紧急切断阀的一项重要功能，保证管道流量超过额定流量时自动关闭，使液化气体停止流出，起到保护设备、操作人员和周围环境的作用，防止发生重大事故。

1 紧急切断阀结构原理

查阅相关资料并结合使用紧急切断阀过流量功能经验总结，紧急切断阀内部结构如图1所示，主要由阀体、过流阀、先导阀、阀杆、大弹簧、小弹簧、凸轮及油缸组成，先导阀与主阀在大弹簧与小弹簧共同作用下压紧，处于关闭状态。在装卸开启时，油压装置的凸轮向上顶阀杆，克服大弹簧作用力打开先导阀，少量液化气体通过主阀上的小孔进入到阀腔，并迅速气化使阀腔内压力升高，当腔内压力与外接容器压力平衡时，过流阀在小弹簧作用下向上打开，此时阀门处于全开状态，液化气体以一定流速流经阀腔，起到装卸的作用。当装卸完成后，阀门释放油压，阀杆在大弹簧作用下将先导阀与主阀压紧，截断流体。当发生管道破裂或者其他原因致使阀门流量突然增大至超过额定流量的情况时，主阀下部压力减小，主阀在上下压差作用下向下推动而关闭，防止介质大量流出，避免对周围人员与设施造成大范围伤害。虽然此时紧急切断后阀主阀关闭，但先导阀在油压凸轮作用下仍处于开启状态，液化气体仍可通过主阀上的小孔流出。对于储运易爆或高度、极度危害介质而言，少量泄漏仍是较大的安全隐患。

图1 紧急切断阀结构

因此，对带过流阀的紧急切断阀进行改进尤为重要，最终确保在紧急切断的阀主阀切断的同时先导阀也同时切断，实现阀门完全关闭。

2 改进措施

针对以上情况，图2所示为改进后的紧急切断阀结构，达到过流量切断时主阀与先导阀先后关闭，真正实现自动切断功能。

图2 改进后的紧急切断阀结构组成图

图2中，强磁铁紧贴在主阀上，电磁感应装置置于阀体外壁，且与主阀关闭时的强磁铁在同一水平线上，可实时感应强磁铁的磁场变化情况，电磁阀靠近油压装置，开启可释放油压。其工作原理为：当紧急切断阀工作时，液压装置克服大弹簧的弹力顶起阀杆后打开先导阀，此时，少量介质进入阀腔内，当阀腔内压力升高至与罐体平衡时，主阀在小弹簧作用下打开，此时阀门处于全开状态，可以正常装卸。如装卸软管突然破裂造成介质流量突然增大超过额定流量时，阀腔内外压差增大克服小弹簧作用力，主阀向下运动并关闭，此时强磁铁随主阀一起向下运动，阀体外壁的磁感应装置感应到磁场变化产生电流并传导至电磁阀，电磁阀开启使油压装置泄压，阀杆回落，先导阀在大弹簧作用下关闭，此时，紧急切断阀彻底关闭，确保介质无泄漏。

3 结论

紧急切断阀是压力容器、压力管道等特种设备中重要的安全附件，经常应用于液化气储存罐区及运输槽车等易燃、易爆、有毒、有害介质的工作场合。当介质发生大量泄漏而且人员无法手动关闭阀门时，紧急切断阀可自动切断管路。但现有紧急切断阀在介质流量过大时，主阀保持关闭而先导阀仍开启，导致介质泄漏，不能达到完全关闭的效果。据此利用电磁感应原理对紧急切断阀进行了改进，将主阀与先导阀联系起来，使主阀关闭后先导阀连锁关闭，避免过流量切断时主阀泄漏，使紧急切断阀彻底切断，介质不会泄漏，保证装卸运输安全。