[发明专利]具有自闭功能的超低温球阀防体腔异常升压装置及其方法

说明书

本发明公开了一种具有自闭功能的超低温球阀防体腔异常升压装置及其方法。本发明通过紧凑的结构设计，将防体腔异常升压装置置于阀体导流孔内，在正常工况下本装置处于关闭状态，阻止进口端和阀体中腔的连通，避免进口端的压力对于密封结构的影响。而在阀体中腔内的LNG介质因环境温度的逐渐提高发生气化，压力增大时，防异常升压装置打开，将过高的压力排出至进口端，从而实现阀体中腔内压力的稳定，达到防体腔异常升压效果，避免因异常升压导致的阀杆密封泄漏、中法兰密封泄漏、紧固件失效等危险情况的发生。本装置采用磁力部件，无机械磨损，工作稳定可靠，长久耐用，可有效提高超低温球阀的使用寿命。

技术领域

本发明涉及低温球阀技术领域，特别涉及一种LNG接收站用超低温球阀防体腔异常升压装置。

背景技术

在低温工况下，球阀封闭中腔内的LNG介质可能会因环境温度的逐渐提高发生气化，气化时的体积约膨胀600倍，压力会迅速增加，如压力无法及时排除，可能导致阀杆密封泄漏、中法兰密封泄漏、紧固件失效等危险情况的发生。因此，LNG低温球阀设计时需要进行预防体腔异常升压设计，而目前的设计主要采用内部泄放法和外部泄放法2种方法。内部泄放法是通过泄放孔将阀体中腔与管路进口端连通，使中腔压力始终与管路进口端平衡；外部泄放是在中腔阀体上安装一个泄放阀，当中腔压力达到泄放压力时，中腔介质泄放到阀体外或收集到泄放瓶中。这两种方法都存在问题，不尽理想，对于内部泄放法来说，将阀体中腔压力和进口端压力始终连通，会使进口端的压力始终作用在阀门密封处，长时间的压力载荷会对密封产生一定的影响，导致泄漏问题；对于LNG介质来讲，通过外接压力泄放阀这种方法存在诸如介质泄漏、不易操作等问题，在超低温场合下较少使用。因此，需要在阀体结构和预防异常升压装置上进行设计，以实现超低温球阀防体腔异常升压效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有自闭功能的超低温球阀防体腔异常升压装置，该装置置于阀体中腔与进口端连通的孔中，在正常工况下处于关闭状态，即阻止进口端与阀体中腔的连通，避免进口端的压力对于阀门密封的影响；而在阀体中腔内的LNG介质因环境温度的逐渐提高发生气化，压力增大时，防异常升压装置打开，将过高的压力排出至进口端，从而实现阀体中腔内压力的稳定，避免因异常升压导致的阀杆密封泄漏、中法兰密封泄漏、紧固件失效等危险情况的发生。

本发明具体采用的技术方案是：

一种具有自闭功能的超低温球阀防体腔异常升压装置，其包括导流孔、导杆、导杆支架、密封圈、支撑结构和回位控制装置；

所述的导流孔开设于超低温球阀中，且连通超低温球阀的进口端和阀体中腔，在导流孔中设置有一个环形的支撑结构，其环形外壁与导流孔的内壁密封且保持固定，支撑结构中心开设贯通通道；所述支撑结构朝向进口端一侧设置于密封圈；所述的导杆支架呈环形，其固定于导流孔中，导杆支架中心开设有导向孔，所述导杆安装于导向孔中，并与导杆支架构成控制导杆轴向移动的滑动副；所述的导杆支架上开设有至少一个贯通孔，所述导杆支架两侧的导流孔空间仅通过所述贯通孔连通；所述回位控制装置用于对导杆施加朝向所述支撑结构的作用力，使导杆端部支顶于密封圈上进而封堵支撑结构中心的贯通通道，当阀体中腔中的压力增大时能够向导杆的端部施加反向作用力，使导杆端部脱离密封圈进而打开支撑结构中心的贯通通道。

作为第一方面的优选，所述的回位控制装置包括环形铁片和磁环，所述的磁环固定安装在支撑结构与密封圈之间，密封圈、环形铁片和支撑结构三者同轴固定连接，不可移动；所述磁环安装在导杆的端部，导杆端部能够通过磁环支顶于密封圈上，进而封堵支撑结构中心的贯通通道。

作为第二方面的优选，所述的回位控制装置为弹簧，所述弹簧呈预压缩状态，一端支顶于导杆支架上，另一端支顶于导杆上，对导杆施加朝向所述支撑结构的作用力。

进一步的，所述导杆支架上沿导向孔周向均匀开设有3个贯通孔。

进一步的，所述导杆、导杆支架、密封圈、支撑结构和回位控制装置均沿导流孔轴线方向同轴布置。