③紧急切断系统内有易熔金属熔断关闭装置。装置作业时如发生大面积火灾,操作人员已无法靠近罐车关闭阀门时,熔断关闭装置中的易熔合金会因火焰烘烤而熔化,自动关闭紧急切断阀而制止泄漏。
④罐车使用过程中,如果发生管路和阀门的严重破坏,瞬间大量液化气体外流,操作人员来不及或无法控制时,紧急切断阀内的过流切断装置,在高速液流的作用下,能自动关闭通路止泄。
2.紧急切断阀的结构类型
根据紧急切断阀的结构和功能可分为有过流关闭功能的紧急切断阀(见图1-8-8和图1-8-9)和无过流关闭功能的紧急切断阀(见图1-8-10)两种。
根据操作系统牵引方式的不同,紧急切断阀又可分为机械牵引式(见图1-8-9)和油压操纵式(见图1-8-8和图1-8-9)等。
机械牵引式靠机械转动或钢索拉动所产生的机械牵引力来平衡阀内弹簧的作用力,以驱动阀瓣的开闭动作。它具有结构简单、操作方便、传动迅速、制造修理方便等特点。但操作系统(如钢索)易受损伤,且操纵距离较近。
油压操纵式是靠安装在阀门箱内的小型手摇油泵所给出的油压来平衡阀内弹簧的作用力,驱动阀瓣移动而使阀门开、闭的。装置在阀门箱内的手摇油泵(见图1-8-1)是紧急切断阀开启的动力来源,摇动手柄向油路系统注油,达到一定压力后,紧急切断阀开启,罐车的装卸作业开始。油压式紧急切断阀应保证在工作压力下全开。装卸作业结束,转动泄压阀或泄压手柄使油路泄压,紧急切断阀恢复关闭状态。油压式紧急切断阀具有结构比较牢固、紧凑,操作方便,动作稳定可靠,使用寿命长等特点,但不如机械牵引式动作迅速。油泵和油压系统加工制造复杂,修理较困难。
3.紧急切断阀的工作原理
紧急切断阀是保证液化石油气汽车罐车在装卸作业中安全运行的专用阀门。它是一种常闭阀门,装卸作业中呈开启状态,在装卸作业结束后以及运行过程中该阀处于关闭状态。
一般情况下紧急切断阀处于全闭状态[见图1-8-12(a)],这时凸轮、阀杆都未被顶起,先导阀和主阀都未被阀杆推动,主弹簧和过流弹簧的压力方向相反,但主弹簧的压力大于过流弹簧的压力。在主弹簧的压力作用下,主阀和先导阀都处于全关闭状态,以保证在非装卸作业过程中,阀门、管路出现意外的情况下仍能保持罐体密闭,切断气相和液相与外界的通路。
罐车装卸作业开始,以手动机械牵引或液压操纵,利用凸轮机构把阀杆顶起,主弹簧被压缩,先导阀首先打开,主弹簧通过先导阀作用于主阀上的作用力同时消失。储罐的高压液化石油气穿过阀杆与主阀座之间的空隙流入阀腔,在阀腔内逐渐汽化,并充满主阀以下的阀腔与管路。当阀腔内的气体压力上升到接近主阀上部压力,使主阀上下压力趋于平衡时,主阀下部的过流弹簧便向上推开主阀瓣,使紧急切断阀处于全开状态[见图1-8-12(b)]。这时可以缓缓打开球阀(太快容易引起过流关闭),便可以进行正常的装卸作业。油压式紧急切断阀应保持在工作压力下全开。其开启性能要求持续放置48h,不致引起自然闭止。
在装卸作业过程中,如出现管路或阀门破损,液化气大量外泄或其他原因造成管路内流速过大,而又不能通过操纵系统关闭紧急切断阀或球阀,在具有过流关闭功能的紧急切断阀内,由于大量流体以极高的速度流经主阀下面阀腔,使阀腔内压力降低,造成罐内与阀腔内出现压力差。这时罐内液体压力将克服下部过流弹簧的张力,进而推动主阀向下运动,使主阀关闭,切断通路,达到紧急过流关闭的目的[见图1-8-12(v)]。
装卸工作结束后,释放操作手柄或使油路泄压,将阀杆复位即可关闭紧急切断阀。装卸作业过程中,如遇到管道破裂等意外火灾事故,当周围温度超过70℃±5℃时,安装在该阀上的低熔点合金熔融,油路泄压或溶断牵引连接件,紧急切断阀关闭, 以防止事故扩大或蔓延。也可以通过罐车尾部的远控系统,使油路泄压或拉动操作手柄,使紧急切断阀关闭。
紧急切断阀自始闭起,应在10s内确实闭止。
4.对紧急切断阀的基本要求
(1)具有足够的强度和密封性紧急切断阀一方面受到液化石油气压力的直接作用,另一方面还受到油压的作用,要打开切断阀所需要的油压,一般为3MPa以上。紧急切断阀的泄露或损坏,很容易引起事故,这就要求紧急切断阀具有足够的强度,并且不能泄漏液化石油气,油路也不能漏油。
(2)具有良好的使用性能,操作方便紧急切断阀是液化石油气罐车上必不可少的安全附件,在每一次的装卸作业中都要进行操作,这就要求它具有良好的操作性能,在给出关闭指令起,在10s内确实闭止。紧急切断阀在工作压力下全开,应持续放置48h不致引起自然闭止。
(3)具有良好的抗振性能液化石油气罐车在运输过程中,路况比较复杂,经常的在高低不平的道路上行驶,这就要求紧急切断阀应具有良好的抗振性能。
(4)具有足够的使用寿命。