專利名稱：一種流體輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及管路清洗技術(shù)，具體為一種流體輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，主要適用于含固體顆粒流體的高壓管路輸送。
背景技術(shù)：
泄漏是安全閥應(yīng)用中常見的故障。泄漏的原因有多種，而當(dāng)密封面上積存固體顆粒、結(jié)晶物或結(jié)焦時(shí)，往往會(huì)造成閥門的內(nèi)泄漏。比如在煤直接液化工藝中，由于煤漿中存在煤顆粒，在彈簧式安全閥泄壓后，殘存在密封面上的煤顆粒使得閥門關(guān)不死，從而產(chǎn)生內(nèi)泄漏等。有效地清除管路中安全閥密封面上的固體粒子或顆粒，是解決安全閥內(nèi)泄漏問題的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的煤直接液化工藝中往往并聯(lián)兩套進(jìn)料泵設(shè)備，一開一備，每套泵單獨(dú)配置安全閥。這種設(shè)備雖然可以在一個(gè)安全閥動(dòng)作后啟動(dòng)備用的泵系統(tǒng)(即啟動(dòng)另一個(gè)或備用安全閥)，并對(duì)已動(dòng)作的安全閥進(jìn)行清洗，但僅僅因?yàn)橐粋€(gè)安全閥動(dòng)作后就切換為另一套泵系統(tǒng)，并非是這種泵系一開一備設(shè)計(jì)的初衷。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)壓力波動(dòng)時(shí)，安全閥有可能頻繁動(dòng)作，而頻繁切換泵系顯然是不合理的。為解決含固體顆粒流體(如油煤漿介質(zhì))的高壓輸送管路安全閥泄露問題，前人已做過許多努力。在北京航天石化技術(shù)裝備工程公司申請(qǐng)的專利中，有三項(xiàng)是關(guān)于安全閥在線快速切換裝置的。如專利200620004067. 3提供一種截止閥為雙直角三通流路的雙截止閥，其上方安裝兩個(gè)相同的安全閥，通過雙截止閥的兩側(cè)往復(fù)切換保證一臺(tái)安全閥在線進(jìn)行超壓保護(hù)，而另一臺(tái)為維修備用；又如專利200620004068. 8提出一種利用三通球閥實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)安全閥的快速切換方法，這種設(shè)置可以始終做到安全閥的一備一用和連續(xù)的超壓保護(hù)；再如專利200820177725. 8提出一種聯(lián)動(dòng)裝置，同時(shí)切換兩臺(tái)安全閥的進(jìn)出口，以便對(duì)已動(dòng)作安全閥進(jìn)行清洗，并將備用安全閥連通到主管路。敖貴斌等(敖貴斌，王志國(guó).高壓安全閥前增設(shè)截止閥的可行性分析[J].中氮肥，2004，(5) 74)針對(duì)甲胺液結(jié)晶造成的泄漏問題提出了一種在不停車情況下，在安全閥前增加截止閥K，并在安全閥和截止閥K之間增加高壓沖洗線管和截止閥K’，需要沖洗時(shí)，可關(guān)閉K，打開K’，安全閥再次起跳，以達(dá)到?jīng)_洗閥頭目的的方法。若處理后仍然泄漏，則關(guān)閉截止閥K，拆檢安全閥。但以上文獻(xiàn)中報(bào)道的切換清洗系統(tǒng)都存在以下缺陷即無法避免安全閥在流體含固體顆粒狀態(tài)下有效關(guān)閉，無法避免閥瓣與閥座之間擠壓有固體顆粒，仍會(huì)造成安全閥閥瓣與閥座的磨損，影響安全閥的內(nèi)密封，最終導(dǎo)致輸送安全閥的內(nèi)泄露，影響正常的工藝操作。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型擬解決的技術(shù)問題是，提供一種流體輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)。該沖洗系統(tǒng)主要用于含固體顆粒流體的高壓管路輸送，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可減少安全閥密封面的磨損，保障安全閥的可靠工作等特點(diǎn)。[0007]本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種流體輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于該沖洗系統(tǒng)主要包括在輸送主管路上連接一個(gè)安全閥，安全閥通過沖洗管路與蓄勢(shì)器連接，且在沖洗管路上設(shè)置自控閥門；安全閥上安裝有位移傳感器，位移傳感器通過信號(hào)線與自控閥門連接；安全閥還連接有后出口管路；所述蓄勢(shì)器的下部并接有進(jìn)液管路和沖洗液排放管路，進(jìn)液管路與沖洗液罐相連通，且在進(jìn)液管路上安裝有供液泵和供液閥門，沖洗液排放管路上安裝有沖洗液排放閥門；所述蓄勢(shì)器的上部安裝有液位計(jì)，頂部安裝有壓力表；蓄勢(shì)器的頂部還并接有高壓供氣管路和排氣管路，高壓供氣管路上安裝有供氣閥門，排氣管路上安裝有排氣閥門。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)含固體顆粒流體的高壓輸送管路安全閥的在線自動(dòng)沖洗，在安全閥的入口管路上增設(shè)了氣液式高壓蓄勢(shì)器，蓄勢(shì)器內(nèi)的沖洗液量和高壓氣體壓力都是可控的；蓄勢(shì)器通過沖洗液沖洗管路與安全閥入口管路相連通，沖洗管路設(shè)置自控閥門，并以安全閥閥瓣動(dòng)作信號(hào)控制，當(dāng)安全閥泄壓完成，閥瓣將要回落時(shí)，自動(dòng)打開沖洗管路自控閥門，蓄勢(shì)器內(nèi)的沖洗液在壓力作用下，經(jīng)三通分別流入安全閥和輸送主管路，實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門密封面的在線自動(dòng)沖洗。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)安全閥密封面的在線自動(dòng)沖洗，減少密封面的磨損，保障安全閥的可靠工作，具有設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便等特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型流體輸送管路安全閥自動(dòng)沖洗系統(tǒng)一種實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型流體輸送管路安全閥自動(dòng)沖洗系統(tǒng)一種實(shí)施例模擬計(jì)算得到的0. 25s時(shí)刻煤粉顆粒體積分布云圖。具體實(shí)現(xiàn)方式下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步敘述本實(shí)用新型。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的流體輸送管路安全閥自動(dòng)沖洗系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱沖洗系統(tǒng)，參見圖 1)，主要用于含固體顆粒流體的高壓輸送管路在線自動(dòng)沖洗，其特征在于該沖洗系統(tǒng)主要包括安全閥1，蓄勢(shì)器2，位移傳感器3、壓力表4、液位計(jì)5、供液泵6、閥門和沖洗管路；在輸送主管路12上，連接一個(gè)安全閥1，安全閥1通過沖洗管路15與蓄勢(shì)器2連接，且在沖洗管路15上設(shè)置自控閥門11 ；安全閥1上安裝有位移傳感器3，位移傳感器3通過信號(hào)線17 與自控閥門11連接；安全閥1還連接有后出口管路16 ；所述蓄勢(shì)器2的下部并接有進(jìn)液管路13和沖洗液排放管路14，進(jìn)液管路13與沖洗液罐(圖中未畫出)相連通，且在進(jìn)液管路13上安裝有供液泵6和供液閥門7，在沖洗液排放管路14上安裝有沖洗液排放閥門8 ； 所述蓄勢(shì)器2的上部安裝有液位計(jì)5，頂部安裝有壓力表4 ；蓄勢(shì)器2的頂部還并接有高壓供氣管路18和排氣管路19，高壓供氣管路18上安裝有供氣閥門9，排氣管路19上安裝有排氣閥門10。本實(shí)用新型沖洗系統(tǒng)的壓力表4用來監(jiān)測(cè)蓄勢(shì)器內(nèi)的氣壓；液位計(jì)5用來監(jiān)測(cè)蓄勢(shì)器2內(nèi)沖洗液的液面位置；傳感器3用來監(jiān)測(cè)安全閥1閥瓣的位移；閥門11為自控閥門， 由傳感器3的信號(hào)控制；供液泵6用來為蓄勢(shì)器2供油；供液閥門7 (截止閥)，用來調(diào)節(jié)蓄勢(shì)器2的進(jìn)油量；蓄勢(shì)器2內(nèi)的沖洗液滿足液位要求時(shí)，停止供液泵6供油，并關(guān)閉供液閥門7 ；排放閥門8 (截止閥)用于蓄勢(shì)器2內(nèi)沖洗液的排放；排氣閥門10 (截止閥)，用于蓄勢(shì)器2內(nèi)氣體的排放；供氣閥門9 (截止閥)，用于控制進(jìn)入蓄勢(shì)器2氣體的流量，蓄勢(shì)器2 達(dá)到壓力要求時(shí)，關(guān)閉供氣閥門9。本實(shí)用新型沖洗系統(tǒng)用到的所有元器件，包括各種閥門、管路、自控裝置和蓄勢(shì)器本身等均可市場(chǎng)購買。本實(shí)用新型創(chuàng)新設(shè)計(jì)在于綜合利用現(xiàn)有技術(shù)如自控技術(shù)、液壓技術(shù)等，設(shè)計(jì)了一種流體輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，解決了含固體顆粒流體輸送管路用安全閥的在線自動(dòng)清洗問題，避免了安全閥的內(nèi)泄漏，保證工藝過程的連續(xù)性。本實(shí)用新型沖洗系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)在于所述安全閥的沖洗工藝變革不等安全閥的閥瓣回落就及時(shí)進(jìn)行自動(dòng)沖洗，使安全閥關(guān)閉時(shí)，閥瓣與閥座附近甚至閥體內(nèi)均不含輸送介質(zhì)的固體顆粒，從根本上避免密封面上擠壓有固體顆粒，減少了密封面的磨損，延長(zhǎng)了安全閥的使用壽命，保障了安全閥的工作可靠性。本實(shí)用新型沖洗系統(tǒng)的進(jìn)一步特征是所述的蓄勢(shì)器2為氣液式高壓蓄勢(shì)器。蓄勢(shì)器2是本實(shí)用新型系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵裝置，用來瞬間提供具有一定壓力、一定體積的沖洗介質(zhì)(液)。蓄勢(shì)器2的壓力、容積、氣液比例等的設(shè)定需與流體輸送管路中沖洗介質(zhì)的壓力及流量、含固量、安全閥的結(jié)構(gòu)等相匹配設(shè)計(jì)。是否采用氣液式高壓蓄勢(shì)器應(yīng)根據(jù)輸送介質(zhì)要求確定，對(duì)于液固兩相流或氣液固多相流，氣液式高壓蓄勢(shì)器是可行的，而對(duì)于氣固兩相流，可不必采用蓄勢(shì)器，直接采用可控的壓力氣源進(jìn)行沖洗即可。本實(shí)用新型沖洗系統(tǒng)的沖洗液或沖洗介質(zhì)應(yīng)與主流體相容。例如，煤液化工業(yè)中的主流體是油煤漿，沖洗液(介質(zhì))選用溶劑油，因?yàn)橛兔簼{就是由煤粉顆粒與溶劑油及催化劑調(diào)配成的。顯然，主流體不同，沖洗介質(zhì)也應(yīng)該不同，可能是水，可能是油，也可能是其他適當(dāng)介質(zhì)。由于沖洗液(介質(zhì))與主流體相容，一方面少量沖洗介質(zhì)可以進(jìn)入主流體，并不影響主流體的工藝；另一方面從安全閥1連接的后出口管路16排出的沖洗介質(zhì)經(jīng)分離后可循環(huán)使用。本實(shí)用新型沖洗系統(tǒng)工作過程是，工作時(shí)，通過供液泵6向蓄勢(shì)器2充入定量的沖洗液，通過液位計(jì)5觀察沖洗液位置，并由供液閥門7和排放閥門8控制油量；高壓氣源經(jīng)蓄勢(shì)器2上部的高壓供氣管路18通入定量的高壓氣，用壓力表4監(jiān)測(cè)蓄勢(shì)器2內(nèi)的壓力； 由供氣閥門9和排氣閥門10控制高壓氣的進(jìn)出；設(shè)定蓄勢(shì)器2內(nèi)壓力高于安全閥1的排放壓力及流體(油煤漿)輸送主管路12內(nèi)的壓力。安全閥1上設(shè)有位移傳感器3，位移傳感器3通過信號(hào)線17來控制自動(dòng)閥門11的啟閉。當(dāng)安全閥1閥瓣開始回落時(shí)，及時(shí)打開自動(dòng)閥門11，此時(shí)，蓄勢(shì)器2內(nèi)的沖洗液經(jīng)三通分別流入安全閥1和油煤漿輸送主管路12，一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)安全閥1密封面的在線自動(dòng)沖洗，另一方面阻斷油煤漿由輸送主管路12到安全閥1的侵入。當(dāng)蓄勢(shì)器2內(nèi)的壓力降低到回座壓力時(shí)，自動(dòng)閥門1自動(dòng)回座歸位。本實(shí)用新型沖洗系統(tǒng)的工作原理是蓄勢(shì)器2內(nèi)的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于安全閥后出口管路16內(nèi)的壓力，當(dāng)自動(dòng)閥門11開啟后，蓄勢(shì)器2內(nèi)的高壓液體立即從安全閥1的閥瓣和閥座之間的流道急速流向低壓管路16，在流動(dòng)過程中會(huì)將安全閥1的閥瓣和閥座之間密封面上的煤顆粒沖走，從而達(dá)到自動(dòng)沖洗的目的。同時(shí)，在流動(dòng)過程中一部分沖洗液會(huì)流向主管路12，阻止主管路12內(nèi)的含固體顆粒流體向安全閥1流動(dòng)。當(dāng)蓄勢(shì)器2內(nèi)的壓力下降到安全閥1的閥座壓力時(shí)，安全閥1的閥座回落，重新可靠閉合。本實(shí)用新型沖洗系統(tǒng)或裝置主要是針對(duì)含固體顆粒流體(油煤漿)的高壓輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗，解決輸送過程中產(chǎn)生的安全閥泄漏問題。本實(shí)用新型的沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)合理，在安全閥泄壓之后，且閥瓣尚未回落之時(shí)，用沖洗液對(duì)安全閥1密封面直接進(jìn)行在線沖洗，可避免泵系的頻繁切換，減少安全閥1密封面的磨損，保障安全閥1的可靠工作，提高生產(chǎn)效率。本實(shí)用新型沖洗系統(tǒng)也適用于類似用途的設(shè)備上。本實(shí)用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。下面給出對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。具體實(shí)施例僅用于對(duì)本實(shí)用新型沖洗系統(tǒng)的詳細(xì)說明，不限制本實(shí)用新型申請(qǐng)權(quán)利要求的保護(hù)范圍。實(shí)施例1設(shè)計(jì)一個(gè)油煤漿流體的高壓輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)是蓄勢(shì)器2的直徑1200mm，高h(yuǎn) = IOOOmm ；油煤漿輸送主管路12的直徑150mm ；安全閥1 的入口管路直徑80mm，出口管路IOOmm ；沖洗液沖洗管路15的直徑80mm，安全閥1的喉徑 41. 5mm,閥瓣開啟高度10. 4mm。蓄勢(shì)器2的表壓力為25. 287MP,初始條件下，蓄勢(shì)器2內(nèi)1/3為空氣，2/3為沖洗液；油煤漿輸送主管路12的內(nèi)壓力為20. 187MP，煤粉粒徑平均為0. 074mm，密度為 1421. 6kg/m3，質(zhì)量流速為12. 21kg/s,沖洗液(溶劑油)密度為881. 3kg/m3，質(zhì)量流速為 12. 97Ag/s，含固量為0. 3684，安全閥后出口管路16的表壓力為0. IMPa，顆粒最大堆積密度為63%。實(shí)施例的煤顆粒體積分布模擬計(jì)算結(jié)果如圖2所示，在沖洗0. 25s時(shí)，安全閥1的閥瓣與底座之間的煤顆粒體積分?jǐn)?shù)已低于10_5，可以認(rèn)為此時(shí)安全閥1的密封面附近已不存在煤顆粒。在沖洗過程中，從蓄勢(shì)器2內(nèi)流出的沖洗液(溶劑油)約為68kg，流入輸送主管路(油煤漿輸送主管路)12的質(zhì)量為2^g，且由于沖洗液與輸送主管路12輸送流體相容，對(duì)工藝穩(wěn)定性無影響。
權(quán)利要求1.一種流體輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于該沖洗系統(tǒng)主要包括在輸送主管路上連接一個(gè)安全閥，安全閥通過沖洗管路與蓄勢(shì)器連接，且在沖洗管路上設(shè)置自控閥門；安全閥上安裝有位移傳感器，位移傳感器通過信號(hào)線與自控閥門連接；安全閥還連接有后出口管路；所述蓄勢(shì)器的下部并接有進(jìn)液管路和沖洗液排放管路，進(jìn)液管路與沖洗液罐相連通，且在進(jìn)液管路上安裝有供液泵和供液閥門，沖洗液排放管路上安裝有沖洗液排放閥門；所述蓄勢(shì)器的上部安裝有液位計(jì)，頂部安裝有壓力表；蓄勢(shì)器的頂部還并接有高壓供氣管路和排氣管路，高壓供氣管路上安裝有供氣閥門，排氣管路上安裝有排氣閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于所述的蓄勢(shì)器( 為氣液式高壓蓄勢(shì)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于所述的沖洗液與主流體相容。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種流體輸送管路安全閥的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于該沖洗系統(tǒng)主要包括在輸送主管路上連接一個(gè)安全閥，安全閥通過沖洗管路與蓄勢(shì)器連接，且在沖洗管路上設(shè)置自控閥門；安全閥上安裝有位移傳感器，位移傳感器通過信號(hào)線與自控閥門連接；安全閥還連接有后出口管路；所述蓄勢(shì)器的下部并接有進(jìn)液管路和沖洗液排放管路，進(jìn)液管路與沖洗液罐相連通，且在進(jìn)液管路上安裝有供液泵和供液閥門，沖洗液排放管路上安裝有沖洗液排放閥門；所述蓄勢(shì)器的上部安裝有液位計(jì)，頂部安裝有壓力表；蓄勢(shì)器的頂部還并接有高壓供氣管路和排氣管路，高壓供氣管路上安裝有供氣閥門，排氣管路上安裝有排氣閥門。
文檔編號(hào)B08B13/00GK201959945SQ201020638769
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者董俊華, 高炳軍, 齊亞茹 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)