Lng闸阀的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及一种-162℃LNG闸阀，根据LNG闸阀需要双向密封、双向闸止的特点，在闸板处沿轴设置四个单向导通的压力调节阀门，可根据LNG管道流程的具体要求，进行设置并调节各自控制压力，能够自动双向导出盲区内的LNG，并有效控制阀门两侧的压力平衡，易于反流控制，起到即可双向闸止，又可双向密封、双向导通LNG的安全效用。同时，采用设置预应力弹簧的可收缩弹性阀杆技术、迷宫密封技术及多重密封的全焊接阀门技术等，可有效降低阀门设计压力及LNG输送系统的设计压力，阀门体积更小，安全性更高，加工制造成本更低。
【专利说明】LNG闸阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种-162°c LNG闸阀，根据LNG闸阀需要双向密封、双向闸止的特点，在闸板处沿轴设置四个单向导通的压力调节阀门，可根据LNG管道流程的具体要求，进行设置并调节各自控制压力，能够自动双向导出盲区内的LNG，并有效控制阀门两侧的压力平衡，易于反流控制，起到即可双向闸止，又可双向密封、双向导通LNG的安全效用。同时，采用设置预应力弹簧的可收缩弹性阀杆技术、迷宫密封技术及多重密封的全焊接阀门技术等，根据低温阀体的温差应力自由收缩以适应阀体的温度变化，维持阀门密封面所需预应力，防止温差应变引起的泄漏。可有效降低整体阀杆的高度，缩小LNG闸阀的整体尺寸，具备LNG双向闸止与双向安全双重功效；可有效降低阀门设计压力及LNG输送系统的设计压力，阀门体积更小，安全性更高，加工制造成本更低。
【背景技术】
[0002]在传统的流体控制领域，成套工艺流程中常用的过程控制阀门数量众多，闸阀为主要通断阀门之一，具有控制大流量，可双向密封，控制方便等特点，为成套工艺设备中不可缺少的主要设备，且一般都采用法兰或螺纹连接于管道中。由于传统的闸阀存在控制密封面大，密封面多，存在盲区，易于泄漏等特点，不能应用于低温易燃流体等领域，尤其-162°C LNG领域。(I)由于传统的闸阀关闭后形成双向密封，阀腔内存在盲区，LNG为低温流体过热流体，盲区内的LNG在阀门关闭后，由于存在环境热源，LNG逐渐汽化，温度逐渐上升，压力逐渐增大，上部多层密封及下部主密封面易于破坏，阀门存在爆破等更严重的隐患。为解决这一问题，传统的低温闸阀用于低温领域时，通过在阀体外增加管道，连接盲区至闸阀出口段，导出低温流体，但这种方法导致盲区与阀门一端连通，损坏了闸阀主密封面双向密封、双向闸止，双向控制的优势，闸阀只能使用一个主密封面，不能起到双向密封的作用。另外，由于管道两端的LNG均极易汽化，两端压力往往与两相流控制有关，LNG流体易于反向流动等原因，要求LNG闸阀起到双向闸止，双向密封的作用，故外加导管连通一侧不能有效解决双向闸止的问题。同时，外加导管由于强度等原因易于损坏泄漏，且存在阀体外侧不易于加装保温层，阀体外观不对称等缺点。本发明根据LNG闸阀需要双向密封、双向闸止的特点，在闸板处沿轴设置四个单向导通的压力控制阀门，可根据LNG管道流程的具体要求，进行设置并调节各自控制压力，能够自动双向导出盲区内的LNG，并有效控制阀门两侧的压力平衡，易于反流控制，起到即可双向闸止，又可双向密封、双向导通LNG的安全效用。(2)由于LNG汽化后为易燃易爆气体，主要成份为CH4，传统的低温闸阀由于存在大量的密封面，容易引起LNG泄漏，如双向主密封面、阀体与阀盖之间，管道连接处法兰及其它螺纹连接处等，尤其在_162°C低温工况下，密封垫片及密封面往往直接与LNG接触，密封材料容易出现低温脆断，密封面经常出现泄漏，存在很大安全隐患，尤其对于易燃易爆的天然气，泄漏造成的危险性更大。本发明根据LNG低温渗漏特点，按照迷宫密封的原理，在低温阀杆上部开有多个节流降压的环形齿槽，当阀门打开时，压力较高的LNG经多个环形齿槽连续节流降压后，迅速汽化形成高压气体，并密封于阀门上部，与底部的LNG压力达到平衡，以此抵制LNG直接向上渗透并接触上部密封面，以免冻坏密封面，延长了密封面的使用寿命。节流汽化后的气体，温度升高后，密封于阀门上部，可降低LNG与阀门内表面的传热速度，延缓冷量向上传递，以此降低阀杆及整个阀门的高度，缩小阀门体积。考虑到LNG低温属性，阀门顶部设置多重低温密封，并填充多重密封函，以满足低温密封面对NG及LNG的密封要求。同时，设置全焊型阀门，不再设置传统的阀盖，以上阀体与下阀体对焊的形式减少密封面，以最大限度的降低LNG泄漏。(3)由于LNG闸阀上下温差较大，阀体与LNG接触，手轮、上阀体及上部阀杆部件与外部大气环境接触，阀门两端存在200°C左右的温差，部件内部存在很大温差应力，尤其阀杆与上阀体之间。LNG阀体一般采用铸钢制造，传热速度较快，需要很长的上阀体及阀杆延迟传热，以防止手轮等部件温度太低，以免造成低温冻伤。一般要求阀杆延长到不结霜为至。此外，由于阀体一般采用铸钢件，阀杆采用钢性锻件，两者热膨胀系数相差较大，低温工况下存在较大温差应力，相互接触后，低温应变容易导致阀体开裂，阀杆变形，主密封面破坏，LNG无法闸止等问题。所以，传统的低温阀门用于LNG领域时，要求阀杆较长以减少局部温差应变，使整个阀门体积较大，以适应于冷收缩及解决较大温差应力等问题。本发明根据LNG低温阀门冷量由阀体向上传递的特点，可根据实际阀门的大小，在上阀体外设置传热系数较大的多重圆形散冷翅片，以阻止冷量向上传递，达到降低阀杆高度的要求。同时，由于采用了迷宫密封的多重节流降压及气化效应，阻止LNG向上渗漏，也可降低阀杆的高度。此外，采用设置预应力的可收缩的弹性阀杆技术，根据低温工况下阀体的温差应力，自由收缩以适应阀体的温度变化，保证密封面的所需的预应力，确保密封面不会因大温差变化而导致泄漏，还可有效降低整体阀杆的高度，缩小闸阀的整体尺寸。(4)LNG为低温流体,管道输送压力一般低于0.2MPa,处于饱和状态或过热状态,输送时外界会源源不断通过阀门及管道给LNG提供热量，导致LNG持续汽化，出现两相流。两相流遇到闸阀突然闸止时，容易导致管道内剩余LNG压力聚增并过临界。当压力迅速超过临界压力4.6MPa后，温度超过临界温度-82.59°C后，会给整个输送系统完全造成极大隐患，所以，一般的LNG闸阀或LNG系统的设计压力大于6 MPa,使整个LNG系统设计难度增大,设备笨重，体积庞大。本发明根据LNG易过临界的特性，在闸阀设计过程中，采用采用盲区LNG导出技术、自增压安全平衡技术及弹性阀杆技术，设置控制LNG闸止的预压力，当预压力超过LNG闸止设定压力时可通过设置于闸板上的压力调节阀导通LNG，起到闸阀及安全阀的双重功效，可有效降低LNG闸阀的设计压力及LNG输送系统的设计压力，使LNG闸阀体积更小，安全性更高，加工制造成本更低。
【发明内容】
[0003]本发明根据_162°C LNG低温输运的特点，发明了 LNG闸阀，用于解决传统的在输送LNG时存在的不能双向密封、不能双向导通、密封泄漏、不易安全控制、体积较大、设计笨重、阀杆太长等问题，可提高管道内LNG过程控制效率，降低系统设计压力，缩小阀门体积，提高LNG系统的安全性等。
[0004]本发明的技术解决方案:
LNG闸阀，由手轮(I)、阀杆螺母(2)、上轴承(3)、止转圈(4)、压紧螺母(5)、压紧螺杆
(6)、第一密封圈(7)、压紧销(8)、第二密封圈(9)、第三密封圈(10)、第四密封圈(11)、弹性密封圈(12)、左散冷翅片(13)、上阀体(14)、第六密封挡圈(15)、下阀杆(16)、阀杆螺栓(17)、第七密封圈(18)、左阀座(19)、第一压力调节阀(20)、第二压力调节阀(21)、第八密封圈(22)、下阀体(23)、闸板(24)、第九密封圈(25)、第三压力调节阀(26)、第四压力调节阀(27)、右阀座(28)、第十密封圈(29)、阀杆螺栓螺母(30)、阀杆弹簧(31)、第六密封圈
(32)、上阀杆(33)、右散冷翅片(34)、弹性密封支撑圈(35)、第五密封圈(36)、第三填料函(37)、第二填料函(38)、第一填料函(39)、填料函压套(40)、填料函压盖(41)、压紧螺母弹簧垫(42)、止转圈销钉(43)、下轴承(44)、轴承压套(45)、手轮螺母(46)组成，其中，压力调节阀由锥面第一密封圈(47 )、锥面第二密封圈(48 )、调节阀阀座(49 )、调节阀弹簧(50 )、卡箍(51)、销杆(52)、调节阀阀盖(53)、压紧螺钉(54)、弹簧第一垫圈(55)、弹簧第二垫圈(56),调节阀阀杆(57)、调节阀阀体(58)组成，其特征在于:所述上阀杆(33)底部通过阀杆螺栓(17 )连接下阀杆(16 )，下阀杆(16 )与上阀杆(33 )之间安装阀杆弹簧(31);下阀杆(16 )底部连接闸板(24);闸板(24)左侧连接第七密封圈(18 )，七密封圈(18 )与第八密封圈(22 )形成左侧主密封面，第八密封圈(22)与左阀座(19)连接，左阀座(19)安装于下阀体(23)左侧；闸板(24)右侧连接第十密封圈(29)，第十密封圈(29)与第九密封圈(25)形成右侧主密封面，第九密封圈(25)与右阀座(28)连接，右阀座(28)安装于下阀体(23)右侧；闸板(24)中部左侧上面安装第一压力调节阀(20)，下面安装第二压力调节阀(21);闸板(24)中部右侧上面安装第四压力调节阀(27)，下面安装第三压力调节阀(26);上阀杆(33)外部安装上阀体(14)，上阀体(14)中部外表面安装圆形左散冷翅片(13)及右散冷翅片(34)，左散冷翅片(13)与右散冷翅片(34)对接形成整体多层圆环形外置散冷翅片；上阀体(14)底部与下阀体(23)顶部对焊，下部内表面安装第六密封挡圈(15)，第六密封挡圈(15)上部安装第六密封圈(32 );上阀体(14)中部内表面安装弹性密封圈(12 )，弹性密封圈(12 )底部安装弹性密封支撑圈(35);弹性密封圈(12)上部向上依次安装第五密封圈(36)、第四密封圈(11)、第三填料函(37 )、第三密封圈(10 )、第二填料函(38 )、第二密封圈(9 )、第一填料函(39)、第一密封圈(7);第一密封圈(7)上部安装填料函压套(40)，填料函压套(40)顶部安装填料函压盖(41)，填料函压盖(41)上安装压紧螺母弹簧垫(42)及压紧螺母(5);上阀体(14 )上部“U”型槽底部内表面安装下轴承(44 )及上轴承(3 );下轴承(44 )及上轴承(3 )内表面安装阀杆螺母(2);阀杆螺母(2)中部外表面安装轴承压套(45)，上部外表面安装手轮
(I);手轮(I)顶部安装手轮螺母(46)，手轮螺母(46)螺纹连接阀杆螺母(2);阀杆螺母(2)内表面螺纹连接上阀杆(33)，上阀杆(33)上部安装止转圈(4)，止转圈(4)侧面安装止转圈销钉(43);调节阀阀杆(57)右侧螺纹连接调节阀阀盖(53);调节阀阀盖(53)安装于调节阀阀座(49)内；调节阀阀座(49)通过压紧螺钉(54)连接调节阀阀体(58);销杆(52)穿过调节阀阀盖(53)及调节阀阀杆(57);卡箍(51)安装于调节阀阀盖(53)卡槽内；调节阀弹簧(50)安装于调节阀阀盖(53)与调节阀阀座(49)内，中心为调节阀阀杆(57)，右侧与弹簧第一垫圈(55)接触，左侧与弹簧第二垫圈(56)接触；调节阀弹簧(50)预紧调节阀阀杆(57)左侧阀芯锥面与调节阀阀体(58)左侧扩压罩内表面形成密封面；锥面第一密封圈(47)、锥面第二密封圈(48 )从左至右依次安装于调节阀阀杆(57 )左侧阀芯锥面密封槽内。
[0005]第一压力调节阀(20)与第四压力调节阀(27)反向安装，主阀关闭时，用于导出盲区内LNG，第一压力调节阀(20)开口向左，第四压力调节阀(27)开口向右；LNG自主阀左侧向右侧流动时，第一压力调节阀(20)开启压力可根据阀腔盲区内LNG汽化压力设定，高于主阀输送压力，高于第四压力调节阀(27 )设定调节压力。[0006]第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)反向安装，第二压力调节阀(21)开口向右，第三压力调节阀(26)开口向左；第二压力调节阀(21)开启压力根据左侧管道安全压力设定，第三压力调节阀(26)开启压力根据右侧管道安全压力设定，第二压力调节阀
(21)与第三压力调节阀(26)开启压力均小于主阀设计压力，大于第一压力调节阀(20)与第四压力调节阀(27)开启压力。
[0007]压力调节阀工作时，LNG右侧调节阀阀座(49)顶部通孔进入调节阀阀座(49)与调节阀阀体(58)之间环形通道，并作用于调节阀阀杆(57)锥形密封面，当压力大于调节阀弹簧(50)设定预紧压力时，推动调节阀阀杆(57)，带动调节阀阀盖(53)向左运动，调节阀打开并泄放LNG，以此调节压力。四个调节阀设定压力可根据系统设计压力设定，通过调节阀阀盖(53)与调节阀阀杆(57)之间的调节阀弹簧(50)预紧力调节，预紧力通过旋转调节阀阀盖(53)并改变调节阀弹簧(50)预紧高度的方法实现。
[0008]闸板(24)中心开有可连接第一压力调节阀(20)、第二压力调节阀(21)、第三压力调节阀(26)、第四压力调节阀(27)的通道，LNG可通过此通道，由盲区流至闸阀两侧管道。
[0009]上阀杆(33)中部外表面连续开有多个环形齿槽，齿槽可根据实际节流需要工况，设计成矩形齿或螺纹形齿，起到迷宫密封作用。
[0010]上阀杆(33 )底部沿径向开有通孔，通孔沿上阀杆(33 )轴向向上扩展，并有两条直边；阀杆螺栓(17)中部穿过上阀杆(33)底部长通孔，两端穿透下阀杆(16)外壁并固定；阀杆螺栓(17 )可沿上阀杆(33 )底部通孔沿上阀杆(33 )轴向上下运动。
[0011]上阀杆(33)底部设有圆形凸台，凸台以下上阀杆(33)直径缩小后深入至下阀杆
(16)中部,下阀杆(16)为圆形中空结构，中部设置圆形凸台。
[0012]阀杆弹簧(31)预紧后安装于下阀杆(16)外表面，顶部与上阀杆(33)底部凸台下表面接触，底部与下阀杆(16)中部凸台上表面接触。
[0013]方案所涉及的原理问题:
首先，应用LNG自增压原理，导出盲区内LNG。当LNG自主阀左侧向右侧流动时，闸阀关闭后，双向密封导致阀腔内形成LNG盲区，LNG无法排出，此时，外界环境提供热源加热盲区内的LNG，LNG受热后，饱和温度升高，对应饱和压力升高，自增压开始并很快超过管道内部压力，然后，盲区内的LNG自增压后打开安装于闸板(24)上的第一压力调节阀(20)并反流LNG。当盲区LNG自增压压力低于左侧设定主流压力时，第一压力调节阀(20)关闭，并继续自增压，压力达到第四压力调节阀(27)开启压力时，第四压力调节阀(27)打开，盲区内LNG通过闸阀右侧排出，可保证闸阀安全，不至于主密封面破坏，阀门爆炸。反之，当LNG自主阀右侧向左侧流动时，可调换第一压力调节阀(20)与第四压力调节阀(27)的安装位置，原理与上相同。第一压力调节阀(20)与第四压力调节阀(27)反向安装；第一压力调节阀(20)开口向左，第四压力调节阀(27)开口向右；第一压力调节阀(20)开启压力可根据阀腔盲区内LNG汽化压力设定，高于主阀输送压力，高于第四压力调节阀(27 )设定调节压力。第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)主要用于LNG输送过程的安全控制，用于解决管道内的LNG自增压问题。当闸阀关闭时，主管道内的LNG自增压后，管道压力迅速增大，可通过第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)排出LNG，以达到管道高压端泄压并保持压力平衡。第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)反向安装，第二压力调节阀(21)开口向右，第三压力调节阀(26)开口向左；第二压力调节阀(21)开启压力根据左侧管道安全压力设定，第三压力调节阀(26)开启压力根据右侧管道安全压力设定，第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)开启压力均小于主阀设计压力，大于第一压力调节阀(20)与第四压力调节阀(27)开启压力。当管道左侧压力由于左侧LNG自增压增高，并达到第二压力调节阀(21)控制压力时，第二压力调节阀(21)打开，LNG进入盲区，再打开第四压力调节阀
(27)，LNG排入主阀右侧，两侧压力迅速达到平衡。当管道右侧压力由于右侧LNG自增压增高，并达到第三压力调节阀(26)控制压力时，第三压力调节阀(26)打开，LNG进入盲区，再打开第一压力调节阀(20)，LNG排入主阀左侧，两侧压力迅速达到平衡。两侧压力平衡并导通后，可有效解决LNG由于非正常操作等原因引起的LNG管道内自增压造成的危害。然后，应用迷宫密封节流降压的原理，将阀门上部设置为NG段，下部为LNG段，以此保护阀门上部密封。在_162°C低温工况下，由于大气环境不段提供热量，管道内LNG处于饱和或过热状态，采用闸阀后，极易产生多相流，多相流极易引起过热沸腾，使LNG处于激烈的相变过程并伴随有压力及温度突变，不断产生大量过热蒸气及过热液体等。LNG在管道输运过程中，系统压力及温度难以控制，相变过程复杂多变，管道内LNG温度及压力剧烈变化，使管道与阀门的连接处法兰密封件或螺旋密封材料极易破坏，导致管道内LNG泄漏，产生极大的安全隐患。本发明根据LNG低温渗漏特点，按照迷宫密封的原理，在低温阀杆上部开有多个节流降压的环形齿槽，当阀门打开时，压力较高的LNG经多个环形齿槽节流降压后，迅速汽化形成高压气体，并密封于阀门上部，与底部的LNG压力达到平衡，以此抵制LNG直接向上渗透并接触上部密封面，以免冻坏密封面。节流汽化后的气体，温度升高后，密封于阀门上部，可延缓冷量向上传递，即可降低阀杆及整个阀门的高度。考虑到LNG低温属性，阀门顶部设置多重低温密封，并填充多重密封函，以满足低温密封NG及LNG的要求，同时，设置全焊型阀门，不再设置阀盖，以上阀体与下阀体对焊的形式减少密封面数量。其次，应用可变长度的弹性阀杆，解决不同材料低温应变的问题。由于LNG闸阀上下温差较大，阀体与LNG接触，手轮等部件与外部大气环境接触，阀门两端存在200°C左右的温差，部件内部存在很大温差应力，尤其阀杆与上阀体之间，而LNG阀体一般采用铸钢制造，传热速度较快，所以要求较长的阀杆，保证手轮等部件温度不能太低，以免造成低温冻伤，一般要求阀杆长到不结霜为至。此外，由于阀体一般采用铸钢件，阀杆采用钢性锻件，两者热膨胀系数相差较大，低温工况下存在较大温差应力，相互接触后容易导致阀体开裂，阀杆变形，主密封面破坏，LNG无法闸止等问题。所以，传统的低温阀门用于LNG领域时，要求阀杆较长，整个阀门体积较大，以适应于冷收缩及解决较大温差应变等问题。本发明根据LNG低温阀门冷量由阀体向上传递的特点，可根据实际阀门的大小，在上阀体外设置传热系数较大的多重圆形散冷翅片，以阻止冷量向上传递，达到降低阀杆高度的要求。同时，由于采用了迷宫密封的多重节流降压及气化效应，阻止LNG向上渗漏，降低传热速度，也可有效降低阀门的高度。此外，采用设置预应力弹簧的可收缩的弹性阀杆技术，可根据低温工况下阀体的温差应力自由收缩以适应阀体的温度变化，同时保证密封面的所需的预应力，确保主密封面不会因大温差应变而导致泄漏，即可有效降低整体阀门的高度，缩小LNG闸阀的整体尺寸。最后，应用低温预紧应力与输送压力匹配的原理，解决LNG闸阀低温工况下的完全问题，降低阀门及系统设计压力。LNG为低温流体，管道输送压力一般低于0.2MPa，总处于饱和状态或过热状态，输送时外界会源源不断通过阀门及管道提供热量，导致LNG不段汽化，易出现两相流。两相流遇到闸阀突然闸时，环境热源不段加热，容易导致管道内剩余LNG压力聚增并过临界，压力迅速超过临界压力4.6MPa，温度超过临界温度-82.59°C，给整个输送系统的完全造成极大隐患。所以，一般的低温闸阀或LNG系统的设计压力将超过6 MPa,使整个LNG系统设计难度增大，设备笨重，体积庞大。本发明根据LNG易过临界的特性，在闸阀设计过程中，采用盲区LNG导出技术，自增压安全平衡技术，弹性阀杆技术，设置控制LNG闸的预压力，当预压力超过LNG闸止设定压力时，可导通LNG，起到闸阀及安全阀的双重功效，可有大大降低LNG闸阀的设计压力及LNG输送系统的设计压力，阀门体积更小，安全性更高，加工制造的成本更低。
[0014]本发明的技术特点:
首先，本发明根据LNG闸阀需要双向密封、双向闸止的特点，在闸板处沿轴设置四个单向导通的压力控制阀门，可根据LNG管道流程的具体要求，进行设置并调节各自控制压力，能够自动双向导出盲区内的LNG，并有效控制阀门两侧的压力平衡，易于反流控制，起到即可双向闸止，又可双向密封、双向导通LNG的安全效用。然后，本发明根据LNG低温渗漏特点，按照迷宫密封的原理，在低温阀杆上部开有多个节流降压的环形齿槽，当阀门打开时，压力较高的LNG经多个环形齿槽节流连续降压后，迅速汽化形成高压气体，并密封于阀门上部，与底部的LNG压力达到平衡，以此抵制LNG直接向上渗透并接触上部密封面，以免密封面冻坏，延长了密封面的寿命。节流汽化后的气体，温度升高后，密封于阀门上部，可降低LNG与阀门内表面的传热速度，延缓冷量向上传递，以此，可降低阀杆及整个阀门的高度，缩小阀门体积，便于阀门管理。考虑到LNG低温属性，阀门顶部设置多重低温密封，并填充多重密封函，以满足低温密封面对NG及LNG的密封要求。同时，设置全焊型阀门，不再设置传统的阀盖，以上阀体与下阀体对焊的形式减少密封面，以最大限度的降低LNG泄漏。其次，本发明根据LNG低温阀门冷量由阀体向上传递的特点，可根据实际阀门的大小，在上阀体外设置传热系数较大的多重圆形散冷翅片，以阻止冷量向上传递，达到降低阀杆高度的要求。同时，由于采用了迷宫密封的多重节流降压及气化效应，阻止LNG向上渗漏，也可降低阀杆的高度。采用设置预应力的可收缩的弹性阀杆技术，可根据低温工况下阀体的温差应力，自由收缩以适应阀体的温度变化，保证密封面的所需的预应力，确保密封面不会因大温差变化而导致泄漏，还可有效降低整体阀杆的高度，缩小闸阀的整体尺寸。最后，本发明根据LNG易过临界的特性，在闸阀设计过程中，采用盲区LNG导出技术，自增压安全平衡技术，弹性阀杆技术，可有效降低LNG闸阀的设计压力及LNG输送系统的设计压力，使LNG闸阀体积更小，安全性更高，加工制造成本更低。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1所示为LNG闸阀的主要部件及安装位置关系。
[0016]图2所示为压力调节阀的主要部件及安装位置关系。
【具体实施方式】
[0017]加工制造LNG闸阀主要部件，包括由手轮(I )、阀杆螺母(2 )、上轴承(3 )、止转圈
(4)、压紧螺母(5)、压紧螺杆(6)、第一密封圈(7)、压紧销(8)、第二密封圈(9)、第三密封圈(10)、第四密封圈(11)、弹性密封圈(12)、左散冷翅片(13)、上阀体(14)、第六密封挡圈
(15)、下阀杆(16)、阀杆螺栓(17)、第七密封圈(18)、左阀座(19)、第一压力调节阀(20)、第二压力调节阀(21)、第八密封圈(22)、下阀体(23)、闸板(24)、第九密封圈(25)、第三压力调节阀(26)、第四压力调节阀(27)、右阀座(28)、第十密封圈(29)、阀杆螺栓螺母(30)、阀杆弹簧(31)、第六密封圈(32)、上阀杆(33)、右散冷翅片(34)、弹性密封支撑圈(35)、第五密封圈(36)、第三填料函(37)、第二填料函(38)、第一填料函(39)、填料函压套(40)、填料函压盖(41)、压紧螺母弹簧垫(42)、止转圈销钉(43)、下轴承(44)、轴承压套(45)、手轮螺母(46)组成，其中，压力调节阀由锥面第一密封圈(47)、锥面第二密封圈(48)、调节阀阀座(49 )、调节阀弹簧(50 )、卡箍(51)、销杆(52 )、调节阀阀盖(53 )、压紧螺钉(54 )、弹簧第一垫圈(55)、弹簧第二垫圈(56)、调节阀阀杆(57)、调节阀阀体(58)等，在-162°C低温工况下，根据系统要求，调节并校正阀杆弹簧(31)预应力，并在预紧状态下安装于阀杆，使阀杆弹簧
(31)预应力大于LNG管道内工作压力。然后，在低温工况下，调节并校正第一压力调节阀
(20)、第二压力调节阀(21)、第三压力调节阀(26)、第四压力调节阀(27)的设定控制压力，调节校正完成后，安装于闸板(24)上。然后，安装主要部件，安装完成后，焊接上阀体(14)与下阀体(23)。最后，将LNG闸阀下阀体(23)两端焊接于LNG管道中，并加装保温层。
[0018]当阀门需要关闭时，通过旋转手轮，上阀杆(33)及下阀杆(16)向下运动，带动闸板(24)向下运动并与下阀体(23)密封。当LNG自主阀左侧向右侧流动时，闸阀关闭后，双向密封导致阀腔内形成LNG盲区，LNG无法排出，此时，外界环境提供热源加热盲区内的LNG，LNG受热后，饱和温度升高，对应饱和压力升高，自增压开始并很快超过管道内部压力，然后，盲区内的LNG自增压后打开安装于闸板(24)上的第一压力调节阀(20)并反流LNG。当盲区LNG自增压压力低于左侧设定主流压力时，第一压力调节阀(20)关闭，并继续自增压，压力达到第四压力调节阀(27)开启压力时，第四压力调节阀(27)打开，LNG通过主阀右侧排出。第一压力调节阀(20)与第四压力调节阀(27)反向安装，主阀关闭时，用于导出盲区内LNG，第一压力调节阀(20)开口向左，第四压力调节阀(27)开口向右；第一压力调节阀(20)开启压力可根据阀腔盲区内LNG汽化压力设定，高于主阀输送压力，高于第四压力调节阀(27)设定调节压力。第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)主要用于LNG输送过程的安全控制，用于解决管道内的LNG自增压问题。当主阀关闭时，主管道内的LNG自增压后，管道压力迅速增大，可通过第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)排出LNG，以达到管道高压端泄压并保持压力平衡。第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)反向安装，第二压力调节阀(21)开口向右，第三压力调节阀(26)开口向左；第二压力调节阀
(21)开启压力根据左侧管道安全压力设定，第三压力调节阀(26)开启压力根据右侧管道安全压力设定，第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)开启压力均小于主阀设计压力，大于第一压力调节阀(20)与第四压力调节阀(27)开启压力。当管道左侧压力由于左侧LNG自增压增高，并达到第二压力调节阀(21)控制压力时，第二压力调节阀(21)打开，LNG进入盲区，再打开第四压力调节阀(27)，LNG排入主阀右侧，两侧压力迅速达到平衡。当管道右侧压力由于右侧LNG自增压增高，并达到第三压力调节阀(26)控制压力时，第三压力调节阀(26 )打开，LNG进入盲区，再打开第一压力调节阀(20 )，LNG排入主阀左侧，两侧压力迅速达到平衡。闸阀关闭时冷量通过下阀体(23)向上传递，经上阀体(14)中部安装的左散冷翅片(13)及右散冷翅片(34)散入大气环境，以确保阀门上端不结霜。上阀杆(33)及下阀杆
(16)与上阀体(14)之间由于温差应力产生的相互作用力可通过阀杆弹簧(31)改变整体阀杆长度的方式自适应调节。
[0019]当阀门需要打开时，通过旋转手轮(1)，上阀杆(33)及下阀杆(16)向上运动，带闸板(24)向上运动并与下阀体(23)密封面脱离。LNG通过下阀体(23)左侧沿中部密封面向右侧流动，阀腔内充满LNG，其中，有一少部分的LNG通过第六密封圈(32)沿上阀杆(33)外表面向上渗透运动，经上阀杆(33)中部的环形迷宫密封节流降压并汽化，汽化后温度升高，并经上部弹性密封圈(12)、第五密封圈(36)、第四密封圈(11)、第三填料函(37)、第三密封圈(10)、第二填料函(38)、第二密封圈(9)、第一填料函(39)、第一密封圈(7)等密封于阀体上部。此时，阀门主要通过上阀体(14)内的LNG向上传递冷量，主要冷量经上阀体(14)中部安装的左散冷翅片(13)及右散冷翅片(34)散入大气环境，其中，少部冷量通过上阀杆(33)向上传递，经迷宫密封内的气体散冷后，再传递至阀门顶部，此时，经上阀杆(33)传递至阀门顶部的冷量已很少。由于上阀杆(33)及下阀杆(16)承受压力较小，此时上阀杆(33)及下阀杆(16)与上阀体(14)之间产生的温差应变不会相互作用。
【权利要求】
1.LNG闸阀，由手轮(I)、阀杆螺母(2 )、上轴承(3 )、止转圈(4 )、压紧螺母(5 )、压紧螺杆(6)、第一密封圈(7)、压紧销(8)、第二密封圈(9)、第三密封圈(10)、第四密封圈(11)、弹性密封圈(12)、左散冷翅片(13)、上阀体(14)、第六密封挡圈(15)、下阀杆(16)、阀杆螺栓(17)、第七密封圈(18)、左阀座(19)、第一压力调节阀(20)、第二压力调节阀(21)、第八密封圈(22)、下阀体(23)、闸板(24)、第九密封圈(25)、第三压力调节阀(26)、第四压力调节阀(27)、右阀座(28)、第十密封圈(29)、阀杆螺栓螺母(30)、阀杆弹簧(31)、第六密封圈(32)、上阀杆(33)、右散冷翅片(34)、弹性密封支撑圈(35)、第五密封圈(36)、第三填料函(37)、第二填料函(38)、第一填料函(39)、填料函压套(40)、填料函压盖(41)、压紧螺母弹簧垫(42)、止转圈销钉(43)、下轴承(44)、轴承压套(45)、手轮螺母(46)组成，其中，压力调节阀由锥面第一密封圈(47)、锥面第二密封圈(48)、调节阀阀座(49)、调节阀弹簧(50)、卡箍(51)、销杆(52)、调节阀阀盖(53)、压紧螺钉(54)、弹簧第一垫圈(55)、弹簧第二垫圈(56),调节阀阀杆(57)、调节阀阀体(58)组成，其特征在于:所述上阀杆(33)底部通过阀杆螺栓(17 )连接下阀杆(16 )，下阀杆(16 )与上阀杆(33 )之间安装阀杆弹簧(31);下阀杆(16 )底部连接闸板 (24);闸板(24)左侧连接第七密封圈(18 )，七密封圈(18 )与第八密封圈(22 )形成左侧主密封面，第八密封圈(22)与左阀座(19)连接，左阀座(19)安装于下阀体(23)左侧；闸板(24)右侧连接第十密封圈(29)，第十密封圈(29)与第九密封圈(25)形成右侧主密封面，第九密封圈(25)与右阀座(28)连接，右阀座(28)安装于下阀体(23)右侧；闸板(24)中部左侧上面安装第一压力调节阀(20)，下面安装第二压力调节阀(21);闸板(24)中部右侧上面安装第四压力调节阀(27)，下面安装第三压力调节阀(26);上阀杆(33)外部安装上阀体(14)，上阀体(14)中部外表面安装圆形左散冷翅片(13)及右散冷翅片(34)，左散冷翅片(13)与右散冷翅片(34)对接形成整体多层圆环形外置散冷翅片；上阀体(14)底部与下阀体(23)顶部对焊，下部内表面安装第六密封挡圈(15)，第六密封挡圈(15)上部安装第六密封圈(32);上阀体(14)中部内表面安装弹性密封圈(12)，弹性密封圈(12)底部安装弹性密封支撑圈(35);弹性密封圈(12)上部向上依次安装第五密封圈(36)、第四密封圈(11)、第三填料函(37)、第三密封圈(10)、第二填料函(38)、第二密封圈(9)、第一填料函(39)、第一密封圈(7);第一密封圈(7)上部安装填料函压套(40)，填料函压套(40)顶部安装填料函压盖(41)，填料函压盖(41)上安装压紧螺母弹簧垫(42)及压紧螺母(5);上阀体(14 )上部“U”型槽底部内表面安装下轴承(44 )及上轴承(3 );下轴承(44 )及上轴承(3 )内表面安装阀杆螺母(2);阀杆螺母(2)中部外表面安装轴承压套(45)，上部外表面安装手轮(I);手轮(I)顶部安装手轮螺母(46)，手轮螺母(46)螺纹连接阀杆螺母(2);阀杆螺母(2)内表面螺纹连接上阀杆(33)，上阀杆(33)上部安装止转圈(4)，止转圈(4)侧面安装止转圈销钉(43);调节阀阀杆(57)右侧螺纹连接调节阀阀盖(53);调节阀阀盖(53)安装于调节阀阀座(49)内；调节阀阀座(49)通过压紧螺钉(54)连接调节阀阀体(58);销杆(52)穿过调节阀阀盖(53)及调节阀阀杆(57);卡箍(51)安装于调节阀阀盖(53)卡槽内；调节阀弹簧(50)安装于调节阀阀盖(53)与调节阀阀座(49)内，中心为调节阀阀杆(57)，右侧与弹簧第一垫圈(55)接触，左侧与弹簧第二垫圈(56)接触；调节阀弹簧(50)预紧调节阀阀杆(57)左侧阀芯锥面与调节阀阀体(58)左侧扩压罩内表面形成密封面；锥面第一密封圈(47)、锥面第二密封圈(48)从左至右依次安装于调节阀阀杆(57)左侧阀芯锥面密封槽内。
2.根据权利要求1所述的LNG闸阀，其特征在于:第一压力调节阀(20)与第四压力调节阀(27)反向安装，第一压力调节阀(20)开口向左，第四压力调节阀(27)开口向右；第一压力调节阀(20)开启压力根据阀腔盲区内LNG汽化压力设定，高于闸阀输送压力，高于第四压力调节阀(27)设定调节压力。
3.根据权利要求1所述的LNG闸阀，其特征在于:第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)反向安装，第二压力调节阀(21)开口向右，第三压力调节阀(26)开口向左；第二压力调节阀(21)开启压力根据左侧管道安全压力设定，第三压力调节阀(26)开启压力根据右侧管道安全压力设定，第二压力调节阀(21)与第三压力调节阀(26)开启压力均小于闸阀设计压力，大于第一压力调节阀(20)与第四压力调节阀(27)开启压力。
4.根据权利要求1所述的LNG闸阀，其特征在于:闸板(24)中心开有可连接第一压力调节阀(20)、第二 压力调节阀(21)、第三压力调节阀(26)、第四压力调节阀(27)的通道。
【文档编号】F16K17/20GK103836221SQ201410057759
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】张周卫, 汪雅红, 张小卫, 薛佳幸, 李跃 申请人:张周卫