一种用于输油管道安全保护的高、低压泄压阀

　　为了防止长输原油管道因遇突然事故对机、泵、阀等设备及管道的损环，以保障安全平稳地输油，在输油管道上装设安全保护装置是十分必要的。我们根据液压系统中的溢流阀原理，参照了输油管道上引进的高压阀，设计出一种新型的应用于长输原油管道上的安全保护装置——先导式电动高压阀及气-液阻尼式电动低压泄压阀。

一、高压阀的结构及其原理

　　1、结构

　　高压泄压阀(见图1) 主要由三大部分组成。即主阀体1、液压缸部分和导阀7，其中液压缸部分包括缸体6，弹簧5，活塞4，活塞杆3，密封盖2 等。与该阀配套使用的附件主要有：防爆电节点压力表10，防爆电磁换向阀8，气源即氮气瓶9 等。

　　2、工作原理

　　如图1，当原油经由阀的入口流入阀体之后，通过阻尼油管J流入主阀芯(包括:活塞4、活塞杆3、密封盖2)上腔，即液压缸的上腔，同也流向导阀7 的入口Z 处。此时由于气源氮气压力的作用，导阀处于关闭状态。当主阀芯的上腔压力原油充满之后，其上下腔压力将达到平衡状态，但由于活塞4的设计面积比密封盖2 的面积稍大一些，因此，在导阀处于关闭的条件下，主阀芯上腔的压力P2将大于下腔的压力P1，这样主阀芯必然向下移动，直到封死主阀口为止，当阀口被封死后，泄压终止，主阀芯上、下腔压力平衡重新建立，即P2= P1。当导阀原油压力超高而开启时，则因有阻尼管的存在，P2下降，主阀芯下部压力P1大于其上部作用力P2，使主阀芯提升，泄压阀开始泄压，因此，真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为适当地调定导阀7的氮气压力值，就能有效地控制主阀芯上下两腔的压力，使主阀芯提升，并保持一定的开口量，从而保持管道出站压力的稳定，并防止管道超压。

图1　高压阀

　　由于在活塞4 的上面引入了控制油，所以主阀的弹簧5 只起定位作用，即在低压或无压时克服活塞摩擦力使主阀关闭，因而弹簧刚度可大为减小。防爆电节点压力表10 的作用是：将其上限位调至管道泄压的最高压力值，若管道压力一旦达到此值时，电节点压力表将发出电信号，控制防爆电磁阀使之动作，使导阀开启，泄压阀泄压。当管道压力降低后，电节点压力表触点脱开，电磁阀恢复原位，导阀关闭，泄压阀停止泄压。

　　电磁阀的另一个作用是：可在低压泄压阀的入口处(即输油泵的进口) ，安装一块防爆电节点压力表，其表的下限位调至泵入口压力的最低允许值，一旦泵入口压力超低，降到此值时，则触点接通，控制电磁阀动作，高压泄压阀泄压，这样可以防止入口压力超低现象的出现。

二、低压泄压阀的结构及其工作原理

　　1、结构

　　低压泄压阀(见图2) 主要有两大部分组成，即阀体1 和气、液阻尼缸。气、液阻尼缸部分包括有：上活塞7，下活塞3，缸体4，活塞杆6，密封盖2 等。与之配套使用的附件有单向节流阀10，防爆电节点压力表9，电磁换向阀8，氮气罐5，气源4 等。

图2　低压阀

　　2、工作原理

　　当低压泄压阀安装完毕之后，投入使用前，将Q 腔按设计要求充入一定压力的氮气，而N腔则需充满液压油，将电节点压力表的上限位调至该泄压阀泄压的压力值。此时原油经入口流入阀体内，密封盖2 由于Q 腔氮气压力的作用使其将阀口封住，如若入口原油压力升高至电节点压力表调定的上限位压力值时，则电接点压力表触点接通，控制电磁阀8，使其动作，放掉Q 腔氮气压力。此时入口处的原油将顶起密封盖，开始泄压。泄出一定量的原油之后，其压力逐渐降低，当降至电节点压力表上限位值以下时，则触点脱开，电磁阀断电复位接通气罐，氮气压力重新又建立起来，通过上、下活塞及活塞杆作用于密封盖上，将泄压阀出口封死，泄压停止。

　　单向节流阀的作用为：它可使活塞运动平稳，减少冲击及噪声。为了使得该泄压阀能够迅速关闭，所以采用了单向节流阀，即关阀时不受节流控制。电接点压力表低限位的功用，与高压泄压阀的相同。

三、总结

　　以上对高、低泄压的结构组成及工作原理作了初步的定性分析。需要补充说明一点两个阀有一个共同的特点，即都具有自身的自我保护功能，虽然是电控，但一旦电控失灵，两阀仍能对管道起安全保护作用，因此，两阀的这一特性为管道及管道设备的安全提供了更大的保险系数，从经济角度上分析，不论是加工制造的复杂程度和体积重量及其附件上，都比较简单。如主阀体用截止阀体稍加改造即可实现。所以阀的经济性比较好，当然两阀是否可用，最后还要通过实际检验证明其各种性能及其效果。