氮氣水擊泄壓閥從控制類型上劃分,有氣瓶控制式和電氣系統(tǒng)控制式兩種。
氣瓶控制式氮氣水擊泄壓閥屬于泄壓閥,其結(jié)構(gòu)型式如下圖所示,其驅(qū)動力為高壓氮氣氣源瓶所提供的壓力。閥門并聯(lián)安裝在受保護管線上,閥門上游一側(cè)與受保護的管線相連通,下游一側(cè)與泄放管線相連。氣瓶控制式氮氣水擊泄壓閥主要由四部分組成,主閥、管線儀表及附件、溫差平抑瓶和氣源瓶。氣源瓶提供的高壓氮氣,通過管線及控制儀表后進入主閥內(nèi)腔,控制主閥開啟和關(guān)閉。溫差平抑瓶通過管線與主閥氣室腔相通,一般采用深埋或其他保溫措施,以降低溫度變化對氣室腔內(nèi)壓力的影響。
氣瓶控制式水擊泄壓閥結(jié)構(gòu)型式圖
電氣系統(tǒng)控制式結(jié)構(gòu)相比氣瓶控制式更為復(fù)雜,造價相對昂貴,要外接電源,其結(jié)構(gòu)型式如下圖所示。電氣系統(tǒng)控制式氮氣水擊泄壓閥可實現(xiàn)切換氮氣瓶,溫差修正補償,超壓報警,氣源低壓報警,一套控制系統(tǒng)可為多臺閥門供氣等功能,適用于管線化程度較高,人煙稀少地區(qū)。
電氣系統(tǒng)控制式水擊泄壓閥結(jié)構(gòu)型式圖
氮氣式水擊泄壓閥主閥是軸流式結(jié)構(gòu)。整體分為三部分:主閥入口與上游管線相連、主閥內(nèi)腔氣室與氣室管路及控制儀表相連,主閥出口與泄放管路相連。
氮氣水擊泄壓閥在正常工作狀態(tài)下,如下圖所示:
氮氣式水擊泄壓閥正常工作狀態(tài)
高壓氮氣源通過氣室管路及控制儀表后對水擊閥內(nèi)腔氣室填充與設(shè)定壓力相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)壓力,主閥閥瓣在系統(tǒng)壓力的作用下與密封元件接觸,從而保持關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)管道中產(chǎn)生水擊時,上游管線壓力超過閥門設(shè)定壓力,閥瓣被推動并向左移動,水擊閥內(nèi)腔體積變小,如下圖所示:
氮氣式水擊泄壓閥開啟狀態(tài)
但由于水擊閥內(nèi)腔體積的變化相對于溫差平抑瓶的體積微乎其微,故水擊閥內(nèi)腔會始終保持系統(tǒng)壓力不變。此時主閥開啟,管線中部分介質(zhì)被迅速泄放到泄壓罐中,從而消減水擊壓力峰,而起到保護管路與設(shè)備的作用。隨著水擊泄放閥的開啟,水擊波的能量得到釋放。當(dāng)管道壓力降至水擊泄壓閥設(shè)定值以下,在系統(tǒng)壓力作用下,主閥閥瓣重新與密封元件接觸,實現(xiàn)閥門的關(guān)閉過程,恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。