CN108533809B - 用于水下载人平台舷外冷却***的超压自动切断舷侧阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于水下载人平台舷外冷却***的超压自动切断舷侧阀，包括开设有第一流通口及第二流通口的下阀座，下阀座与开设有阶梯贯通孔的中间阀座的一端连接，中间阀座的另一端与上阀座连接，阀盖与所述上阀座配合、使阀盖与上阀座之间形成腔体，于腔体内布置活塞，活塞与阀芯的一端连接，阀芯的另一端顺序贯穿上阀座、中间阀座并伸入下阀座内连接阀盘；还包括引流管，引流管的一端伸入阀盖并与腔体连通，引流管的另一端与下阀座的第二流通口连通。本发明对于深海舷外淡水管路的突然破损、舱内淡水管路超压等情况可以快速响应，防止发生舱内进水事故。本发明不占用舱内空间，当发生舱内管路破损时，可以将高压海水隔绝在舱壁外，提高舱内安全性。

Description

用于水下载人平台舷外冷却***的超压自动切断舷侧阀

技术领域

本发明涉及水下载人平台领域，尤其是用于水下载人平台舷外冷却***的超压自动切断舷侧阀。

背景技术

传统的舷侧阀需要在舷外通海冷却***运行过程中实时监测淡水管路压力等参数，通过参数异常判断管路破损等故障，然后通过远程控制或操作人员手动关闭舷侧阀。这种舷侧阀虽然可以满足紧急情况下截断穿舱管路的要求，但存在以下不足：

1)舷侧阀的操作需要依靠监测***进行控制，而监测***的故障诊断、指令发送等过程存在一定的延迟；甚至各种传感器可能失效，故障诊断也可能失灵，这时只有当高压海水进入淡水***，导致舱内管路破损才能引起操作人员的注意。在深海一旦发生舷外管路破损等事故，由于海水压力可到十几兆帕，甚至数十兆帕，事故的发展往往瞬息万变，从事故发生到舷侧阀关闭之间的时间越长，对水下载人平台的安全威胁越大。

2)传统的舷侧阀一般采用手动、电动或者液动操作，由于深海海水压力较大，如果采用手动操作，遇到紧急情况响应时间较长；而采用电动或液动，为了克服海水高压对执行器要求较高，同时必须保证动力源的稳定可靠，一旦丧失动力源，将导致严重事故。

发明内容

本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供用于水下载人平台舷外冷却***的超压自动切断舷侧阀，本发明利用海水泵驱动舷外海水冷却舷外换热器中的低压淡水，将冷却的低压淡水引入舱内冷却发热设备，避免将高压海水引入舱内，其可以快速作用，无需外部干涉。

本发明所采用的技术方案如下：

用于水下载人平台舷外冷却***的超压自动切断舷侧阀，包括开设有第一流通口及第二流通口的下阀座，下阀座与开设有阶梯贯通孔的中间阀座的一端连接，中间阀座的另一端与上阀座连接，阀盖与所述上阀座配合、使阀盖与上阀座之间形成腔体，于腔体内布置活塞，活塞与阀芯的一端连接，阀芯的另一端顺序贯穿上阀座、中间阀座并伸入下阀座内连接阀盘；还包括引流管，所述引流管的一端伸入阀盖并与腔体连通，引流管的另一端与下阀座的第二流通口连通。

其进一步技术方案在于：

活塞布置于所述腔体内并使所述腔体内部分隔形成活塞上腔与活塞下腔；

于所述引流管伸入第二流通口的一端还布置防止杂质堵塞的滤网；

在所述阀芯的外周还配合弹簧；

所述阀芯伸入中间阀座的一端、在所述阀芯的外周还形成向外延伸的凸缘，所述凸缘的外周与中间阀座的孔内壁间隙配合。

本发明的有益效果如下：

本发明结构简单、使用方便，对于深海舷外淡水管路的突然破损、舱内淡水管路超压等情况可以快速响应，防止发生舱内进水事故。本发明不占用舱内空间，当发生舱内管路破损时，可以将高压海水隔绝在舱壁外，高压海水不会经过穿舱件，提高舱内安全性。

本发明不需要依靠传感器及故障诊断***，利用舷外管路内的介质自身的压力作为动力源，不依靠外部专设动力源或手动操作，具有响应速度快，安全可靠的特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的应用状态示意图。

其中：1、第一截止阀；2、第二截止阀；3、第一球阀；4、第一舷侧阀；5、第二舷侧阀；6、第二球阀；7、第三截止阀；8、温控三通阀；9、第四截止阀；10、淡水阀；11、第一止回阀；12、第一穿舱件；13、第二穿舱件；14、超压自动切断舷侧阀；1401、活塞；1402、阀芯；14021、凸缘；1403、弹簧；1404、阀盘；1405、下阀座；1406、第一流通口；1407、第二流通口；1408、滤网；1409、引流管；1410、上阀座；1411、阀盖；1412、中间阀座；15、第二止回阀；16、海水泵；17、第五截止阀；18、海水滤器。

具体实施方式

下面说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，用于水下载人平台舷外冷却***的超压自动切断舷侧阀包括

开设有第一流通口1406及第二流通口1407的下阀座1405，下阀座1405与开设有阶梯贯通孔的中间阀座1412的一端连接，中间阀座1412的另一端与上阀座1410连接，阀盖1411与上阀座1410配合、使阀盖1411与上阀座1410之间形成腔体，于腔体内布置活塞1401，活塞1401布置于腔体内并使腔体内部分隔形成活塞上腔与活塞下腔，活塞1401与阀芯1402的一端连接，阀芯1402的另一端顺序贯穿上阀座1410、中间阀座1412并伸入下阀座1405内连接阀盘1404，在阀芯1402的外周还配合弹簧1403。阀芯1402伸入中间阀座1412的一端、在阀芯1402的外周还形成向外延伸的凸缘14021，凸缘14021的外周与中间阀座1412的孔内壁间隙配合。还包括引流管1409，引流管1409的一端伸入阀盖1411并与腔体连通，引流管1409的另一端与下阀座1405的第二流通口1407连通。于引流管1409伸入第二流通口1047的一端还布置防止杂质堵塞的滤网1408。上述第一流通口1406用于连接第一穿舱件和第二穿舱件，第二流通口1407用于连接舷外管路。

本发明的具体工作过程如下：

如图2所示，超压自动切断舷侧阀14安装在舷外海水冷却***中，舷外海水通过海水滤器18、第五截止阀17、海水泵16、第二止回阀15进入换热器冷却换热器中的低压淡水，低压淡水温度降低后通过自动切断舷侧阀14、第二穿舱件13、第二舷侧阀5、第二球阀6、第三截止阀7、温控三通阀8、第四截止阀9、淡水阀10、第一止回阀11、第二截止阀2进入冷却用户中冷却设备，然后通过第一截止阀1、第一球阀3、第一舷侧阀4、第一穿舱件12及自动切断舷侧阀14进入换热器内，以此循环，避免高压海水引入舱内。

设活塞1401的上部面积为S₁，在水压作用下产生向下的作用力。阀盘1404的上下面受水压作用，其下表面的受力面积大于上表面受力面积，两者之差为阀杆的横街面积S₂，整个阀盘1404在水压作用下产生向上的作用力。本发明中弹簧1403为压缩弹簧，阀门全开时弹簧1403的弹力为F₁，关闭时候弹簧弹力为F₂。

假设舷外淡水管路的压力为P，阀杆1402、活塞1401和阀盘1404的重力及密封处的摩擦力等附加力和为F'，当F₁≥P·(S₁-S₂)+F'时，阀门处于全开状态；当F₁<P·(S₁-S₂)+F'时，阀门开始关闭；当F₂≤P·(S₁-S₂)+F'时，阀门完全关闭。

舷外冷却***的淡水管路在正常运行时压力相对较低，假设某一具体舷外冷却***的淡水管路运行压力最高为P₁，通过选择安装合适的弹簧，使得F₁≥P·(S₁-S₂)+F'，冷却***在正常运行时，超压自动切断舷侧阀将处于全开状态，不影响***运行。

在较浅的深度，如果海水压力小于P₁，当水下载人平台舷外管路发生破损时，那么淡水管路将发生外泄，此时超压自动切断舷侧阀14处于全开状态；运行控制***在发现管路破损后，可以通过关闭舱内舷侧阀切断淡水管路，防止舱内管路淡水流失，此时，即使运行控制***发生故障，未能及时关闭舷侧阀，也不会发生舱内进水等事故，不影响水下平台安全。

在海水压力大于P1但小于P2的深度，当水下载人平台发生舷外管路破损时，由于F₁<P₂·(S₁-S₂)+F'<F₂，超压自动切断舷侧阀会发生作用，但阀门无法完全关闭。此时，***的状态与海水压力小于P₁时发生舷外管路破损的情况类似，可以通过关闭舱内舷侧阀切断淡水管路，即使未能及时关闭舷侧阀，由于***压力不会超过舱内管路设计压力P₂也不会发生舱内进水等事故。

在海水压力大于P₂的深度，当水下载人平台发生舷外管路破损时，由于F₂≤P·(S₁-S₂)+F'，超压自动切断舷侧阀将迅速关闭，切断舷外管路，防止舱内管路超压，发生进水事故。具体为破损管路处的高压海水通过引流管1409将水流引入腔体上半部，通过水压使活塞1401产生向下的作用力，最后驱动阀盘1404封闭第一流通口1406，超压自动切断舷侧阀关闭后，此时可以比较容易地关闭舱内舷侧阀，增加***的安全性。

另外，超压自动切断舷侧阀关闭后，阀盘1404的上表面也将产生作用力，增加阀盘1404与下阀座1405的密封性。

在特殊情况下，即使超压自动切断舷侧阀的引流管发生断裂破损，活塞腔将于外界海水联通，此时阀门的作用方式不变，阀门仍具有超压自动切断的功能，不会引起舱内管路超压。

当舷外管路在较浅深度发生破损，***达不到超压自动切断舷侧阀的切断压力时，可以通过舱内的舷侧阀切断管路；此时***压力较低，不超过舱内管路的设计压力，对舱内舷侧阀的运行控制要求较低，即使存在响应延迟，舱内管路也不会发生破损。

本发明结构简单、使用方便，对于深海舷外淡水管路的突然破损、舱内淡水管路超压等情况可以快速响应，防止发生舱内进水事故。本发明不占用舱内空间，当发生舱内管路破损时，可以将高压海水隔绝在舱壁外，高压海水不会经过穿舱件，提高舱内安全性。

本发明不需要依靠传感器及故障诊断***，利用舷外管路内的介质自身的压力作为动力源，不依靠外部专设动力源或手动操作，具有响应速度快，安全可靠的特点，其安全性高。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (3)

1.用于水下载人平台舷外冷却***的超压自动切断舷侧阀，其特征在于：超压自动切断舷侧阀(14)安装在舷外海水冷却***中，其中，舷外海水进入换热器以冷却换热器中的低压淡水，低压淡水温度降低后进入耐压舱内的冷却用户中以冷却设备，然后低压淡水再穿出耐压舱并回到换热器内，以此循环，超压自动切断舷侧阀(14)分别位于换热器的出口与冷却用户进口之间、冷却用户出口与换热器进口之间，并且两个超压自动切断舷侧阀(14)均位于耐压舱外；

超压自动切断舷侧阀(14)包括开设有第一流通口(1406)及第二流通口(1407)的下阀座(1405)，所述下阀座(1405)与开设有阶梯贯通孔的中间阀座(1412)的一端连接，所述中间阀座(1412)的另一端与上阀座(1410)连接，阀盖(1411)与所述上阀座(1410)配合、使所述阀盖(1411)与上阀座(1410)之间形成腔体，于所述腔体内布置活塞(1401)，活塞(1401)与阀芯(1402)的一端连接，所述阀芯(1402)的另一端顺序贯穿上阀座(1410)、中间阀座(1412)并伸入下阀座(1405)内连接阀盘(1404)；在所述阀芯(1402)的外周还配合弹簧(1403)；还包括引流管(1409)，所述引流管(1409)的一端伸入阀盖(1411)并与腔体连通，所述引流管(1409)的另一端与下阀座(1405)的第二流通口(1407)连通；所述阀芯(1402)伸入中间阀座(1412)的一端、在所述阀芯(1402)的外周还形成向外延伸的凸缘(14021)，所述凸缘(14021)的外周与中间阀座(1412)的孔内壁间隙配合；

其中，舷外淡水管路的压力为P，活塞(1401)的上部面积为S₁，阀盘(1404)下表面的受力面积大于上表面受力面积，两者之差为S₂，阀芯(1402)、活塞(1401)和阀盘(1404)的重力及密封处的摩擦力之和为F'，阀门关闭时弹簧(1403)的弹力为F₂，F₂≤P·(S₁-S₂)+F'时阀门完全关闭；舱内管路设计压力为P₂，超压自动切断舷侧阀(14)用于避免高压海水引入舱内；

在海水压力大于P₂的深度，当水下载人平台发生舷外管路破损时，破损管路处的高压海水通过引流管(1409)将水流引入腔体上半部，由于F₂≤P·(S₁-S₂)+F'，通过水压使活塞(1401)产生向下的作用力，驱动阀盘(1404)封闭第一流通口(1406)，使超压自动切断舷侧阀(14)迅速关闭，切断舷外管路。

2.如权利要求1所述的用于水下载人平台舷外冷却***的超压自动切断舷侧阀，其特征在于：活塞(1401)布置于所述腔体内并使所述腔体内部分隔形成活塞上腔与活塞下腔。

3.如权利要求1所述的用于水下载人平台舷外冷却***的超压自动切断舷侧阀，其特征在于：于所述引流管(1409)伸入第二流通口(1047)的一端还布置防止杂质堵塞的滤网(1408)。