油库上装发油鹤管放空阀的自动化改造

原放空阀

1. 原有放空阀的设计

在油库原有上装发油设备中, 将Q11F - 1000WOG二片式内螺纹球阀作为放空阀, 人工手动操作。如图1所示。

图1手动球瓣放空阀

工作原理为当进行发油作业时, 驾驶员需要先把鹤管放入油罐车仓内, 然后在发油前关闭放空阀上的手动开关, 发油时放空阀里面的球瓣处于关闭状态, 油品不会从放空阀中渗漏。当发油完成后, 鹤管一端的发油阀关闭。这时, 鹤管内产生一定的真空度, 管内的油品无法顺利地从鹤管的另一端 ( 油罐车仓内端) 排入油罐, 在驾驶员打开放空阀后, 外部空气从放空阀进入鹤管, 平衡了鹤管内的压力, 使管内的油品排出, 达到放空的目的。

放空球阀由手动开关、内置的球瓣、可以对接的铜质螺纹管等三部分组成。

第一部分: 球阀上部螺母, 内径18 mm, 外径22 mm。中部为下部螺纹的底座, 作为下部螺纹拧进去的停止部位, 直径26 mm。下部为直径为16 mm的螺纹, 用于和中部连接。

第二部分: 手动放空阀的球瓣。球瓣的上下部位均为开口直通连接, 直径14 mm。球瓣一侧有凹槽, 用于和手动开关连接, 由于都是铜材质, 无其他密封材料的配合, 在使用过程中容易磨损, 造成密封不严, 油品滴漏严重。更换率高。如图2所示。

图2手动放空阀的球瓣

第三部分: 手动开关和下部的螺母。手动开关通过转轴和球瓣的凹槽相接, 卡住凹槽, 通过手动开关的旋转可控制球瓣的通断, 从而控制阀门的关闭。下部的螺母和顶部的螺母尺寸一样, 频繁地使用开关容易造成阀柄压盖螺帽松动, 造成阀柄脱落。如图3所示。

图3手动放空阀的开关和下部螺母 

1. 原有放空阀存在的问题

第一, 放空阀手动开关频繁使用, 容易损坏。 细长的手动开关在长时间的使用中, 容易发生变形和折断。此外, 球阀的球瓣在多次循环开关中容易磨损, 造成渗漏。在实际使用中, 发生过发油时手动开关折断, 无法开关放空阀的问题。

第二, 驾驶员在发油时误操作, 发生喷油事件。在进行发油作业时, 当驾驶员把鹤管放入油罐车仓内, 输入密码准备发油时, 由于开始没有把放空阀关闭, 当发油作业进行一段时间、管内油品流动有压力时, 成品油会立刻喷射而出。此类事件已经在笔者库区发生多次, 尽管对运输队的驾驶员进行多次培训, 但是偶尔还有误操作喷油事件发生, 无法从根本上杜绝。

第三, 个别驾驶员钻放空阀的空子, 存在偷油现象。有的驾驶员在前后车发油间隙故意把预先备置好的桶子接到鹤管处, 在前一车发油后故意不打开放空阀, 等下一车过来放好鹤管后, 发油前打开放空阀, 让鹤管里的成品油随着未释放完的压力喷出, 顺着鹤管流入桶中, 造成资源流失。

已有兄弟单位尝试制作自动放空阀。其基本构造为去除手动开关, 在原来放空阀的末端添加一个单向止回阀和一个透明塑料杯。关键部件为单向止回阀, 当灌装作业开始及后续过程中, 可阻止被灌装的油品从鹤管放空阀口喷出。当灌装作业结束后, 室外空气通过单向止回阀进入鹤管, 使鹤管内的残余油品及时放空。鹤管上原有的放空阀平时处在常开位置。单向止回阀, 消除了发油操作过程中司机必须开、关各一次放空阀的烦琐动作。 缺点是由于单向止回阀阀瓣处于常开状态, 在发油压力波动时, 频繁开关, 管道接口弯头多, 容易渗漏, 需要另接一个集油容器, 防止溢出。

放空阀的改造

2. 改造方案和设计

针对原有手动放空阀和其他单位制作的自动放空阀的不足, 在查阅大量相关资料后, 结合油库实际情况, 将原有的放空阀用立式止回阀代替并对其进行改造, 如图4所示。

图4立式止回阀

基本构造: 改造所用的立式止回阀直径为DN25 mm。改造的主要部分是堵头、弹簧和密封垫, 使之适应油库放空阀的使用要求。

第一部分: 上部为带螺纹连接的堵头, 在堵头四周钻孔, 既可以进出空气, 还可防止灰尘杂物进入。顶部内径25 mm, 外径32 mm, 中部为止回式横式圆孔, 直径5 mm; 下部为止回空间, 可供止回器件来回运动, 内径30 mm, 外径38 mm, 在止回空间下部有螺纹, 用以连接第三部分。

第二部分: 止回器件 ( 图5) 。顶部直径为5 mm的圆孔盘, 连接在一起的为直径15 mm的底座。中间为直径为1 mm、长度为11 ~13 mm的弹簧。对于弹簧, 要求弹性足够好, 因为原阀配置的弹簧适应水的压力, 选择的弹簧丝比较粗, 不适应鹤管放空阀, 会使止回器件受力后无法动作。经过试验选用直径为1 mm、 长度为11 ~13 mm的弹簧能在鹤管内油介质中灵活动作, 并不发生渗漏。此外, 还要具备耐用, 耐油, 防腐蚀特性。下部为轴式止回圆盘, 圆盘直径30 mm。轴长40 mm, 止回式圆盘上面为直径17 mm的圆形压垫, 压垫下面为直径28 mm的缓冲橡胶垫, 镶嵌在圆盘底座中。对于橡胶垫, 需要具备耐油耐用, 使用了氟橡胶垫。圆盘下面相接的为直径9 mm的小圆盘, 用以和第三部分的止回式横式圆孔连接。

图5改造后的止回器件 

第三部分: 承接的底座。上部为承接第二部分的螺纹器件, 内径为22 mm, 外径为32 mm的螺纹, 在螺纹底部缠上几圈密封耐油胶带, 以达到良好的密封。内置止回式横式圆孔, 直径为5 mm。 下部相接的螺母, 内直径为25 mm, 外径为32 mm。整个结构如图6所示。

图6止回阀底座

把三个部分的各部件组装, 整件效果如图7所示。工作原理为当止回式放空阀受到油气压力时, 自动会挤压弹簧, 中部止回器件会随着弹簧的挤压上升, 使阀门关闭, 当发油作业结束以后, 由于压力消失、虹吸原理, 中部止回器件又会随着弹簧反弹回到原位置, 处于通气状态, 鹤管内油品放空。如此往复工作。

图7止回阀和其整体结构

改造后的差别: 改造后的放空阀增加了伸缩性较好的弹簧, 增加了氟橡胶垫, 以及一些止回器件, 在尺寸方面略有改动。最核心的差别是实现了放空阀的自动化, 发油时不必人工操作, 方便鹤管发油, 而且性能稳定, 解决了原有手动放空阀存在的诸多问题, 应用后自动化放空阀一直未出现问题。

2. 改造后的效果

改造后的止回式自动放空阀主要解决了以下几个问题: 第一, 有效解决了手动式放空阀磨损的问题。采用自动放空阀, 无需驾驶员操作, 在方便驾驶员的同时, 提高了工作效率, 延长了设备的使用寿命, 降低了维修费用。第二, 杜绝了放空阀喷油现象。自动放空阀能随着鹤管内油气压力自动调节, 解决了驾驶员在发油开始时忘记关闭放空阀, 中途放空阀发生喷油的问题, 消除了安全隐患。第三, 杜绝驾驶员利用放空阀偷油的现象。 自动放空阀自动控制放空阀门, 偷油者无法从放空阀上找漏洞。第四, 解决了其他自动放空阀容易渗漏的现象, 在放空阀顶端紧上堵头, 堵头边缘钻小孔, 既消除了集油杯的保养维护和连接弯头管子的安装, 又消除了灰尘和油污的积聚。

本次完成的放空阀改造, 已经在一油库中广泛使用, 事实证明, 改造后效果明显, 有效解决了之前存在的诸多问题, 得到油库同事和公司领导的一致认可。