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专利名称：一种低温安全阀校验台

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210427460.7

专利申请（专利权）人：抚顺市特种设备监督检验所
权利人地址：辽宁省抚顺市顺城区新城路东段九号

专利发明（设计）人：发明人:朱健,王林,刘晨,高跃,陈勇,郭优,王文涛,李侃,林洋,荆兆东,袁松,王樉

专利摘要：本发明公开了一种低温安全阀校验台，属于安全阀阀门校验领域，本方案可以实现将安全阀提前安装在卡紧装置上后，在控制系统内设定校验介质温度的起始温度为?20℃，当安全阀主要部件的膨胀率相对敏感时或是需要安全阀校验介质更接近工作温度时，可以按其要求设置更低的校验介质温度，随后通过显示面板操作控制系统对安全阀进行校验工作，并且在校验过程中，记录系统将自动记录安全阀开启时的压力显示出来，便于工作人员观察此时安全阀压力值的变化差，而当压力和温度传感器发现第二校验管存在异常状态时对声光报警器发出信号，此时声光报警器发出声光报警对工作人员进行提示，在检验工作完成后，记录系统将关闭所有阀门。

主权利要求：
1.一种低温安全阀校验台，包括低温压力源、卡紧装置（8）、控制系统、安全阀（9）以及记录系统，其特征在于：所述低温压力源与控制系统连接，所述控制系统内设定校验介质的起始温度为?20℃，所述控制系统与卡紧装置（8）连接，所述安全阀（9）位于卡紧装置（8）上侧，所述记录系统与控制系统之间电性连接；
所述卡紧装置（8）包括卡盘（801）、内六角螺栓（802）、滑槽（803）、滑块（804）、限位块（805）、推动块（806）、放置台（14）、进气管（17），所述放置台（14）位于控制系统上侧，所述放置台（14）上端设有卡盘（801），所述卡盘（801）上端插设有多个均匀分布的内六角螺栓（802），所述卡盘（801）通过内六角螺栓（802）与放置台（14）之间螺纹连接，所述卡盘（801）上端开凿有三个对称分布的滑槽（803），三个所述滑槽（803）内壁之间均滑动连接有滑块（804），所述滑块（804）上端固定连接有限位块（805），所述限位块（805）上端固定连接有推动块（806），三个所述滑槽（803）相互交错出设有管套（807），所述管套（807）嵌设与卡盘（801）内且贯穿卡盘（801），所述卡盘（801）下端固定连接有进气管（17），所述进气管（17）与控制系统连接；
所述控制系统包括第一低温截止阀（2）、第一校验管（4）、第二低温截止阀（5）、第三低温截止阀（6）、第四低温截止阀（7）、第五低温截止阀（10）、压力传感器（11）、温度传感器（12）、连通管（13）、第二校验管（15）和出气管（18），汽化器（3）上下两端均安装有连通管（13），所述连通管（13）与低温液氮储罐（1）之间固定连接，下侧的所述连通管（13）外端嵌设安装有第一低温截止阀（2），所述低温液氮储罐（1）上端焊接有第一校验管（4），所述第一校验管（4）与进气管（17）之间卡合连接，所述第一校验管（4）外端安装有第二低温截止阀（5）和第四低温截止阀（7），所述第四低温截止阀（7）位于进气管（17）下侧，所述第一校验管（4）外端嵌设有第二校验管（15），所述第二校验管（15）上端安装有温度传感器（12）和两个压力传感器（11），所述温度传感器（12）位于压力传感器（11）左侧，所述第一校验管（4）外端嵌设有出气管（18），所述出气管（18）外端安装有第三低温截止阀（6），所述第三低温截止阀（6）位于第二校验管（15）右侧，所述第二校验管（15）外端安装有第五低温截止阀（10）；
所述记录系统包括显示面板（16），所述显示面板（16）与第一低温截止阀（2）、第二低温截止阀（5）、第三低温截止阀（6）、第四低温截止阀（7）、第五低温截止阀（10）和温度传感器（12）之间均电性连接，所述显示面板（16）位于放置台（14）上端；
所述低温压力源包括低温液氮储罐（1）和汽化器（3）；
所述第一校验管（4）采用焊接绝热管材料制成，且焊接绝热管为真空套管结构；
所述压力传感器（11）和温度传感器（12）外端均电性连接有声光报警器（19），所述声光报警器（19）与记录系统之间电性连接；
两个所述压力传感器（11）的规格相同、量程和精度等级相同，且精度为0 .4级或以上。 说明书 : 一种低温安全阀校验台技术领域[0001] 本发明涉及安全阀阀门校验领域，更具体地说，涉及一种低温安全阀校验台。背景技术[0002] 安全阀是一种超压保护装置，广泛应用于锅炉、压力容器、压力管道等承压设备，尤其是承压类特种设备，为保证承压类特种设备的本质安全，一般在承压部件压力最高处设置1个或多个安全阀，为此，安全阀已是保障特种设备安全运行的重要安全附件。安全阀在使用过程中受介质、运行状态等影响，其排放压力会发生变化，为此特种设备安全技术规范以及相应的法律、法规、标准等均提出了安全阀强制校验的规定，如对于锅炉、压力容器或压力管道应每年对其设备上的安全阀进行校验，目前安全阀校验方法以及校验台形式主要由《安全阀安全技术监察规程》提出，该标准中仅给出了常温状态下安全阀校验台的形式，以及推荐的低温安全阀校验台。[0003] 但该安全技术规范中推荐的低温安全阀校验台难于实现，且无法完全还原安全阀低温工作环境，尤其是在室温较高的环境下，确保校验介质为低温介质极难实现，同时《低温介质用弹簧直接载荷式安全阀》给出了低温安全阀校验台的简图与《安全阀安全技术监察规程》基本相似，它对检验过程给予了补充，但仍没有低温校验介质快速温升，且无法长时间保持低温状态的问题。[0004] 对于用于LNG、液氮、液氧储罐用安全阀来说，钢制或不锈钢制安全阀在低温化境下其阀体、阀瓣、阀杆和弹簧等主要动作装置将受温度的影响，在低温环境上其膨胀系数与常温环境下存在极大的差异，尤其是低温环境时金属膨胀率明显小于常温或高温环境下，这样就使得室温条件下校验设定的安全阀整定压力高于低温环境时应开启的压力，这就造成了安全阀该开启时不开启的失效状态，容易引发安全事故，为此，如低温安全阀在常温环境下校验是不科学的，这就要求低温安全阀需要在低温（或近似工作条件）环境下校验，并要考虑到低温安全阀安装位置要求和工作环境的特殊性。[0005] 为此本发明优化了低温源、细化了校验管路，明确了低温安全阀校验台各部件的具体参数，为达到安全技术规范和标准提出的约束性指标给出了可行性方案。发明内容[0006] 1．要解决的技术问题[0007] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种低温安全阀校验台，本方案可以实现将安全阀提前安装在卡紧装置上后，在控制系统内设定校验介质温度的起始温度为?20℃，当安全阀主要部件的膨胀率相对敏感时或是需要安全阀校验介质更接近工作温度时，可以按其要求设置校验介质温度，随后通过显示面板操作控制系统致使整体装置进行运行，直至达到所预设的温度后，再打开阀门，促使氮气进行输出从而对安全阀开展校验工作，并且在校验过程中，记录系统将自动记录安全阀开启时的压力，并将其显示出来，从而便于工作人员确定安全阀的开启压力值，而在两个压力传感器传输的数据不一致时，将实时的对声光报警器发出信号，致使声光报警器发出声光报警对工作人员进行提示更换压力传感器，当温度传感器发现第二校验管存在缓慢的温升时，系统将自动关闭第二校验管路，开启低温第一校验管路的第三低温介质阀，向大气中排放低温氮气从而达到冷却校验介质的目的，直到检验介质达到规定的温度后，关闭第一检验管路，重新开启第二校验管路，开始检验工作，在检验工作完成后，记录系统将关闭所有阀门。[0008] 2．技术方案[0009] 为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。[0010] 一种低温安全阀校验台，包括低温压力源、卡紧装置、控制系统、安全阀以及记录系统，所述低温压力源与控制系统连接，所述控制系统内设定校验介质的起始温度为?20℃，所述控制系统与卡紧装置连接，所述安全阀位于卡紧装置上侧，所述记录系统与控制系统之间电性连接。[0011] 进一步的，所述低温压力源包括低温液氮储罐和汽化器。[0012] 进一步的，所述卡紧装置包括卡盘、内六角螺栓、滑槽、滑块、限位块、推动块、放置台、进气管，所述放置台位于控制系统上侧，所述放置台上端设有卡盘，所述卡盘上端插设有多个均匀分布的内六角螺栓，所述卡盘通过内六角螺栓与放置台之间螺纹连接，所述卡盘上端开凿有三个对称分布的滑槽，三个所述滑槽内壁之间均滑动连接有滑块，所述滑块上端固定连接有限位块，所述限位块上端固定连接有推动块，三个所述滑槽相互交错出设有，所述嵌设与卡盘内且贯穿卡盘，所述卡盘下端固定连接有进气管，所述进气管与控制系统连接。[0013] 进一步的，所述控制系统包括第一低温截止阀、第一校验管、第二低温截止阀、第三低温截止阀、第四低温截止阀、第五低温截止阀、压力传感器、温度传感器、连通管、第二校验管和出气管，所述汽化器上下两端均安装有连通管，所述连通管与低温液氮储罐之间固定连接，下侧的所述连通管外端嵌设安装有第一低温截止阀，所述低温液氮储罐上端焊接有第一校验管，所述第一校验管与进气管之间卡合连接，所述第一校验管外端安装有第二低温截止阀和第四低温截止阀，所述第四低温截止阀位于进气管下侧，所述第一校验管外端嵌设有第二校验管，所述第二校验管上端安装有温度传感器和两个压力传感器，所述温度传感器位于压力传感器左侧，所述第一校验管外端嵌设有出气管，所述出气管外端安装有第三低温截止阀，所述第三低温截止阀位于第二校验管右侧，所述第二校验管外端安装有第五低温截止阀。[0014] 进一步的，所述记录系统包括显示面板，所述显示面板与第一低温截止阀、第二低温截止阀、第三低温截止阀、第四低温截止阀、第五低温截止阀和温度传感器之间均电性连接，所述显示面板位于放置台上端。[0015] 进一步的，所述第一校验管采用焊接绝热管材料制成，且焊接绝热管为真空套管结构。[0016] 进一步的，所述压力传感器外端均电性连接有声光报警器，所述声光报警器与记录系统之间电性连接。[0017] 进一步的，两个所述压力传感器的规格相同、量程和精度等级相同，且精度为0.4级或以上。[0018] 3．有益效果[0019] 相比于现有技术，本发明的优点在于：[0020] （1）本方案利用汽化器，通过汽化液氮改变低温储罐内液氮的比例，相应的增加罐体内的压力，方便灵活调节压力源的压力，通过增加储罐内液氮的比例，完全可以适应高压安全阀校验工作。[0021] （2）本方案采用焊接绝热管为校验系统管路，焊接绝热管为真空套管结构，使低温介质在内套管流动，套管与外观间采用真空绝热，可以实现从低温罐体出来的低温氮气温升很。愕臀掳踩Ｑ楣ぷ。[0022] （3）本方案利于控制系统以及记录系统能够主动的对系统管理的温度进行监测和调节，确保低温安全阀校验质量；并且通过控制系统对校验过程的记录，较大的减少了人为因素对校验过程的干预，极大的减少了因人为因素造成的粗大误差、从而适当的降低了人员工作量。附图说明[0023] 图1为本发明整体的结构示意图；[0024] 图2为本发明显示面板的结构示意图；[0025] 图3为本发明卡紧装置的结构示意图。[0026] 图中标号说明：[0027] 1低温液氮储罐、2第一低温截止阀、3汽化器、4第一校验管、5第二低温截止阀、6第三低温截止阀、7第四低温截止阀、8卡紧装置、801卡盘、802内六角螺栓、803滑槽、804滑块、805限位块、806推动块、9安全阀、10第五低温截止阀、11压力传感器、12温度传感器、13连通管、14放置台、15第二校验管、16显示面板、17进气管、18出气管、19声光报警器。具体实施方式[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。[0029] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0030] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0031] 实施例：[0032] 请参阅图1?3，一种低温安全阀校验台，包括低温压力源、卡紧装置8、控制系统、安全阀9以及记录系统，低温压力源与控制系统连接，控制系统内设定校验介质的起始温度为?20℃，控制系统与卡紧装置8连接，安全阀9位于卡紧装置8上侧，记录系统与控制系统之间电性连接，本方案可以实现将安全阀提前安装在卡紧装置上后，在控制系统内设定校验介质温度的起始温度为?20℃，当安全阀主要部件的膨胀率相对敏感时或是需要安全阀校验介质更接近工作温度时，可以按其要求设置校验介质温度，随后通过显示面板16操作控制系统致使整体装置进行运行，直至达到所预设的温度后，再打开阀门，促使氮气进行输出从而对安全阀开展校验工作，并且在校验过程中，记录系统将自动记录安全阀开启时的压力，并将其显示出来，从而便于工作人员观察此时安全阀压力值的变化差，而当压力传感器11发现第二校验管15存在缓慢的压降时对声光报警器19发出信号，致使声光报警器19发出声光报警对工作人员进行提示，在检验工作完成后，记录系统将关闭所有阀门。[0033] 请参阅图1，低温压力源包括低温液氮储罐1和汽化器3，因现有技术中没有明确压力源的具体形态，致使其压力源为常压储罐或常规液氮瓶，当采用常压低温储罐时压力主要靠液氮的自然挥发，其最高校验压力极低，即便选用常规液氮瓶时，其最高压力也仅为2.5MPa，按照安全阀安全技术规范的要求，其压力源应当高于校验压力1.1?1.2倍，这样反算可以得到其能够校验的低温安全阀最高压力为2.27MPa，而随着我国请能源战略的发展、以及空气分离装置大型化、高参数化发展，将产生大量的高压安全阀，导致目前常用的压力源无法完成高压安全阀的校验工作，在本发明中利用汽化器3，通过汽化低温液氮储罐1内液氮的比例，相应的增加或减少罐体内的压力，方便灵活调节压力源的压力，通过增加储罐内液氮的比例，完全可以适应高压安全阀校验工作。[0034] 请参阅图1?3，卡紧装置8包括卡盘801、内六角螺栓802、滑槽803、滑块804、限位块805、推动块806、放置台14、进气管17，放置台14位于控制系统上侧，放置台14上端设有卡盘801，卡盘801上端插设有多个均匀分布的内六角螺栓802，卡盘801通过内六角螺栓802与放置台14之间螺纹连接，卡盘801上端开凿有三个对称分布的滑槽803，三个滑槽803内壁之间均滑动连接有滑块804，滑块804上端固定连接有限位块805，限位块805上端固定连接有推动块806，三个滑槽803相互交错出设有807，807嵌设与卡盘801内且贯穿卡盘801，卡盘801下端固定连接有进气管17，进气管17与控制系统连接，本方案在安装安全阀9时，可通过向外侧推动三个方位的推动块806，致使推动块806带动着滑块804在滑槽803内滑动，从而致使三个限位块805之间的直径距离逐渐增大，此时在将安全阀9放置在卡盘801表面，随后再次推动三个推动块806，致使推动块806带动着限位块805向此时的安全阀9靠近，致使限位块805位于安全阀9上侧，而后在后期校验的过程中，氮气通过进气管17进入807内部，将安全阀9向上吹动，从而致使安全阀9卡紧在限位块805内，完成对安全阀9的限位。[0035] 请参阅图1，控制系统包括第一低温截止阀2、第一校验管4、第二低温截止阀5、第三低温截止阀6、第四低温截止阀7、第五低温截止阀10、压力传感器11、温度传感器12、连通管13、第二校验管15和出气管18，汽化器3上下两端均安装有连通管13，连通管13与低温液氮储罐1之间固定连接，下侧的连通管13外端嵌设安装有第一低温截止阀2，低温液氮储罐1上端焊接有第一校验管4，第一校验管4与进气管17之间卡合连接，第一校验管4外端安装有第二低温截止阀5和第四低温截止阀7，第四低温截止阀7位于进气管17下侧，第一校验管4外端嵌设有第二校验管15，第二校验管15上端安装有温度传感器12和两个压力传感器11，温度传感器12位于压力传感器11左侧，第一校验管4外端嵌设有出气管18，出气管18外端安装有第三低温截止阀6，第三低温截止阀6位于第二校验管15右侧，第二校验管15外端安装有第五低温截止阀10，在安全阀校验前，校验人员需提前将安全阀9稳妥安装在卡紧装置8上，在控制系统内设定校验介质温度的起始温度为?20℃，当安全阀主要部件的膨胀率相对敏感时或是需要安全阀校验介质更接近工作温度时，可以按其要求设置校验介质温度，随后通过显示面板16操作控制系统先开启第一低温截止阀2，让低温液氮储罐1内的介质流入到汽化器3中，液氮在汽化器3内逐渐汽化，汽化后的氮气由上侧的连通管13回到低温液氮储罐1内的气相空间，而由于氮气由液相变成气相后其体积增大，从而导致低温液氮储罐1中的压力升高，与此同时当两块规格相同、量程和精度等级相同精度为0.4级或以上的压力传感器11感应到此时的压力为校验压力的1.5倍时，关闭第一低温截止阀2和第四低温截止阀7，让气相的氮气从采用焊接绝热管材料制成的第一校验管4流经第二低温截止阀5、第三低温截止阀6随后排入大气，其作用是将第一校验管4内壁进行预冷工作，使得此时的第一校验管4、第二校验管15达到预设温度，而当达到温度传感器12的预设温度后开启第四低温截止阀7，使氮气通过进气管17向安全阀9进行输出从而开展校验工作，在校验时显示面板16将自动记录安全阀9开启时的压力，并将其显示出来，此时呈现在显示面板16表面的温度变化为曲线变化，便于观察此时安全阀9压力值变化，这个压力值为安全阀整定压力，在检验工作完成后，记录系统将关闭所有阀门。[0036] 请参阅图1?2，记录系统包括显示面板16，显示面板16与第一低温截止阀2、第二低温截止阀5、第三低温截止阀6、第四低温截止阀7、第五低温截止阀10和温度传感器12之间均电性连接，显示面板16位于放置台14上端，显示面板16能够主动的对系统管理的温度进行监测和调节，确保低温安全阀校验质量；同时因通过控制系统对校验过程的记录，较大的减少了人为因素对校验过程的干预，极大的减少了因人为因素造成的粗大误差、适当的降低了人员工作量。[0037] 请参阅图1，第一校验管4采用焊接绝热管材料制成，且焊接绝热管为真空套管结构，现有技术中，其校验管道主要形式为金属软管外加保温层保温，这样的保冷水平极差，管道内的校验介质温升很快，而采用焊接绝热管为校验管路时，其焊接绝热管为真空套管结构，低温介质在内套管流动，套管与外观间采用真空绝热，这样就可以实现从低温罐体出来的低温氮气温升很。愕臀掳踩Ｑ楣ぷ。[0038] 请参阅图1，温度传感器12外端均电性连接有声光报警器19，声光报警器19与记录系统之间电性连接，当温度传感器12发现第二校验管15中的校验介质温度高于设定温度时对声光报警器19发出信号，致使声光报警器19发出声光报警对工作人员进行提示，并自动开启第三低温截止阀6，将低温氮气排放到大气中，对第一校验管4和第二校验管15起到冷却的作用，当校验介质温度满足校验要求后，提示校验人员可以开展校验工作。[0039] 请参阅图1，两个压力传感器11的规格相同、量程和精度等级相同，且精度为0.4级或以上，通过设置规格相同、量程和精度等级相同，且精度为0.4级或以上的两个压力传感器11，可以使压力传感器11在感应压力时能够更加的精密，降低误差值，同时读取两个压力传感器传感器的数值，当数值偏差大于0.1%时对报警器19发出信号，致使声光报警器19发出声光报警对工作人员进行提示更换压力传感器11。[0040] 工作原理：本方案中在安全阀校验前，校验人员需提前向外侧推动三个方位的推动块806，致使推动块806带动着滑块804在滑槽803内滑动，从而致使三个限位块805之间的直径距离逐渐增大，此时在将安全阀9放置在卡盘801表面，随后再次推动三个推动块806，致使推动块806带动着限位块805向此时的安全阀9靠近，致使限位块805位于安全阀9上侧，而后在后期校验的过程中，氮气通过进气管17进入807内部，将安全阀9向上吹动，从而致使安全阀9卡紧在限位块805内，完成对安全阀9的限位，随后在控制系统内设定校验介质温度的起始温度为?20℃，当安全阀主要部件的膨胀率相对敏感时或是需要安全阀校验介质更接近工作温度时，可以按其要求设置校验介质温度，随后通过显示面板16操作控制系统先开启第一低温截止阀2，让低温液氮储罐1内的介质流入到汽化器3中，液氮在汽化器3内逐渐汽化，汽化后的氮气由上侧的连通管13回到低温液氮储罐1内的气相空间，而由于氮气由液相变成气相后其体积增大，从而导致低温液氮储罐1中的压力升高，与此同时当两块规格相同、量程和精度等级相同精度为0.4级或以上的压力传感器11感应到此时的压力为校验压力的1.5倍时，关闭第一低温截止阀2和第四低温截止阀7，让气相的氮气从采用焊接绝热管材料制成的第一校验管4流经第二低温截止阀5、第三低温截止阀6随后排入大气，其作用是将第一校验管4内壁进行预冷工作，使得此时的第一校验管4、第二校验管15达到预设温度，而当达到温度传感器12的预设温度后开启第四低温截止阀7，使氮气通过进气管17向安全阀9进行输出从而开展校验工作，在校验时显示面板16将自动记录安全阀9开启时的压力，并将其显示出来，此时呈现在显示面板16表面的温度变化为曲线变化，便于观察此时安全阀9压力值变化，这个压力值为安全阀整定压力，而当压力传感器11和温度传感器12发现第二校验管15存在异常时对声光报警器19发出信号，致使声光报警器19发出声光报警对工作人员进行提示更换压力传感器，在检验工作完成后，记录系统将关闭所有阀门。[0041] 以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

专利地区：辽宁

专利申请日期：2022-04-21

专利公开日期：2024-10-08

专利公告号：CN114608820B