油庫上裝發油鶴管放空閥的自動化改造

原放空閥

1. 原有放空閥的設計

在油庫原有上裝發油設備中, 將Q11F - 1000WOG二片式內螺紋球閥作為放空閥, 人工手動操作。如圖1所示。

圖1手動球瓣放空閥

工作原理為當進行發油作業時, 駕駛員需要先把鶴管放入油罐車倉內, 然后在發油前關閉放空閥上的手動開關, 發油時放空閥里面的球瓣處于關閉狀態, 油品不會從放空閥中滲漏。當發油完成后, 鶴管一端的發油閥關閉。這時, 鶴管內產生一定的真空度, 管內的油品無法順利地從鶴管的另一端 ( 油罐車倉內端) 排入油罐, 在駕駛員打開放空閥后, 外部空氣從放空閥進入鶴管, 平衡了鶴管內的壓力, 使管內的油品排出, 達到放空的目的。

放空球閥由手動開關、內置的球瓣、可以對接的銅質螺紋管等三部分組成。

第一部分: 球閥上部螺母, 內徑18 mm, 外徑22 mm。中部為下部螺紋的底座, 作為下部螺紋擰進去的停止部位, 直徑26 mm。下部為直徑為16 mm的螺紋, 用于和中部連接。

第二部分: 手動放空閥的球瓣。球瓣的上下部位均為開口直通連接, 直徑14 mm。球瓣一側有凹槽, 用于和手動開關連接, 由于都是銅材質, 無其他密封材料的配合, 在使用過程中容易磨損, 造成密封不嚴, 油品滴漏嚴重。更換率高。如圖2所示。

圖2手動放空閥的球瓣

第三部分: 手動開關和下部的螺母。手動開關通過轉軸和球瓣的凹槽相接, 卡住凹槽, 通過手動開關的旋轉可控制球瓣的通斷, 從而控制閥門的關閉。下部的螺母和頂部的螺母尺寸一樣, 頻繁地使用開關容易造成閥柄壓蓋螺帽松動, 造成閥柄脫落。如圖3所示。

圖3手動放空閥的開關和下部螺母 

1. 原有放空閥存在的問題

第一, 放空閥手動開關頻繁使用, 容易損壞。 細長的手動開關在長時間的使用中, 容易發生變形和折斷。此外, 球閥的球瓣在多次循環開關中容易磨損, 造成滲漏。在實際使用中, 發生過發油時手動開關折斷, 無法開關放空閥的問題。

第二, 駕駛員在發油時誤操作, 發生噴油事件。在進行發油作業時, 當駕駛員把鶴管放入油罐車倉內, 輸入密碼準備發油時, 由于開始沒有把放空閥關閉, 當發油作業進行一段時間、管內油品流動有壓力時, 成品油會立刻噴射而出。此類事件已經在筆者庫區發生多次, 盡管對運輸隊的駕駛員進行多次培訓, 但是偶爾還有誤操作噴油事件發生, 無法從根本上杜絕。

第三, 個別駕駛員鉆放空閥的空子, 存在偷油現象。有的駕駛員在前后車發油間隙故意把預先備置好的桶子接到鶴管處, 在前一車發油后故意不打開放空閥, 等下一車過來放好鶴管后, 發油前打開放空閥, 讓鶴管里的成品油隨著未釋放完的壓力噴出, 順著鶴管流入桶中, 造成資源流失。

已有兄弟單位嘗試制作自動放空閥。其基本構造為去除手動開關, 在原來放空閥的末端添加一個單向止回閥和一個透明塑料杯。關鍵部件為單向止回閥, 當灌裝作業開始及后續過程中, 可阻止被灌裝的油品從鶴管放空閥口噴出。當灌裝作業結束后, 室外空氣通過單向止回閥進入鶴管, 使鶴管內的殘余油品及時放空。鶴管上原有的放空閥平時處在常開位置。單向止回閥, 消除了發油操作過程中司機必須開、關各一次放空閥的煩瑣動作。 缺點是由于單向止回閥閥瓣處于常開狀態, 在發油壓力波動時, 頻繁開關, 管道接口彎頭多, 容易滲漏, 需要另接一個集油容器, 防止溢出。

放空閥的改造

2. 改造方案和設計

針對原有手動放空閥和其他單位制作的自動放空閥的不足, 在查閱大量相關資料后, 結合油庫實際情況, 將原有的放空閥用立式止回閥代替并對其進行改造, 如圖4所示。

圖4立式止回閥

基本構造: 改造所用的立式止回閥直徑為DN25 mm。改造的主要部分是堵頭、彈簧和密封墊, 使之適應油庫放空閥的使用要求。

第一部分: 上部為帶螺紋連接的堵頭, 在堵頭四周鉆孔, 既可以進出空氣, 還可防止灰塵雜物進入。頂部內徑25 mm, 外徑32 mm, 中部為止回式橫式圓孔, 直徑5 mm; 下部為止回空間, 可供止回器件來回運動, 內徑30 mm, 外徑38 mm, 在止回空間下部有螺紋, 用以連接第三部分。

第二部分: 止回器件 ( 圖5) 。頂部直徑為5 mm的圓孔盤, 連接在一起的為直徑15 mm的底座。中間為直徑為1 mm、長度為11 ~13 mm的彈簧。對于彈簧, 要求彈性足夠好, 因為原閥配置的彈簧適應水的壓力, 選擇的彈簧絲比較粗, 不適應鶴管放空閥, 會使止回器件受力后無法動作。經過試驗選用直徑為1 mm、 長度為11 ~13 mm的彈簧能在鶴管內油介質中靈活動作, 并不發生滲漏。此外, 還要具備耐用, 耐油, 防腐蝕特性。下部為軸式止回圓盤, 圓盤直徑30 mm。軸長40 mm, 止回式圓盤上面為直徑17 mm的圓形壓墊, 壓墊下面為直徑28 mm的緩沖橡膠墊, 鑲嵌在圓盤底座中。對于橡膠墊, 需要具備耐油耐用, 使用了氟橡膠墊。圓盤下面相接的為直徑9 mm的小圓盤, 用以和第三部分的止回式橫式圓孔連接。

圖5改造后的止回器件 

第三部分: 承接的底座。上部為承接第二部分的螺紋器件, 內徑為22 mm, 外徑為32 mm的螺紋, 在螺紋底部纏上幾圈密封耐油膠帶, 以達到良好的密封。內置止回式橫式圓孔, 直徑為5 mm。 下部相接的螺母, 內直徑為25 mm, 外徑為32 mm。整個結構如圖6所示。

圖6止回閥底座

把三個部分的各部件組裝, 整件效果如圖7所示。工作原理為當止回式放空閥受到油氣壓力時, 自動會擠壓彈簧, 中部止回器件會隨著彈簧的擠壓上升, 使閥門關閉, 當發油作業結束以后, 由于壓力消失、虹吸原理, 中部止回器件又會隨著彈簧反彈回到原位置, 處于通氣狀態, 鶴管內油品放空。如此往復工作。

圖7止回閥和其整體結構

改造后的差別: 改造后的放空閥增加了伸縮性較好的彈簧, 增加了氟橡膠墊, 以及一些止回器件, 在尺寸方面略有改動。最核心的差別是實現了放空閥的自動化, 發油時不必人工操作, 方便鶴管發油, 而且性能穩定, 解決了原有手動放空閥存在的諸多問題, 應用后自動化放空閥一直未出現問題。

2. 改造后的效果

改造后的止回式自動放空閥主要解決了以下幾個問題: 第一, 有效解決了手動式放空閥磨損的問題。采用自動放空閥, 無需駕駛員操作, 在方便駕駛員的同時, 提高了工作效率, 延長了設備的使用壽命, 降低了維修費用。第二, 杜絕了放空閥噴油現象。自動放空閥能隨著鶴管內油氣壓力自動調節, 解決了駕駛員在發油開始時忘記關閉放空閥, 中途放空閥發生噴油的問題, 消除了安全隱患。第三, 杜絕駕駛員利用放空閥偷油的現象。 自動放空閥自動控制放空閥門, 偷油者無法從放空閥上找漏洞。第四, 解決了其他自動放空閥容易滲漏的現象, 在放空閥頂端緊上堵頭, 堵頭邊緣鉆小孔, 既消除了集油杯的保養維護和連接彎頭管子的安裝, 又消除了灰塵和油污的積聚。

本次完成的放空閥改造, 已經在一油庫中廣泛使用, 事實證明, 改造后效果明顯, 有效解決了之前存在的諸多問題, 得到油庫同事和公司領導的一致認可。