快開門壓力容器安全聯(lián)鎖裝置設(shè)計(jì)研究

周小平，喻穎

（湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測研究院湘潭分院，湖南 湘潭 411204）

1 前言

快開門式壓力容器，是指進(jìn)出容器的端蓋或者封頭和主體間帶有相互嵌套的快速密封鎖緊裝置的容器。快開門壓力容器由于開關(guān)時(shí)間短、裝卸方便，在頻繁間隙式生產(chǎn)的行業(yè)（如化工、輕工、紡織、建材和醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)）應(yīng)用廣泛。

快開門式壓力容器開啟、閉合快捷輕便，但因各種原因，近年來，快開門式壓力容器爆炸事故頻繁發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，快開門式壓力容器的事故率占我國壓力容器爆炸事故的1/3。如2017 年3 月23 日湖南省沅江市某管樁科技有限公司，2018 年10 月13 日湖南省桃江縣某墻材有限公司兩年內(nèi)連續(xù)發(fā)生了兩起蒸壓釜爆炸事故，嚴(yán)重?fù)p害了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)秩序。

快開門式壓力容器爆炸事故發(fā)生的原因，除設(shè)計(jì)、制造、管理等原因外，安全聯(lián)鎖裝置失效是主要原因之一。為實(shí)現(xiàn)能在最大程度上保證快開門式壓力容器的穩(wěn)定性和安全性，保證企業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，筆者研究設(shè)計(jì)了一種安全、可靠的雙插銷式快開門安全聯(lián)鎖裝置。該裝置結(jié)構(gòu)如圖1、2 所示。

圖1 手動(dòng)插銷控制機(jī)構(gòu)示意圖

該裝置在安裝使用時(shí)，手動(dòng)插銷控制機(jī)構(gòu)、自動(dòng)插銷控制機(jī)構(gòu)并聯(lián)安裝。

2 工作原理及其合規(guī)性

2.1 基本工作原理

手動(dòng)插銷連接控制機(jī)構(gòu)，控制壓力容器進(jìn)氣閥門的啟閉。控制器機(jī)構(gòu)可根據(jù)進(jìn)氣閥門的種類（電動(dòng)閥、氣/液動(dòng)閥、手動(dòng)閥），設(shè)置不同的裝置。

圖2 自動(dòng)插銷控制機(jī)構(gòu)示意圖

快開門合攏旋轉(zhuǎn)，當(dāng)嚙齒嚙合后，手動(dòng)插銷插入插板，此時(shí)，手動(dòng)插銷帶動(dòng)進(jìn)氣閥門的控制機(jī)構(gòu)，開啟進(jìn)氣閥門，壓力容器開始升壓運(yùn)行；升壓后脫離“零壓”狀態(tài)，進(jìn)入“有壓”狀態(tài)，此時(shí)，自動(dòng)插銷在壓力作用下，自動(dòng)插入插板，快開門無法開啟。

在保壓或降壓，不需要進(jìn)氣時(shí)，撥出手動(dòng)插銷，手動(dòng)插銷帶動(dòng)進(jìn)氣閥門的控制機(jī)構(gòu)，關(guān)閉進(jìn)氣閥門。當(dāng)壓力容器內(nèi)部存在壓力時(shí)，雖然手動(dòng)插銷已撥出，但自動(dòng)插銷仍會(huì)牢牢地插在插板內(nèi)，快開門無法打開。只當(dāng)壓力容器內(nèi)部壓力全部完全釋放，自動(dòng)插銷在彈簧的作用下，自動(dòng)撥出插板，方能打開快開門。

2.2 合規(guī)性

《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG21-2016）規(guī)定：快開門式壓力容器安全聯(lián)鎖裝置應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：

（1）當(dāng)快開門達(dá)到預(yù)定關(guān)閉部位，方能進(jìn)行升壓運(yùn)行；

（2）當(dāng)壓力容器內(nèi)部壓力全部完全釋放，方能打開快開門。

這種雙插銷式快開門安全聯(lián)鎖裝置，完全滿足《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG21-2016）之規(guī)定。

3 該快開門安全聯(lián)鎖裝置的主要特點(diǎn)

該裝置純機(jī)械控制，避免了因電氣元件老化導(dǎo)致快開門安全聯(lián)鎖裝置失效。

當(dāng)前在用的一些快開門安全聯(lián)鎖裝置，誤差大，雖然快開門達(dá)到預(yù)定關(guān)閉部位，但嚙齒并未完全嚙合，仍然存在安全隱患。本設(shè)計(jì)插板痤與快開門法蘭之間由螺絲固定，在插板痤上開有橢圓孔，可在快開門法蘭周向微調(diào)插板位置，能使嚙齒完全嚙合。

本設(shè)計(jì)在自動(dòng)插銷上裝有調(diào)節(jié)螺母，通過調(diào)節(jié)螺母，調(diào)節(jié)彈簧壓力，能基本達(dá)到壓力容器內(nèi)部壓力完全釋放的要求。

本設(shè)計(jì)采用的插銷能避免因快開門漏氣產(chǎn)生振動(dòng)或因溫差應(yīng)力，導(dǎo)致快開門產(chǎn)生位移，嚙齒錯(cuò)開，留下安全隱患。

綜上所述，本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)可歸納如下：

（1）安全、可靠；

（2）結(jié)構(gòu)簡單，便于維修、操作；

（3）制造成本低，壽命長，易于推廣；

（4）適用于嚙齒式快開門壓力容器。

4 結(jié)語

快開門式壓力容器廣泛應(yīng)用于化工、輕工、紡織、建材和醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)，為改變近年來快開門式壓力容器爆炸事故頻繁發(fā)生的現(xiàn)狀，盡量減少事故隱患，預(yù)防事故發(fā)生，在設(shè)計(jì)時(shí)，快開門式壓力容器應(yīng)當(dāng)考慮疲勞載荷的影響；在使用中，應(yīng)強(qiáng)化使用單位的主體責(zé)任，建立健全操作規(guī)程，加強(qiáng)操作人員培訓(xùn)，強(qiáng)化快開門式壓力容器檢驗(yàn)工作，保障快開門式壓力容器安全聯(lián)鎖裝置靈敏、安全可靠。