[发明专利]一种用于LNG船低温管路的充惰性气体换向阀

说明书

本发明公开了一种用于LNG船低温管路的充惰性气体换向阀，包括阀体，所述阀体内部设置有第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔，第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔之间通过连接流道相连通，第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔内均安装有开关阀组，第一进气阀腔内还设置有用以使其阀腔进气口保持常开状态的限位组件。本发明可以根据气体流量大小及时切换其进气阀腔，以将低温管路内的残留空气全部排出，同时也能够控制焊接过程中低温管路内的惰性气体含量，避免焊接过程中焊缝被氧化，有效保证焊接质量。

技术领域

本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种用于LNG船低温管路的充惰性气体换向阀。

背景技术

LNG船舶低温管路是整个低温系统的重要组成部分，承担着液化天然气(-163摄氏度)的输送功能，管路沿LNG船穹顶甲板面呈水平状态布置。

低温管路采用自首端向尾端逐根顺序连接的方式进行布置，管件与管件之间采用嵌铁点焊固定的方式。

由于低温管路采用的是低温奥氏体不锈钢材质，这种材质在焊接过程中极易氧化从而直接产生焊接缺陷，任何一处微小的缺陷都可能导致低温管路在使用过程中发生破裂并引发天然气泄漏，产生的后果不堪设想。

所以低温管路焊接前，需要在焊缝后方一定距离设置海绵等密封工装来封堵管路，完成封堵后从管路端部向管路内部充惰性气体(简称：管路惰化)。低温管路内部的惰性气体按焊接要求一般选用比重较大的氩气，惰气含量须达到不小于98％标准浓度，同时由焊缝坡口间隙(撕开包覆的胶带)排出空气(氧气)，以保证焊接过程中焊缝不会被氧化，如图8所示。

目前管路惰化时，通常通过测量从焊缝坡口间隙排出的空气中的氧气含量来判断管路惰化是否满足要求，当测氧仪检测到氧气含量小于2％时，才可以进行焊接操作。焊接过程中需要保证惰性气体持续供给，以维持管路内部的惰气含量。

然而，由于DN≥300mm的低温管路长度较长，且管路系统布置(支管、设备接口)及管路走向(上下别弯、左右别弯)多样，实际充气过程中无法快速的排出管路内部的空气和残余空气，管路内部会残留积聚一些空气，残留的空气随充气主要集中在焊缝与密封工装之间，如图9所示，由于残留空气无法排出，因此焊缝位置处的惰气含量无法保证，会大大影响生产进度。同时由于残留空气无法排出，焊接过程中随着惰气持续蔓延至焊缝位置，会直接影响焊缝质量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于LNG船低温管路的充惰性气体换向阀，用以解决上述背景技术中存在的问题。

一种用于LNG船低温管路的充惰性气体换向阀，包括阀体，所述阀体内部设置有第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔，第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔之间通过连接流道相连通，所述第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔内均安装有开关阀组，第一进气阀腔内还设置有用以使其阀腔进气口保持常开状态的限位组件；

当气体流量处于第一设定流量范围内时，气体沿着第一进气阀腔、连接流道和出气阀腔流出阀体；

当气体流量增加至第二设定流量范围内时，在气体压强作用下第一进气阀腔和第二进气阀腔内的开关阀组均会向其各自阀腔出气口的方向移动，从而关闭第一进气阀腔的阀腔出气口、打开第二进气阀腔的阀腔进气口，使气体沿着第二进气阀腔、连接流道和出气阀腔流出阀体。

优选地，所述第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔内的开关阀组与其各自阀腔的接触部位之间还设置有密封座。

优选地，所述密封座为设置在阀腔进气口和阀腔出气口处的密封圈或贴合固定在阀腔内壁上的与阀腔内壁形状相匹配的密封垫。

优选地，所述开关阀组包括弹簧、与弹簧固定连接的阀芯。

优选地，第一进气阀腔内的弹簧弹性小于第二进气阀腔内的弹簧弹性，出气阀腔内的弹簧弹性与第一进气阀腔内的弹簧弹性相等。