為了防止長輸原油管道因遇突然事故對機、泵、閥等設備及管道的損環，以保障安全平穩地輸油，在輸油管道上裝設安全保護裝置是十分必要的。我們根據液壓系統中的溢流閥原理，參照了輸油管道上引進的高壓閥，設計出一種新型的應用于長輸原油管道上的安全保護裝置——先導式電動高壓閥及氣-液阻尼式電動低壓泄壓閥。

一、高壓閥的結構及其原理

　　1、結構

　　高壓泄壓閥(見圖1) 主要由三大部分組成。即主閥體1、液壓缸部分和導閥7，其中液壓缸部分包括缸體6，彈簧5，活塞4，活塞桿3，密封蓋2 等。與該閥配套使用的附件主要有：防爆電節點壓力表10，防爆電磁換向閥8，氣源即氮氣瓶9 等。

　　2、工作原理

　　如圖1，當原油經由閥的入口流入閥體之后，通過阻尼油管J流入主閥芯(包括:活塞4、活塞桿3、密封蓋2)上腔，即液壓缸的上腔，同也流向導閥7 的入口Z 處。此時由于氣源氮氣壓力的作用，導閥處于關閉狀態。當主閥芯的上腔壓力原油充滿之后，其上下腔壓力將達到平衡狀態，但由于活塞4的設計面積比密封蓋2 的面積稍大一些，因此，在導閥處于關閉的條件下，主閥芯上腔的壓力P2將大于下腔的壓力P1，這樣主閥芯必然向下移動，直到封死主閥口為止，當閥口被封死后，泄壓終止，主閥芯上、下腔壓力平衡重新建立，即P2= P1。當導閥原油壓力超高而開啟時，則因有阻尼管的存在，P2下降，主閥芯下部壓力P1大于其上部作用力P2，使主閥芯提升，泄壓閥開始泄壓，因此，真空技術網(http://lu714.com/)認為適當地調定導閥7的氮氣壓力值，就能有效地控制主閥芯上下兩腔的壓力，使主閥芯提升，并保持一定的開口量，從而保持管道出站壓力的穩定，并防止管道超壓。

圖1　高壓閥

　　由于在活塞4 的上面引入了控制油，所以主閥的彈簧5 只起定位作用，即在低壓或無壓時克服活塞摩擦力使主閥關閉，因而彈簧剛度可大為減小。防爆電節點壓力表10 的作用是：將其上限位調至管道泄壓的最高壓力值，若管道壓力一旦達到此值時，電節點壓力表將發出電信號，控制防爆電磁閥使之動作，使導閥開啟，泄壓閥泄壓。當管道壓力降低后，電節點壓力表觸點脫開，電磁閥恢復原位，導閥關閉，泄壓閥停止泄壓。

　　電磁閥的另一個作用是：可在低壓泄壓閥的入口處(即輸油泵的進口) ，安裝一塊防爆電節點壓力表，其表的下限位調至泵入口壓力的最低允許值，一旦泵入口壓力超低，降到此值時，則觸點接通，控制電磁閥動作，高壓泄壓閥泄壓，這樣可以防止入口壓力超低現象的出現。

二、低壓泄壓閥的結構及其工作原理

　　1、結構

　　低壓泄壓閥(見圖2) 主要有兩大部分組成，即閥體1 和氣、液阻尼缸。氣、液阻尼缸部分包括有：上活塞7，下活塞3，缸體4，活塞桿6，密封蓋2 等。與之配套使用的附件有單向節流閥10，防爆電節點壓力表9，電磁換向閥8，氮氣罐5，氣源4 等。

圖2　低壓閥

　　2、工作原理

　　當低壓泄壓閥安裝完畢之后，投入使用前，將Q 腔按設計要求充入一定壓力的氮氣，而N腔則需充滿液壓油，將電節點壓力表的上限位調至該泄壓閥泄壓的壓力值。此時原油經入口流入閥體內，密封蓋2 由于Q 腔氮氣壓力的作用使其將閥口封住，如若入口原油壓力升高至電節點壓力表調定的上限位壓力值時，則電接點壓力表觸點接通，控制電磁閥8，使其動作，放掉Q 腔氮氣壓力。此時入口處的原油將頂起密封蓋，開始泄壓。泄出一定量的原油之后，其壓力逐漸降低，當降至電節點壓力表上限位值以下時，則觸點脫開，電磁閥斷電復位接通氣罐，氮氣壓力重新又建立起來，通過上、下活塞及活塞桿作用于密封蓋上，將泄壓閥出口封死，泄壓停止。

　　單向節流閥的作用為：它可使活塞運動平穩，減少沖擊及噪聲。為了使得該泄壓閥能夠迅速關閉，所以采用了單向節流閥，即關閥時不受節流控制。電接點壓力表低限位的功用，與高壓泄壓閥的相同。

三、總結

　　以上對高、低泄壓的結構組成及工作原理作了初步的定性分析。需要補充說明一點兩個閥有一個共同的特點，即都具有自身的自我保護功能，雖然是電控，但一旦電控失靈，兩閥仍能對管道起安全保護作用，因此，兩閥的這一特性為管道及管道設備的安全提供了更大的保險系數，從經濟角度上分析，不論是加工制造的復雜程度和體積重量及其附件上，都比較簡單。如主閥體用截止閥體稍加改造即可實現。所以閥的經濟性比較好，當然兩閥是否可用，最后還要通過實際檢驗證明其各種性能及其效果。