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气囊式气柜有效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及一种气体储存容器,具体涉及一种气囊式气柜,适用于冶金、城市煤气、石油化工及农业生产行业。

相关背景技术

[0002] 目前,现有的气柜技术分为湿式气柜和干式气柜两种型式。湿式气柜利用水作密封,在冬夏温差较大,易于结冰的环境条件下不宜采用;干式气柜主要以曼式气柜及威金斯气柜为代表。曼式气柜采用环状密封技术,利用稀油作密封,包含一套供油系统,其中的动设备需要定期维护,同时稀油长期与介质接触,引起粘度和闪点下降,缩短密封油的寿命,并且会污染环境。威金斯气柜采用橡胶帘作密封,附属设备较少,技术更为先进,得到较大应用。但由于活塞支架较多,加工复杂,检修年限短、工作量大,投资高。目前,以威金斯气柜更多得到行业内认可,但其结构复杂、投资高的缺点影响了其在更大范围上的应用。

具体实施方式

[0038] 如图1-图4所示,一种气囊式气柜,包括气柜壳体1,所述气柜壳体1内设有气囊2,所述气囊2的边缘密封固定在气柜壳体1的内侧壁上,将气柜壳体1的内部空间分割为上部的空气空间11和下部的储气空间12,所述气囊2顶部设有金属顶盖21,所述空气空间
11侧的气柜壳体1上设有通气口13,所述储气空间12侧的侧壁上设有气体进口和气体出口。述气柜壳体1为圆柱形,所述气柜壳体1内侧壁的周向上设有环形走台14,环形走台14设置在气柜内部的中间高度上,其位置在空气空间11,其下方才为储气空间12,操作及维护人员可以通过气柜壳体侧壁的环形走台入口15直接进入该走台上进行检查和维修。所述气囊2包括圆锥筒气囊22和球盖气囊23,所述圆锥筒气囊22的大径端的边缘密封固定在所述环形走台14的底部,所述圆锥筒气囊22的小径端的边缘和球盖气囊23的边缘均与金属顶盖21的边缘密封固定,均固定在金属顶盖21的边缘角钢处。本实施例使用气囊储气,气囊2与气柜壳体1的连接处靠螺栓预紧力保证密封,属静态密封。在结构上没有维金斯气柜的活塞、活塞挡板、T挡板、T挡板支架等复杂零件,仅仅采用圆锥筒气囊22和球盖气囊23,用螺栓及压板固定在环形走台的下面,气囊2与气柜下半部分构成一个封闭的气体储存空间。气柜壳体1为常压圆形拱顶储罐结构,在气柜壳1体的上半部分侧面上(环形走台上方部分),均布有十二个通气口13,通气口13可以疏散因气囊2升降动作产生的空气压力。气柜壳体1的顶面为拱形网络状结构,周边均布六个通气口13,中央设置一个雷达液位计3。所述气柜壳体上还设有人孔、排污口、取样口、消防喷淋管网以及用于内部监测的压力变送器和温度变送器,气柜壳体的顶部还设有安全围栏及防滑踏步。
[0039] 气囊式气柜的核心部件为圆锥筒气囊22和球盖气囊23,通过螺栓及压板紧固的方式固定在气柜的钢结构上,气囊2是一种大型的胶布制品,其受力的骨架采用高强度、高弹性尼龙线编制,外层与介质接触的面根据介质性质选用不同的高分子材料涂覆,可以选择各种橡胶,优选丁腈橡胶,可以耐受多种有机气体腐蚀及酸碱腐蚀,同时耐受反复折叠变形而不易老化,无裂纹产生,整体厚度只有8mm,由于力学性能好,自重轻,可以制成大容积气囊使用。气囊2安装完毕后,通过气囊2和气柜壳体1的下半部分构成一个封闭空间来盛装要储存的气体,气囊2与气柜壳体1的上半部分之间是开放式的空气空间11,当充气时,金属顶盖21随着气囊2充气的压力上升,气囊2膨胀,排气时,气囊2收缩,金属顶盖21降落,在气囊2升降过程中,气囊2内压力始终恒定,且气囊2与气柜壳体1之间始终没有接触。
[0040] 所述金属顶盖21为钢管焊接而成的球盖结构,用来保护并限制气囊2向上的变形,在气柜的工作中起到“活塞”盖板的作用。球盖形的结构可以增加自身的刚性,并使气囊适于承受内部气压。气柜工作中就是利用金属顶盖21的自重产生压力,储存和释放气体。金属顶盖21中央有一块正八边形钢板,对气柜顶部的雷达液位计3的信号起到反射作用,雷达液位计3发射信号,经金属顶盖21中心处的八边形钢板反射后接受反射信号,计算得出雷达液位计3与金属顶盖之间的距离,从而计算内部储存气体的体积。
[0041] 本实施例还包括至少三套平衡系统4,用于控制金属顶盖21升降时的平衡,所述平衡系统4包括配重块41、配重块滑轨42、定滑轮43和缆绳44,所述配重块滑轨42设置于气柜壳体1的外壁上,设置方向为配重块41的重力方向,所述配重块41与配重块滑轨42配合,能在配重块滑轨42内滑动,所述缆绳44绕经设置于气柜壳体顶部的定滑轮43,缆绳44一端与配重块41连接,另一端固定在金属顶盖21上。本实施例设有三套均布在气柜壳体上的平衡系统4,每个配重块41用两根钢缆分别通过三组定滑轮43连接到金属顶盖21上的两个点,三套平衡系统4共连接六个点,均匀地平衡气囊2及金属顶盖21的重量,当气囊2向任何方向倾斜时,受拉一侧的钢缆都会施加额外拉力,使倾斜自动校正。如图5所示,在气柜壳体1的顶部边缘均布三处定滑轮43,每处设有四个定滑轮,分别与同一配重块41的两条缆绳44配合,其余滑轮设置在顶部均布的六个通气口13处,同一配重块41的两条缆绳44分别通过距离最远的两个通气口13,组成等腰三角形,以均衡金属顶盖21的方向,从图7至图11中也可见平衡系统4中缆绳44与定滑轮的配合情况。
[0042] 如图6所示,环形走台14下方的气柜壳体1的内侧壁上设有安全泄放装置5,所述安全泄放装置5包括内筒51和套设于内筒51下端外部的外筒52,所述外筒52内设有密封液53,所述内筒51的下端开口位于密封液53的液面下,所述内筒51的内部空间与大气连通,所述外筒52的内部空间与储气空间12连通,不与大气连通。安全泄放装置5利用液封原理对气柜的安全进行保护,内筒51承受环境大气压,外筒52承受气柜内部压力,二者间压差通过内筒51和外筒52之间液位的高度差来实现,当超压时,执行泄放动作,真空时,执行吸入空气平衡压力动作,并且通过液面高度的调整,还可以调节预设的高压及真空泄放压力值。所述内筒51与大气连通的端口处设有阻火器,在气柜内部与大气连通时避免火焰进入气柜内部引发安全事故。还可以在外筒52上设置视镜54,以观察内部液位等情况,底部设有排液口55,在有需要时可排出密封液53,安全泄放装置5上还根据需要设置加液口或加液管。
[0043] 所述空气空间内设有浓度检测仪6,所述浓度检测仪6为与储存介质相配合的气体浓度检测传感器,所述浓度检测仪6与控制系统相连,用于检测储存介质的泄漏。本实施例的浓度检测仪6沿气柜周向均布三个,在存储易燃易爆或有毒有害介质时,如检测到微量泄露,即可通过控制系统联锁报警并切断管网,进而执行排空或排放火炬然后检修。
[0044] 本实施例还包括氮气置换系统,所述氮气置换系统包括设置在储气空间的置换进口和置换出口,置换出口可并入火炬系统,当需要人工进入储气空间检查及维修时,为防止可能的有毒有害及易燃易爆气体的危害,应首先进行氮气置换,只有在取样分析达到安全条件后,才可开启气柜人孔,检修人员方可进入储气空间。
[0045] 如图7-图11所示,无气时气囊自然垂下落在气柜底部,充气后气囊膨胀,最大可接近气柜顶部。
[0046] 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发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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