[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。

[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。

[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。