水封阻火泄爆装置的制作方法

1.本发明涉及一种低浓度瓦斯输送系统中的水封阻火泄爆装置。


背景技术：

2.水封阻火泄爆装置目前已普遍应用于低浓度瓦斯输送系统的始端和末端。水封阻火泄爆装置包括壳体、进气口、出气口、装置内进气管、泄爆装置及其泄爆口，壳体内置有阻燃液体，阻燃液体通常为水，可以起到密封阻火的作用；进气口和出气口设置在壳体的两侧，通常位于同一水平线上；装置内进气管固定在壳体内部与进气口相连接，装置内进气管的末端位于阻燃液体的正常液面以下，于该液面下还设有分流孔板，使得通入液面以下的气体经该孔板完成气液分离后经由出气口排出；泄爆口设置在壳体的顶端，具有泄压泄爆的功能；装置上还设有可向装置补水或控制装置排水的液位控制装置，以确保水封阻火泄爆装置正常工作。
3.为了达到预防以及消除危险的目的，对水封阻火泄爆装置壳体内的水位应当进行精确的控制，然而目前市场上的水封阻火泄爆装置大多结构复杂，壳体内液面变化波动较大，系统补水排水频繁、液位测量不精确等缺点。因此急需开发结构更简单、液面更稳定、控制精度更高的水封阻火泄爆装置。
4.申请人于2011年12月14日公布的公布号为cn102278133a的中国发明专利“单体式溢流水封阻火泄爆装置”，其相对于市面上常见的多罐体式水封阻火泄爆装置而言，结构更为简单，其通过设置于壳体内部的溢流排水箱和液位控制箱用于装置的补、排水控制，并采用多种技术手段以增加装置运行中的液面稳定性。然而在使用中发现，该装置仍然存在液面波动较大，补、排水控制精度不够高的问题，有进一步改进的必要。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种装置运行中液面更为稳定，从而也利于提高补、排水控制精度的水封阻火泄爆装置，本发明是基于“保证水封阻火泄爆装置工作稳定性的关键因素在于延缓阻火液体流失、维持液面稳定”的认知，而不是纯依赖于补、排水。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：水封阻火泄爆装置，包括壳体、燃气进气口及装置内进气管、燃气出气口、补排水装置、泄爆装置及其泄爆口，以及位于设定高度的分流孔板，所述壳体内于分流孔板的上方还设有挡板，由壳体、装置内进气管、分流孔板和挡板围合形成气液分离腔，气液分离腔内填充过滤填料，气液分离腔的上方与燃气出气口和泄爆口均相通，壳体上设有与气液分离腔相连通的填料口。填料口用于向气液分离腔内填充过滤填料或更换过滤填料。本发明的气液分离腔能进一步减小了气泡造成的液面波动，还能够大大减少由气液分离腔上方逸出的气体夹带的水分，从而使得液面可更长时间的保持稳定。
7.所述的挡板包括上孔板、底板和连接在上孔板和底板之间的斜板，斜板由接近燃气出气口一端斜向上接近泄爆口，斜板较低的一端相对其较高的一端更接近燃气出气口，
在底板上设置有回水管，底板的位置低于燃气出气口。当有水囤积于底板上时，能够及时回流至底板以下的液体容腔，不致于进入燃气出气口。
8.所述回水管的出口低于分流孔板，使其回流的水进入壳体内液体容腔较低的位置。
9.所述上孔板的位置高于燃气进气口，可有效保证气液分离腔的体积和上孔板的有效面积，进一步改善气液分离效果，以维持液面稳定，减少液体流失。
10.所述的过滤填料采用pp多面空心球，使用pp多面空心球作为填料，阻力小，耐腐蚀，寿命长，分离效果好。现有pp多面空心球往往用于二氯化碳脱气塔，接触反应塔等，还未见有水封阻火泄爆装置中将其作为过滤材料使用的先例。
11.根据前面对气液分离腔结构和功能的描述可知，所述的过滤填料也可选择采用不锈钢丝网球，耐腐蚀，寿命长，分离效果好，但气体阻力会大一些。
12.基于以上方案，本发明还进一步的对补排水装置进行了优化。所述的补排水装置位于壳体外，其包括水封筒、排水筒和分别安装于筒内的两个浮球液位变送器，还包括补水管及补水电磁阀、排水管及排水电磁阀，水封筒通过两根上、下布置的壳体连通管与壳体相连通，确保工作状态下水封筒内水位始终与壳体内水位一致，安装于水封筒内的是补水浮球液位变送器，其传递信号控制补水电磁阀，水封筒通过筒连通管与排水筒连通，筒连通管的内壁最低处与设计的水封液位高限h1处于同一高度，安装于排水筒内的是排水浮球液位变送器，其传递信号控制排水电磁阀，补水电磁阀、排水电磁阀均为常闭阀门。相比原来设于壳体内的液位控制箱和溢流排水箱方案而言，该补排水装置不占用壳体内空间，而且液面下基本无流场扰动因素，有利于在突变状况下液面能迅速稳定下来，且水封筒、排水筒的横截面积与壳体内液体容腔的横截面积相比均小得多，保证经由水封筒获得的壳体内液位信号灵敏可靠，有利于提高液位控制精度。
13.壳体外还设置有与水封筒相连通的玻璃管液位计，玻璃管液位计也通过两根分别位于设计的水封液位上限之上、下限之下的连通管与水封筒相连通，其液位与壳体内液位始终保持一致，用以直观显示壳体内的液位高度，方便观察，玻璃管液位计还可对补水液位变送器的数值进行校对，避免因补水液位变送器故障导致安全事故。
14.排水筒可暂时储存少量阻火液体，当排水浮球液位变送器检测到液位高度达到排水液位h2时，排水电磁阀打开排水，直至检测到液位达到安全液位h3时，排水电磁阀关闭，为免排水筒的水倒灌入水封筒和壳体内，h3＜h2≤h1。
15.为实现水封，分流孔板与装置内进气管的出口均应低于设计的水封液位下限，宜让所述的分流孔板与装置内进气管的出口平齐，方便更精确的控制壳体设计的水封液位。
16.本发明的有益效果是：结构简单，能够有效起到燃气管道输送过程中泄爆、阻火的作用，气液分离腔及其过滤填料能够将燃气中夹带的水分进行更为充分的过滤、回流，起到拦截飞溅水、减小水分进入尾端设备的作用，从而液面可较长时间维持在设定液位，斜置的部分挡板能够起到泄爆导向的作用，挡板的回水管可将挡板上囤积的水排入水腔，由于液面更为稳定，补排水装置的浮球液位变送器所测得的液位信号更稳定、精确，外置的双筒式设计能够加大补排水系统的启动间隔时间，对液位稳定及设备使用寿命有极大的促进作用。本水封阻火泄爆装置同样适用于其他不溶于水的易燃易爆气体的安全运输。
附图说明
17.图1是本发明的水封阻火泄爆装置的内部结构示意图。
18.图2是本发明的水封阻火泄爆装置的主视图。
19.图3是图2的左视图。
20.图中标记为：1
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壳体，2
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燃气进气口，3
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过滤填料，4
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补水管及补水电磁阀，5
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分流孔板，6
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回水管，7
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挡板，8
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燃气出气口，9
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装置内进气管，10
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泄爆装置，11
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排水浮球液位变送器，12
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补水浮球液位变送器，13
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筒连通管，14
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排水管及排水电磁阀，15
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玻璃管液位计，16
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填料口，17
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壳体连通管，18
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水封筒，19
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排水筒，20
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泄爆口，71
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底板，72
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斜板，73
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上孔板。
21.h
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水封液位下限（图中未示出），h1
‑
水封液位上限，h2
‑
排水液位，h3
‑
安全液位。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
23.如图1、图2和图3所示，本发明的水封阻火泄爆装置包括壳体1、燃气进气口2及装置内进气管9、燃气出气口8、补排水装置、泄爆装置10及其泄爆口20，以及位于设定高度的分流孔板5，分流孔板5及装置内进气管9的出口均低于设计的水封液位下限h，所述壳体1内于分流孔板5的上方还设有挡板7，由壳体1、装置内进气管9、分流孔板5和挡板7围合形成气液分离腔，气液分离腔内填充过滤填料3，气液分离腔的上方与燃气出气口8和泄爆口20均相通，壳体1上设有与气液分离腔相连通的填料口16。气液分离腔不仅进一步减小了气泡造成的液面波动，还能够大大减少由气液分离腔上方逸出的气体夹带的液体，从而使得液面可更长时间的保持稳定，从根本上减少了随燃气流失的液体，减缓液面降低速度，延长了补水间隔。
24.实施例：如图1、图2和图3所示，本发明的水封阻火泄爆装置包括壳体1内放置的作为阻燃液体的水和挡板7；燃气进气口2与燃气出气口8位于同一水平线上，对称分布在壳体1的两侧；泄爆装置10位于壳体1的顶部，含有防爆胶板以及防爆衬片，在其泄爆口20周围有安全防护罩；补水管及补水电磁阀4和装置内进气管9固定于壳体1上，补水管及补水电磁阀4的位置高于设计的水封液位h1，装置内进气管9的一端为燃气进气口2，装置内进气管9的另一端出口位于壳体中心线上并在设计的水封液位下限h以下；分流孔板5连接于装置内进气管9的末端，与装置内进气管9齐平，能够将大气泡分割成均匀的小气泡，减小液面波动；壳体1外设有水封筒18和排水筒19，补水浮球液位变送器12安装于水封筒18的上部，水封筒18通过两根壳体连通管17与壳体1的水腔相连通，两根壳体连通管17的高度分别位于设计的水封液位上限h1之上、水封液位下限h之下，保证壳体1内水腔液位与水封筒18内液位一致，并通过安装于上部的补水浮球液位变送器12实时监测液位高度；玻璃管液位计15与水封筒18相连通，能够实时显示液位变化；壳体1、分流孔板5、装置内进气管9以及挡板7构成气液分离腔，气液分离腔内填充pp多面空心球作为过滤填料3，能够有效阻止水飞溅进入尾端设备，并维持液面稳定，过滤填料3通过填料口16进行装填更换；所述挡板7包括上孔板73、底板71和连接在上孔板73和底板71之间的斜板72，上孔板73位于装置内进气管9上方，与分流孔板5一样为多孔板，斜板72上不开孔，底板71上除回水管6安装处所在的小孔外也不设开
孔，底板71基本平行于分流孔板5布置，其位置低于燃气出气口8，可防止挡板上囤积的水进入燃气出气口8并由回水管6引导这些水回流入壳体水腔；斜板72由接近燃气出气口8一端斜向上接近泄爆口20，斜板72较低的一端相对其较高的一端更接近燃气出气口8，其斜置方向有利于泄爆导向，泄爆装置10设置在壳体1顶部，当管路或设备当中发生燃烧或爆炸，爆炸产生的冲击波会冲开泄爆装置10的防爆胶板，释放爆炸压力。
25.本发明的工作原理如下：使用前应设置补水、排水上、下限液位。补水上限为水封液位上限h1，补水下限为水封液位下限h，排水上限为排水液位h2，排水下限为安全液位h3。当使用时，应该先打开补水电磁阀对阻火泄爆装置进行补水，通过玻璃管液位计15或补水浮球液位变送器12观察阻火泄爆装置内水位，水位达到补水上限时停止补水。由于燃气压力的变化以及燃气携带水分等原因导致水封阻火泄爆装置内液位下降，当液位下降到补水下限时，补水浮球液位变送器12传递信号给控制系统，并发出控制信号给补水电磁阀，控制补水电磁阀打开进行补水；当液位达到设定的排水上限时，排水浮球液位变送器11传递信号给控制系统，并发出控制信号给排水电磁阀，排水电磁阀打开将水排出。
26.当低于水封液位下限时，补水浮球液位变送器12发出信号控制补水电磁阀4补水；排水浮球液位变送器11安装于排水筒19的上部，排水管及排水电磁阀14安装于排水筒19的下部，排水筒19通过筒连通管13与水封筒18相连通，当液位达到补水上限时多余的水流入排水筒19内，并通过安装于排水筒19上部的排水浮球液位变送器11实时监测排水筒19内液位高度，达到排水液位h2时控制排水电磁阀打开排出排水筒19内多余液体，达到安全液位h3时停止排水，安全液位h3的位置可高于排水管。
27.本发明的工作过程如下：在使用前，应先对浮球液位变送器进行设置，对补水浮球液位变送器12设置补水上下限，即液位达到水封液位下限h时，补水电磁阀开始补水，达到水封液位上限h1则停止补水。其原因是水封高度过高则压力损失越大，抽气系统的负担就越重，因此在保证输气安全的情况下应尽量减小水封高度；排水浮球液位变送器11设置排水筒19的排水上下限，即液位达到排水液位h2时，排水电磁阀开始排水，直到达到安全液位h3为止。
28.使用时，应先打开补水电磁阀4通过补水管进行补水，通过补水液位变送器12或玻璃管液位计15监测显示液位，水位达到需要水位高度时停止补水，并通过玻璃管液位计15对补水液位变送器12的数值进行校对。当装置内进气管9内进气时，壳体1内液面会受到内部结构及补排水装置影响而基本稳定在所需的高度。燃气大气泡经过分流孔板5被分割成均匀的小气泡，减小液面波动，然后燃气经过过滤填料3进行气液分离，最后流出燃气出气口8进入后端设备。由于输气的压力变化或燃气携带水分等原因，壳体1内水位降低至补水下限时，在壳体连通管17的作用下水封筒18内液位始终保持与壳体1内液位一致，通过安装于水封筒18上部的补水浮球液位变送器12实时监测液位高度，并将信号传输给控制系统，控制补水电磁阀打开自动补水；装置内高出补水上限的水会通过壳体连通管17先流入水封筒18，再通过水封筒18与排水筒19之间的筒连通管13流入排水筒19内，安装于排水筒19上部的排水浮球液位变送器11实时监测排水筒19内液位高度，达到排水液位h2时控制排水电磁阀打开排水，达到安全液位h3时控制排水电磁阀关闭停止排水。当管路或设备中发生燃烧或爆炸，爆炸产生的冲击波达到泄爆装置10的泄爆压力，冲开泄爆装置10的泄爆胶板，释放爆炸压力，同时密封水起到消焰、阻火的作用，阻止燃烧或爆炸传到进气端管路，达到保
护进气端输送管道及附属设备安全的目的。
29.综上所述，本发明设计的水封阻火泄爆装置减小了液面扰动因素，能很大程度减小液面波动，有效预防和阻止了低浓度瓦斯输送过程中潜在的危险，并且结构简单，维护方便，可靠性高，控制精度高。
30.需要说明的是，本领域技术人员应当可以理解，本说明书所称“上、下”，“高、低”是指水封阻火泄爆装置于常规投用状态下时的方位关系。