CN106979457A - 一种水封泄爆装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水封泄爆装置及其控制方法,属于瓦斯管道安全输送领域。该装置包括泄爆筒,泄爆筒底部为储水槽,泄爆筒中部设有隔板,隔板上部设有封堵门,将泄爆筒分为左腔室和右腔室;左腔室中部设有进气管路,进气管路通往储水槽,储水槽左端设有浮筒,浮筒为中空结构,浮筒槽内粘有橡胶密封条,左腔室靠近隔板处设有导水管,导水管下端通往储水槽底部,上端的弯头与分流网平行,弯头端部靠近进气管路;分流网将进气分流;隔板两侧的水液面是相通的;右腔室顶部为泄爆口,泄爆口端部设有泄爆片,泄爆口下部设有输出管路;在储水槽外侧设有液位传感器。该装置耐压性好,结构紧凑;有效实现节能降耗;泄爆瞬时可用微量的水实现有效封堵。
Description
技术领域
本发明涉及一种水封泄爆装置及其控制方法,属于瓦斯管道安全输送领域。
背景技术
现有的瓦斯管道输送装置见图1、2所示,图1为单筒结构,图2为双筒结构。
正常输送情况下,瓦斯气体从图1所示的进气端1通过阻火泄爆装置流向出气端2。当出气端管道瓦斯发生爆炸或燃烧时,爆炸产生的冲击波使泄爆部件3爆破、释放爆炸压力;同时密封水4起到消焰、阻火作用,阻止瓦斯爆炸或燃烧传到进气端管路,达到保护进气端输送管道及附属设备的目的。现有阻火泄爆装置对阻止瓦斯爆炸或燃烧不够及时彻底,有火焰传入进气端,进一步传入井下的风险。
发明内容
本发明旨在提供一种水封泄爆装置及其控制方法。
本发明提供了一种水封泄爆装置,包括泄爆筒,所述泄爆筒设置在支架上方,泄爆筒底部为储水槽,泄爆筒中部设有隔板,隔板上部设有封堵门,将泄爆筒分为左腔室和右腔室;左腔室中部设有进气管路,进气管路通往储水槽,储水槽左端设有浮筒,浮筒为中空结构,浮筒槽内粘有橡胶密封条,左腔室靠近隔板处设有导水管,导水管下端通往储水槽底部,上端的弯头与分流网平行,弯头端部靠近进气管路;分流网将进气分流,阻止杂质进入出气管道;隔板两侧的水液面是相通的;右腔室顶部为泄爆口,泄爆口端部设有泄爆片,泄爆口下部设有输出管路;在储水槽外侧设有液位传感器,自动控制水位,使水封高度保持在正常工作范围内。
上述装置中,所述泄爆筒底部设有排杂口,由法兰封闭;筒下部设有液位观察窗。
上述装置中,所述进气管路和输出管路的进气端口与出气端口位于同一水平线上;进气管路和输出管路的轴线位于同一平面,距地面高度一致。
上述装置中,所述输出管路的出气端弯头为75°弯头。
当出气端管道瓦斯发生爆炸或燃烧时,爆炸产生的冲击波使泄爆部件爆破,释放爆炸压力;同时密封水起到消焰、阻火作用,阻止瓦斯爆炸或燃烧传到进气管路,密封水使浮筒上升,堵住进气管道,导水管内水流在冲击波的作用下浇注在浮筒密封槽内,水封管内水注入浮筒槽内,进一步封堵进气管道,达到完全保护进气端输送管道及附属设备的目的。
本发明提供了一种水封泄爆装置的控制方法,包括以下内容:
1)正常状态下的控制过程:进气端进气,进气端气压加大,气压使浮筒下降,浮筒与进气端底部端口离开一段距离,气体进入左腔室,经封堵门进入右腔室,再进入输出管路;此时,左腔室内水位低于右腔室内水位;
2)泄爆状态下的控制过程:出气端管道瓦斯发生爆炸或燃烧,此时,右腔室气压增大,封堵门关闭,气压使右腔室内水位下降,将水压入左腔室,密封水使浮筒上升,堵住进气管道,同时密封水起到消焰、阻火作用,阻止瓦斯爆炸或燃烧传到进气管路,气压进一步增大,爆炸产生的冲击波使泄爆部件爆破,释放爆炸压力,水封导水管内水流在冲击波的作用下浇注在浮筒密封槽内, 进一步封堵进气管道,达到完全保护进气端输送管道及附属设备的目的。
上述控制过程中,储水槽的水位由液位传感器控制,有效水封高度设为80mm,最低高度70mm,最高高度90mm,当水封高度低于70mm时,液位传感器信号传至电气控制箱,控制进水管道电控阀打开,放水管电控阀常闭,自动补水至80mm,当水封高度高于90mm时,放水管电控阀打开,此时,进水管道电控阀常闭,自动放水至80mm;当水封高度超出正常工作范围时,能自动报警;实时检测补水管道压力,当补水管道无水时,能自动报警。
本发明产品符合AQ1072-2009《瓦斯管道输送水封阻火泄爆装置技术条件》;水封阻火泄爆装置使用条件:a)环境温度: 2℃~ 50℃;b)相对湿度: ≤95%(25℃);c)大气压力: 80kPa~106kPa;d)管道内气体流速:≤10m/s;e)输气设计压力:≤30kPa;f)密封水水质: 悬浮物≤ 20mg/L,总硬度≤ 6mmol/L;6.5≤PH(25℃) ≤8。
本发明提供的水封泄爆装置设计标准:
1、阻火泄爆装置公称压力(不含泄爆部件):公称压力≥1.0MPa
2、泄爆部件释放压力:释放压力=100kPa
3、有效水封高度:能有效阻火,同时压力损失≤2.0kPa
有效水封高度:80mm
4、压力损失:水封阻火泄爆装置压力损失≤2.0kPa
5、水位自动控制功能:有效水封高度设为80mm,最低高度70mm,最高高度90mm,当水封高度低于70mm时,自动补水至80mm,当水封高度高于90mm时,自动放水至80mm;当水封高度超出正常工作范围时,能自动报警;实时检测补水管道压力,当补水管道无水时,能自动报警。
本发明的有益效果:
(1)首次提出了卧式单筒水封阻火泄爆结构,本设备具有耐压性好,结构紧凑等特点;
(2)出气弯头改用75°弯头(出气端弯头),有效降低了通风落差,使通风阻力减小,通风电机电流降低,有效实现节能降耗;
(3)设计了独特的底部水箱储水结构,能有效控制水箱水位,解决了传统水封设备储水不稳定的难题。
(4)设计增加了水封导水管,泄爆瞬时可用微量的水实现有效封堵,水封导水管内水流在冲击波的作用下浇注在浮筒密封槽内,进一步加强了封堵的可靠性;
(5)整个装置采用CAE手段,运用计算机辅助设计,优化结构性能,进行了充分的强度校核和结构优化,拥有更高的可靠性和使用性能。
附图说明
图1为现有技术中瓦斯管道输送装置单桶结构示意图。
图2为现有技术中瓦斯管道输送装置双桶结构示意图。
图3为本发明水封泄爆装置的结构示意图。
图4为图3的左视图。
图5为图3的仰视图。
图6为图4中沿A-A线的剖视图。
图7为本发明正常工作状态的示意图。
图8为本发明泄爆工作状态的示意图。
图中:1为进气端;2为出气端;3为泄爆部件; 4为密封水:5为水位控制器;6为玻璃管水位计; 7为金属分流网;8为泄爆筒,9为储水槽,10为进气管路,11为隔板,12为封堵门,13为泄爆片,14为输出管路,15为分流网,16为导水管,17为浮筒,18为液位观察窗,19为排杂口,20为支架;A为进气方向,B为出气方向,C为传爆方向。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明,但不局限于以下实施例。
实施例1:
图1和图2为现有技术中瓦斯管道输送装置单桶或双桶结构的示意图。
如图3~6所示,一种水封泄爆装置,包括泄爆筒8,所述泄爆筒8设置在支架20上方,泄爆筒8底部为储水槽9,泄爆筒8中部设有隔板11,隔板11上部设有封堵门12,将泄爆筒8分为左腔室和右腔室;左腔室中部设有进气管路10,进气管路10通往储水槽8,储水槽8左端设有浮筒17,浮筒17为中空结构,浮筒槽内粘有橡胶密封条,左腔室靠近隔板处设有导水管16,导水管16下端通往储水槽9底部,导水管16上端的弯头与分流网15平行,弯头端部靠近进气管路;分流网15将进气分流,阻止杂质进入出气管道;隔板11两侧的水液面是相通的;右腔室顶部为泄爆口,泄爆口端部设有泄爆片13,泄爆口下部设有输出管路14;在储水槽9外侧设有液位传感器,自动控制水位,使水封高度保持在正常工作范围内。
上述装置中,所述泄爆筒8底部设有排杂口19,由法兰封闭;筒下部设有液位观察窗18。
上述装置中,所述进气管路10和输出管路14的进气端口与出气端口位于同一水平线上。进气管路10和输出管路14的轴线位于同一平面,距地面高度一致。
上述装置中,所述输出管路14的出气端弯头为75°弯头。
当出气端管道瓦斯发生爆炸或燃烧时,爆炸产生的冲击波使泄爆部件爆破,释放爆炸压力;同时密封水起到消焰、阻火作用,阻止瓦斯爆炸或燃烧传到进气管路,密封水使浮筒上升,堵住进气管道,导水管内水流在冲击波的作用下浇注在浮筒密封槽内,水封管内水注入浮筒槽内,进一步封堵进气管道,达到完全保护进气端输送管道及附属设备的目的。
本发明提供了一种水封泄爆装置的控制方法,包括以下内容:
1)、正常状态下的控制过程:进气端进气,进气端气压加大,气压使浮筒下降,浮筒与进气端底部端口离开一段距离,气体进入左腔室,通过封堵门进入右腔室,再进入输出管路。此时,左腔室内水位低于右腔室内水位。
2)、泄爆状态下的控制过程:出气端管道瓦斯发生爆炸或燃烧,此时,右腔室气压增大,封堵门关闭,气压使右腔室内水位下降,将水压入左腔室,密封水使浮筒上升,堵住进气管道,同时密封水起到消焰、阻火作用,阻止瓦斯爆炸或燃烧传到进气管路,气压进一增大,爆炸产生的冲击波使泄爆部件爆破,释放爆炸压力,水封导水管内水流在冲击波的作用下浇注在浮筒密封槽内, 进一步封堵进气管道,达到完全保护进气端输送管道及附属设备的目的。
控制过程中,储水槽的水位控制过程:储水槽的水位由液位传感器控制,有效水封高度设为80mm,最低高度70mm,最高高度90mm,当水封高度低于70mm时,液位传感器信号传至电气控制箱,控制进水管道电控阀打开,放水管电控阀常闭,自动补水至80mm。当水封高度高于90mm时,放水管电控阀打开,此时,进水管道电控阀常闭,自动放水至80mm;当水封高度超出正常工作范围时,能自动报警;实时检测补水管道压力,当补水管道无水时,能自动报警。
本发明原理:正常工作时的气流如图7所示,此时封堵门在气流的作用下保持打开状态,左右腔内的水位如图所示。装置内瓦斯流动的方向如图中箭头所示,A为进气方向,B为出气方向。储水箱内水位比水封筒内水位高两倍的水封高度。
泄爆时的气流如图8所示。此时封堵门在爆炸压力和重力作用下封闭住隔板进气通道,浮筒上升,堵住进气管道,水封管内水注入浮筒槽内,进一步封堵进气管道,左右腔内的水位基本相当,如图所示。A为进气方向,C为传爆方向。为了给控制用液位传感器提供一个稳定的检测和测量环境,保证液位测量的准确性和可靠性,从而保证整个水封阻火泄爆装置的可靠性,采用了独特的结构。
Claims (6)
1.一种水封泄爆装置,其特征在于:包括泄爆筒,所述泄爆筒设置在支架上方,泄爆筒底部为储水槽,泄爆筒中部设有隔板,隔板上部设有封堵门,将泄爆筒分为左腔室和右腔室;左腔室中部设有进气管路,进气管路通往储水槽,储水槽左端设有浮筒,浮筒为中空结构,浮筒槽内粘有橡胶密封条,左腔室靠近隔板处设有导水管,导水管下端通往储水槽底部,上端的弯头与分流网平行,弯头端部靠近进气管路;分流网将进气分流;隔板两侧的水液面是相通的;右腔室顶部为泄爆口,泄爆口端部设有泄爆片,泄爆口下部设有输出管路;在储水槽外侧设有液位传感器,自动控制水位,使水封高度保持在正常工作范围内。
2.根据权利要求1所述的水封泄爆装置,其特征在于:所述泄爆筒底部设有排杂口,由法兰封闭;筒下部设有液位观察窗。
3.根据权利要求1所述的水封泄爆装置,其特征在于:所述进气管路和输出管路的进气端口与出气端口位于同一水平线上;进气管路和输出管路的轴线位于同一平面,距地面高度一致。
4.根据权利要求1所述的水封泄爆装置,其特征在于:所述输出管路的出气端弯头为75°弯头。
5.一种水封泄爆装置的控制方法,采用权利要求1~4任一项所述的水封泄爆装置,其特征在于包括以下内容:
1)正常状态下的控制过程:进气端进气,进气端气压加大,气压使浮筒下降,浮筒与进气端底部端口离开一段距离,气体进入左腔室,经封堵门进入右腔室,再进入输出管路;此时,左腔室内水位低于右腔室内水位;
2)泄爆状态下的控制过程:出气端管道瓦斯发生爆炸或燃烧,此时,右腔室气压增大,封堵门关闭,气压使右腔室内水位下降,将水压入左腔室,密封水使浮筒上升,堵住进气管道,同时密封水起到消焰、阻火作用,阻止瓦斯爆炸或燃烧传到进气管路,气压进一步增大,爆炸产生的冲击波使泄爆部件爆破,释放爆炸压力,水封导水管内水流在冲击波的作用下浇注在浮筒密封槽内, 进一步封堵进气管道,达到完全保护进气端输送管道及附属设备的目的。
6.根据权利要求5所述的水封泄爆装置的控制方法,其特征在于:控制过程中,储水槽的水位由液位传感器控制,有效水封高度为80mm,最低高度70mm,最高高度90mm,当水封高度低于70mm时,液位传感器信号传至电气控制箱,控制进水管道电控阀打开,放水管电控阀常闭,自动补水至80mm,当水封高度高于90mm时,放水管电控阀打开,此时,进水管道电控阀常闭,自动放水至80mm;当水封高度超出正常工作范围时,能自动报警;实时检测补水管道压力,当补水管道无水时,能自动报警。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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