CN106989264A - 大容量贮气柜及其内部储气量的测量方法 - Google Patents

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胡永利
李良树
陈慎华
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Abstract

本发明涉及沼气的储存，提供一种大容量贮气柜，包括：外部壳体，所述外部壳体包括顶部和四周部分，所述顶部设置在所述四周部分之上；柔性气囊，所述气囊是封闭的，其上具有至少两个接口，进气管、出气管和放水管通过所述至少两个接口与所述气囊流体连通；在所述气囊上周向地设置有多个固定环，所述气囊通过所述固定环被连接到所述四周部分；导向系统，所述导向系统包括：设置在气囊顶部的配重块；重锤；连接所述配重块和所述重锤的软索；至少两个滑动装置，其中一个滑动装置设置在所述顶部顶端的正下方；所述软索架在所述至少两个滑动装置上，使得所述配重块可以在中心垂直方向移动。

Description

大容量贮气柜及其内部储气量的测量方法
本申请是申请号为201610739088.8、申请日为2016年8月26日、发明名称为“大容量贮气柜及其内部储气量的测量方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种大容量贮气柜，特别是用于储存可燃气体(如，沼气、天然气)等。本发明还涉及一种测量该贮气柜内部储气量的方法。
背景技术
沼气作为一种新兴能源其在环境工程和可再生能源工程中的地位已经得到肯定。在沼气工程建设中，由于产气和用气不同步、不均衡等因素，储气装置是重要的建设内容。储气环节是沼气工程产气与用气的平衡调节手段，沼气的产出受到周围环境的影响，产气率经常出现较大的波动，加之沼气的使用是不连续的过程，造成工程内部气体发生与消耗间的不平衡。建立具有一定吞吐能力的储气设备就成为必然的选择。
发明内容
本发明提供一种贮气柜，用于储存大容量的气体，尤其是沼气，适用于需要大量沼气的工艺现场。
为达到上述目的，根据本发明的一个实施方式，提供一种贮气柜，包括：底座，其中预埋进气管、出气管和放水管；外部壳体，所述外部壳体置于所述底部之上；所述外部壳体包括顶部和四周部分，所述顶部设置在所述四周部分之上；柔性气囊，所述气囊底部开口，置于所述底座上；在所述气囊上周向地设置有多个固定环，所述气囊通过所述固定环被连接到所述四周部分；导向系统，所述导向系统包括：设置在气囊顶部的配重块；重锤；连接所述配重块和所述重锤的软索；至少两个滑动装置，其中一个滑动装置设置在所述顶部顶端的正下方；所述软索架在所述至少两个滑动装置上，使得所述配重块可以在中心垂直方向移动。
根据本发明的另一个实施方式，提供一种贮气柜，包括：外部壳体，所述外部壳体包括顶部和四周部分，所述顶部设置在所述四周部分之上；柔性气囊，所述气囊是封闭的，其上具有至少两个接口，进气管、出气管和放水管通过所述至少两个接口与所述气囊流体连通；在所述气囊上周向地设置有多个固定环，所述气囊通过所述固定环被连接到所述四周部分；导向系统，所述导向系统包括：设置在气囊顶部的配重块；重锤；连接所述配重块和所述重锤的软索；至少两个滑动装置，其中一个滑动装置设置在所述顶部顶端的正下方；所述软索架在所述至少两个滑动装置上，使得所述配重块可以在中心垂直方向移动。
本发明还提供一种方法，用于测量前述的贮气柜在排气过程中其内部储气量的方法，包括：内部储气量(V)包括两部分(V1和V2)，即V＝V1+V2；其中，V1为囊体下陷后，且囊体顶部配重块与所述贮气柜的底座接触后，下陷膜与外膜间的容积；V2为囊体顶部配重块脱离所述底座与到达最高点之间的容积。当气囊渐渐下降时，超声传感器可测得所在位置到下陷膜之间的距离，将反馈得到的距离代入公式可得到V1和V2，从而获得内部储气量(V)。
本发明的这些和其他特征将结合附图在下面的说明中更详细地描述。
附图说明
本发明通过附图中的图以举例而不是限制的方式示出，并且在附图中，相似的附图标记指代相似的部件，并且其中：
图1是本发明的贮气柜的剖面示意图；
图2是本发明的贮气柜的顶部平面示意图；
图3示出了气囊下陷时的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图中所示的一些实施方式详细描述本发明。在以下的说明中，将阐述具体的细节以提供对本发明的透彻理解。然而，本发明可以在没有其中的一些或全部这些具体细节的情况下实施，并且本公开包括可以按照本技术领域中一般可用的知识作出的修改。公知的工艺步骤和/或结构没有被详细描述以免不必要地模糊本发明。
图1示出了本发明的大容量贮气柜的剖面示意图。贮气柜主要由底部12、外部壳体、气囊20和其他一些部件组成。底部12是混凝土浇筑而成的，其中预埋放水管13和进/出气管14。
外部壳体放置所述在底部上。外部壳体包括顶部10和四周部分11，所述顶部10可以是如图中所见的圆锥形，也可以是其他形状；所述四周部分11可以是圆柱形或正多边形，也可以是其他形状。所述顶部10架设在所述四周部分11之上，且所述顶部10和四周部分11优选是钢管搭成的框架结构，更优选地，可以在框架上铺设玻璃钢板，以避免外界环境(如刮风、下雨等)的影响。
从图2可见，顶部10的框架是如图所示的蛛网型。顶部10的顶端具有通道16，通道16下方设置有直梯15。如图所示，直梯15沿着顶部和主体部分向下延伸，直到接近所述底部12。
柔性气囊20位于所述外部壳体的内部，置于所述底部12之上。所述气囊20的底部是不封闭的，通过公知的密封手段与所述底部边沿密封连接。在所述气囊上周向地设置有多个固定环21，优选地，所述固定环21设置在距所述气囊底部大约气囊高度的三分之一处。所述固定环21与固定在同一高度的四周部分的框架上的环相扣，以固定所述气囊的一部分。
气囊20的顶部设置有配重块30，所述配重块30通过其上的环连接在软索33的一端，所述软索33的另一端连接有重锤31，所述软索架在滑车35上通过所述滑车移动。其中一个滑车设置在所述顶部10的顶端中心，位于通道16的下方；图1中，另一个滑车设置在靠近顶部10与四周部分11的连接处，位于所述贮气柜的外面。因此，软索的一部分以及重锤33也位于贮气柜的外面，出于安全考虑，可在它们的外面罩一个安全保护罩31，以防止重锤打到别人。所述重锤在安全保护罩内上下移动，以指示贮气柜内的气囊的储气状况。在其他的实施方式中，软索和重锤也可以全部位于贮气柜内。
气囊上还开设有检修人孔22，参见图1。
向外抽气时，所述气囊中的气体减少，气囊顶部下陷。在气囊上的配重块的作用下，所述气囊的顶部将会沿着大致垂直的方向、规则地下落，如图3所示，而不是沿各个方向倾倒，这减少了气囊的折叠和粘连，降低了气囊的疲劳程度，减少了对气囊的损害。
由于气囊是有规则的中心下陷，因而可以在抽气过程中测量气囊内部的储气量。为了测量气囊内部的气体容量，可在气囊内设置测距装置40，测距装置优选的是超声传感器。所述测距装置40设置在气囊内的一角，如图1所示。内部储气量V包括V1和V2两部分，即V＝V1+V2；其中，V1为囊体下陷后，且囊体顶部配重块与所述贮气柜的底座接触后，下陷膜与外膜间的容积；V2为囊体顶部配重块脱离所述底座与到达最高点之间的容积。当气囊渐渐下降时，超声传感器可测得所在位置到下陷膜之间的距离，将反馈得到的距离代入公式可得到V1和V2，从而获得内部储气量V。
另外，在另一个实施方式中，气囊的底部是密封的，因而可不需要混凝土底部，可将气囊直接放置于地面上，进/出气管和放水管可预埋于地下，并通过气囊的膜体表面上的接口与气囊连接。其他的部分与前述实施方式一样，在此不一一赘述。
虽然上面的描述主要参照沼气储存成，但是应当容易理解的是，该设计的原理及总的原则也适用于各种(可燃性)气体。
此外，如本领域技术人员容易理解的，如所附权利要求所限定的，除了上面公开之外的其它实施方式在本发明的范围之内同样可行。

Claims (7)

1.一种测量一种贮气柜在排气过程中其内部储气量的方法，所述贮气柜包括：
底座，其中预埋进气管、出气管和放水管；
外部壳体，所述外部壳体置于所述底部之上；所述外部壳体包括顶部和四周部分，所述顶部设置在所述四周部分之上；
柔性气囊，所述气囊底部开口，置于所述底座上；在所述气囊上周向地设置有多个固定环，所述气囊通过所述固定环被连接到所述四周部分；
导向系统，所述导向系统包括：设置在气囊顶部的配重块；重锤；连接所述配重块和所述重锤的软索；至少两个滑动装置，其中一个滑动装置设置在所述顶部顶端的正下方；所述软索架在所述至少两个滑动装置上，使得所述配重块可以在中心垂直方向移动；
测距装置，其设置在所述气囊内的一角；
其中，所述贮气柜的内部储气量(V)包括两部分(V1和V2)，即V＝V1+V2；其中，V1为囊体下陷后，且囊体顶部配重块与所述贮气柜的底座接触后，下陷膜与外膜间的容积；V2为囊体顶部配重块脱离所述底座与到达最高点之间的容积；
当气囊渐渐下降时，超声传感器可测得所在位置到下陷膜之间的距离，将反馈得到的距离代入公式可得到V1和V2，从而获得内部储气量(V)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测距装置优选的是超声波传感器。
3.根据权利要求1所述的方法，优选地，所述固定环设置在距所述气囊底部大约气囊高度的三分之一处。
4.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中，所述气囊上具有检修人孔。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述重锤可被置于安全保护罩内。
6.一种测量一种贮气柜在排气过程中其内部储气量的方法，所述贮气柜包括：
外部壳体，所述外部壳体包括顶部和四周部分，所述顶部设置在所述四周部分之上；
柔性气囊，所述气囊是封闭的，其上具有至少两个接口，进气管、出气管和放水管通过所述至少两个接口与所述气囊流体连通；在所述气囊上周向地设置有多个固定环，所述气囊通过所述固定环被连接到所述四周部分；
导向系统，所述导向系统包括：设置在气囊顶部的配重块；重锤；连接所述配重块和所述重锤的软索；至少两个滑动装置，其中一个滑动装置设置在所述顶部顶端的正下方；所述软索架在所述至少两个滑动装置上，使得所述配重块可以在中心垂直方向移动；
测距装置，其设置在所述气囊内的一角；
其中，所述贮气柜的内部储气量(V)包括两部分(V1和V2)，即V＝V1+V2；其中，V1为囊体下陷后，且囊体顶部配重块与所述贮气柜的底座接触后，下陷膜与外膜间的容积；V2为囊体顶部配重块脱离所述底座与到达最高点之间的容积；
当气囊渐渐下降时，超声传感器可测得所在位置到下陷膜之间的距离，将反馈得到的距离代入公式可得到V1和V2，从而获得内部储气量(V)。。
7.根据权利要求6所述的方法，优选地，所述固定环设置在距所述气囊底部大约气囊高度的三分之一处。
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