CN106989951A - 防爆钢瓶系统 - Google Patents

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张维斌
张雅欣
唐玉霞
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China Shenhua Energy Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种防爆钢瓶系统，该防爆钢瓶系统包括：钢瓶体，钢瓶体内部设置有容纳腔，容纳腔用于容纳高压物质；泄压装置，泄压装置与钢瓶体连接，泄压装置具有使容纳腔泄压的泄压状态和使容纳腔保持压力的密封状态；泄压装置能够在泄压状态和密封状态之间反复切换。当钢瓶体内部的压力过高时，泄压装置切换到泄压状态进行泄压，当泄压完成后，泄压装置再切换到密封状态进行密封，可以往复为钢瓶泄压，从而避免了现有技术中反复更换防爆安全膜所造成的成本及时间浪费的问题。

Description

防爆钢瓶系统
技术领域
本发明涉及泄压设备技术领域，具体而言，涉及一种防爆钢瓶系统。
背景技术
目前煤制烯烃项目主要采用烯烃分离技术，工业乙烯采样采出口为高压低温液相乙烯，样品采样使用耐压钢瓶采样。由于乙烯的临界温度是9.5℃，临界压力为10.5MPa，在大气压下的沸点为-103.9℃，采样前后环境温差较大，采样结束后，液相乙烯气化为气相乙烯，使采样钢瓶内压力暴增，容易使采样钢瓶过压。因此，GB/T 13289-2014工业用乙烯液态和气态采样法中对采样器的要求：
(1)选用双阀带调整管型专用采样钢瓶。容积为0.1L～1L，工作压力19.6MPa(200kg/cm2)。为保证采样量不超过容积的30％，调整管末端的位置应确保采样器内有70％的预留空间。采样器出口端应设置防爆片。采样器每两年进行一次耐压检验，水压试验压力为29.4MPa(300kg/cm2)。
(2)所取液态乙烯，在室温下不能保持其液体状态，采样器应能承受其完全汽化后的压力。在采样过程中，由于乙烯的物理性质，温度可在1min～2min内从-100℃升至20℃，因此采样设备的结构和材质应能承受温度的急剧变化，应优先选用经钝化处理的不锈钢材质。
目前，乙烯采样钢瓶使用最广泛的就是采样钢瓶在瓶体与钢瓶采样阀之间连接安全防爆装置——防爆安全膜，当采样钢瓶内压力过高超过防爆安全膜最大压力时，防爆安全膜自动破损泄压，以防止发生安全事故。
在实际工作中，使用防爆安全膜会出现以下几个问题：
防爆安全膜使用压力上限为定值，一般为19.6±1.0MPa；
当乙烯采样钢瓶由于过压而使防爆安全膜破损泄压时，钢瓶内乙烯样品全部排空，无法完成分析任务，需重新更换安装防爆安全膜，然后重新采样，继续完成分析任务。这样既浪费分析时间，又加大了采样成本。
对于液化气体，防爆安全膜只能用来保护容积小于5677cm3的采样钢瓶；
由于温度、腐蚀和疲劳等原因，防爆安全膜的强度会随时间而降低；脉冲压力、真空/压力循环、热量以及腐蚀性流体和大气能降低防爆安全膜的爆破压力；
在防爆安全膜破损泄压时，气体通过防爆安全膜本体中六个径向孔向大气排放，排放时有巨大的啸叫声，气体以极高速度溢出，致使采样者周围环境当中全是乙烯气体，而乙烯的爆炸极限为2.8％～32％(体积浓度)，这样就会给采样者和周围装置造成了极大的安全隐患。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种防爆钢瓶系统，以解决现有技术中的防爆钢瓶系统不能重复泄压的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种防爆钢瓶系统，该防爆钢瓶系统包括：钢瓶体，钢瓶体内部设置有容纳腔，容纳腔用于容纳高压物质；泄压装置，泄压装置与钢瓶体连接，泄压装置具有使容纳腔泄压的泄压状态和使容纳腔保持压力的密封状态；泄压装置能够在泄压状态和密封状态之间反复切换。
进一步地，防爆钢瓶系统还包括进口阀，进口阀设置在钢瓶体的第一端，进口阀用于控制高压物质进入钢瓶体。
进一步地，防爆钢瓶系统还包括出口阀，出口阀设置在钢瓶体的第二端，泄压装置设置在出口阀与钢瓶体连通的管路上，出口阀用于导出高压物质。
进一步地，泄压装置包括：主体，主体上设置有进压通道和泄压通道，进压通道与容纳腔连通，泄压通道具有与进压通道连通的泄压状态和与进压通道隔绝的密封状态。
进一步地，泄压装置还包括控制部，控制部可移动地设置在主体内部，用于控制泄压通道在泄压状态与密封状态之间切换，当控制部的第一端封堵进压通道时，泄压通道处于密封状态；当控制部的第一端打开进压通道时，泄压通道处于泄压状态。
进一步地，泄压装置还包括复位部，复位部可拆卸地安装在主体上，复位部包括复位弹簧，复位弹簧的第一端抵接在控制部上。
进一步地，复位部还包括安装壳体，安装壳体可拆卸地安装在主体上，安装壳体内部设置有安装空间，复位弹簧设置在安装空间中，复位弹簧的第二端抵接在安装壳体上，复位弹簧的第一端抵接在控制部的第二端上。
进一步地，控制部包括控制杆，当控制杆的第一端封堵进压通道时，泄压通道处于密封状态；当控制杆的第一端打开进压通道时，泄压通道处于泄压状态，安装壳体上设置有导向孔，控制杆的第二端穿设在导向孔中。
进一步地，控制杆的第二端设置有承力部，承力部可移动地设置在安装空间中，复位弹簧的第二端抵接在承力部的第二端。
进一步地，承力部为承力板，承力板的尺寸与安装空间的尺寸相适配。
应用本发明的技术方案，由于本发明的防爆钢瓶系统包括泄压装置，且该泄压装置可以在泄压状态和密封状态之间反复切换，当钢瓶体内部的压力过高时，泄压装置切换到泄压状态进行泄压，当泄压完成后，泄压装置再切换到密封状态进行密封，可以往复为钢瓶泄压，从而避免了现有技术中反复更换防爆安全膜所造成的成本及时间浪费的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示意性示出了本发明的防爆钢瓶系统的实施例的结构简图；以及
图2示意性示出了本发明的防爆钢瓶系统的泄压装置的实施例的结构图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、钢瓶体；20、泄压装置；21、主体；22、进压通道；23、泄压通道；24、控制部；241、控制杆；242、承力部；25、复位部；251、复位弹簧；252、安装壳体；30、进口阀；40、出口阀。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。
例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
正如背景技术中所记载的，目前，乙烯采样钢瓶使用最广泛的就是采样钢瓶在瓶体与钢瓶采样阀之间连接安全防爆装置——防爆安全膜，当采样钢瓶内压力过高超过防爆安全膜最大压力时，防爆安全膜自动破损泄压，以防止发生安全事故。当乙烯采样钢瓶由于过压而使防爆安全膜破损泄压时，钢瓶内乙烯样品全部排空，无法完成分析任务，需重新更换安装防爆安全膜，然后重新采样，继续完成分析任务。反复更换防爆安全膜既浪费分析时间，又加大了采样成本。
为了解决上述问题，本发明提供了一种防爆钢瓶系统，该防爆钢瓶系统包括钢瓶体10和泄压装置20，其中，钢瓶体10内部设置有容纳腔，容纳腔用于容纳高压物质；泄压装置20与钢瓶体10连接，泄压装置20具有使容纳腔泄压的泄压状态和使容纳腔保持压力的密封状态；泄压装置20能够在泄压状态和密封状态之间反复切换。由于本发明的防爆钢瓶系统包括泄压装置，且该泄压装置可以在泄压状态和密封状态之间反复切换，当钢瓶体10内部的压力过高时，泄压装置20切换到泄压状态进行泄压，当泄压完成后，泄压装置再切换到密封状态进行密封，可以往复为钢瓶泄压，从而避免了现有技术中反复更换防爆安全膜所造成的成本及时间浪费的问题。
参见图1所示，为了方便控制，具体来说，本发明的防爆钢瓶系统还包括进口阀30，进口阀30设置在钢瓶体10的第一端，进口阀30用于控制高压物质进入钢瓶体10。安装时，工作人员将本发明的防爆钢瓶系统的进口阀30安装在钢瓶体10第一端的管路上，工作时，工作人员将进口阀30打开，以使高压物质进入至钢瓶体10的内部。
为了方便工作人员将钢瓶内的高压物质导出，优选地，本发明中的防爆钢瓶系统还包括出口阀40，出口阀40设置在钢瓶体10的第二端，泄压装置20设置在出口阀40与钢瓶体10连通的管路上，出口阀40用于导出高压物质。安装时，工作人员将出口阀40安装在钢瓶体10的第二端，当需要将钢瓶体10内部的高压物质导出时，工作人员将出口阀40打开，进而使钢瓶体10内部的压力物质从出口阀40导出。
参见图2所示，具体来说，本发明中的泄压装置20包括主体21，主体21上设置有进压通道22和泄压通道23，进压通道22与容纳腔连通，泄压通道23具有与进压通道22连通的泄压状态和与进压通道22隔绝的密封状态。工作时，通过控制泄压通道与进压通道22的导通或封闭实现泄压装置在泄压状态和密封状态之间的反复切换。
具体来说，本发明中的泄压装置20还包括控制部24，控制部24可移动地设置在主体21内部，用于控制泄压通道23在泄压状态与密封状态之间切换，当控制部24的第一端封堵进压通道22时，泄压通道23处于密封状态；当控制部24的第一端打开进压通道22时，泄压通道23处于泄压状态。工作时，工作人员通过控制控制部24控制进压通道22和泄压通道23之间的通断，实现密封状态和泄压状态的切换。
当钢瓶内部的压力泄至不会使钢瓶有爆裂的风险的压力值后，为了使本发明中的泄压装置从泄压状态自动恢复到密封状态进行重新密封，优选地，本发明中的泄压装置20还包括复位部25，复位部25可拆卸地安装在主体21上，复位部25包括复位弹簧251，复位弹簧251的第一端抵接在控制部24上。通过上述设置，有效地保证了本发明的防爆钢瓶系统往复工作的能力，同时工作人员也可通过选择复位弹簧的弹性来控制泄压值，使钢瓶内部始终保持一定压力，保证了分析任务的持续进行。
为了使本发明中的复位部25的工作更加稳定，优选地，本发明中的复位部25还包括安装壳体252，安装壳体252可拆卸地安装在主体21上，安装壳体252内部设置有安装空间，复位弹簧251设置在安装空间中，复位弹簧251的第二端抵接在安装壳体252上，复位弹簧251的第一端抵接在控制部24的第二端上。工作时，通过安装壳体252给复位弹簧提供支撑，以使复位弹簧对控制部24实现复位。
具体来说，本发明中的控制部24包括控制杆241，当控制杆241的第一端封堵进压通道22时，泄压通道23处于密封状态；当控制杆241的第一端打开进压通道22时，泄压通道23处于泄压状态，为了保证本发明中的控制杆241的运动的准确性，安装壳体上设置有导向孔，控制杆241的第二端穿设在导向孔中。
为了使本发明的复位弹簧251能够稳定地将弹力传递给控制杆241，本发明中的控制杆241的第二端设置有承力部242，承力部242可移动地设置在安装空间中，复位弹簧251的第二端抵接在承力部242的第二端。本发明中的承力部242为承力板，承力板的尺寸与安装空间的尺寸相适配。其中，本发明中所提到的承力板的尺寸与安装空间的尺寸相适配，具体是指承力板的横截面与安装空间的横截面的形状、大小相适配，以使承力板在运动过程中更加稳定。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
当钢瓶体内部的压力过高时，泄压装置切换到泄压状态进行泄压，当泄压完成后，泄压装置再切换到密封状态进行密封，可以往复为钢瓶泄压，从而避免了现有技术中反复更换防爆安全膜所造成的成本及时间浪费的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防爆钢瓶系统，其特征在于，包括：
钢瓶体(10)，所述钢瓶体(10)内部设置有容纳腔，所述容纳腔用于容纳高压物质；
泄压装置(20)，所述泄压装置(20)与所述钢瓶体(10)连接，所述泄压装置(20)具有使所述容纳腔泄压的泄压状态和使所述容纳腔保持压力的密封状态；
所述泄压装置(20)能够在所述泄压状态和所述密封状态之间反复切换。
2.根据权利要求1所述的防爆钢瓶系统，其特征在于，所述防爆钢瓶系统还包括进口阀(30)，所述进口阀(30)设置在所述钢瓶体(10)的第一端，所述进口阀(30)用于控制所述高压物质进入所述钢瓶体(10)。
3.根据权利要求1所述的防爆钢瓶系统，其特征在于，所述防爆钢瓶系统还包括出口阀(40)，所述出口阀(40)设置在所述钢瓶体(10)的第二端，所述泄压装置(20)设置在所述出口阀(40)与所述钢瓶体(10)连通的管路上，所述出口阀(40)用于导出所述高压物质。
4.根据权利要求1所述的防爆钢瓶系统，其特征在于，所述泄压装置(20)包括：
主体(21)，所述主体(21)上设置有进压通道(22)和泄压通道(23)，所述进压通道(22)与所述容纳腔连通，所述泄压通道(23)具有与所述进压通道(22)连通的泄压状态和与所述进压通道(22)隔绝的密封状态。
5.根据权利要求4所述的防爆钢瓶系统，其特征在于，所述泄压装置(20)还包括
控制部(24)，所述控制部(24)可移动地设置在所述主体(21)内部，用于控制所述泄压通道(23)在所述泄压状态与所述密封状态之间切换，当所述控制部(24)的第一端封堵所述进压通道(22)时，所述泄压通道(23)处于所述密封状态；当所述控制部(24)的第一端打开所述进压通道(22)时，所述泄压通道(23)处于所述泄压状态。
6.根据权利要求5所述的防爆钢瓶系统，其特征在于，所述泄压装置(20)还包括复位部(25)，所述复位部(25)可拆卸地安装在所述主体(21)上，所述复位部(25)包括复位弹簧(251)，所述复位弹簧(251)的第一端抵接在所述控制部(24)上。
7.根据权利要求6所述的防爆钢瓶系统，其特征在于，所述复位部(25)还包括安装壳体(252)，所述安装壳体(252)可拆卸地安装在所述主体(21)上，所述安装壳体(252)内部设置有安装空间，所述复位弹簧(251)设置在所述安装空间中，所述复位弹簧(251)的第二端抵接在所述安装壳体(252)上，所述复位弹簧(251)的第一端抵接在所述控制部(24)的第二端上。
8.根据权利要求7所述的防爆钢瓶系统，其特征在于，所述控制部(24)包括控制杆(241)，当所述控制杆(241)的第一端封堵所述进压通道(22)时，所述泄压通道(23)处于所述密封状态；当所述控制杆(241)的第一端打开所述进压通道(22)时，所述泄压通道(23)处于所述泄压状态，所述安装壳体上设置有导向孔，所述控制杆(241)的第二端穿设在所述导向孔中。
9.根据权利要求8所述的防爆钢瓶系统，其特征在于，所述控制杆(241)的第二端设置有承力部(242)，所述承力部(242)可移动地设置在所述安装空间中，所述复位弹簧(251)的第二端抵接在所述承力部(242)的第二端。
10.根据权利要求9所述的防爆钢瓶系统，其特征在于，所述承力部(242)为承力板，所述承力板的尺寸与所述安装空间的尺寸相适配。
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