CN107524916B - 一种气体微负压检测及安全排放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体微负压检测及安全排放装置。所述装置包括：腔体，其被配置成用于储存液体；伸进所述腔体的进气管；排气管，其设置在所述腔体的顶部；液位传感器，其用于检测所述进气管内外的液位差；以及排水开关，其设置在所述腔体的底部。所述装置可用于低压贮气柜与增压风机联动控制系统，所述联动控制系统包括至少两组霍尔接近传感器、控制箱、增压风机、多囊腔低压贮气柜以及大容量囊腔常压贮气柜。本发明提供的装置可以实现沼气工程储气、泄压排放、管网输配低成本、安全可靠运行。

Description

一种气体微负压检测及安全排放装置

技术领域

本发明涉及低压沼气输配中沼气贮气柜自动补气和安全排放，更具体地涉及一种气体微负压检测及安全排放装置，其在根据低压贮气柜气量控制增压风机工作实现联动时防止常压贮气柜形成负压、吸入空气，以及实现常压贮气柜超压安全排放。

背景技术

现有的复合式贮气柜系统包括多个多囊腔低压贮气柜、大容量贮气囊、控制器、压力传感器、增压风机等，这些部件组合成为一个可以恒压排气的系统。

对于池容低于1000立方米的单体沼气工程，存在产气不稳定、产气与用气波动频繁、产气高峰与用气高峰时间点不一致等问题，若全部使用标准多囊腔低压贮气柜实行低压恒压供气，则沼气工程输配环节建造费用过高，但如果使用低成本常压筒仓式贮气柜，在实现大容量储气却无法低压恒压供气，且现阶段很难找到压力低于5kPa的高可靠性、高精度压力传感器。

当常压贮气柜形成负压时，如果风机正在工作，且低压贮气柜还未到达设定高度时，发酵池正负压保护器将会动作，抽取空气，防止发酵池顶膜和常压贮气柜膜体内负压过大被大气压压坏，而抽取空气会导致低压贮气柜甲烷含量降低，甚至输送至用户燃气无法点燃。

正是在这种背景下，出现了本发明。

发明内容

本发明的解决方案的目的是至少部分地解决前面强调的问题，并在总体上对低压沼气输配中沼气贮气柜自动补气和安全排放提供改进的解决方案。

更具体地，本发明要解决的问题是在根据低压贮气柜气量控制增压风机工作实现联动时防止常压贮气柜形成负压、吸入空气，以及实现常压贮气柜超压安全排放。

提供一种根据常压贮气柜压力控制风机停止或气体排放的装置。通过使用气体微负压检测及安全排放装置将常压贮气柜压力变成开关信号并将其输出控制箱来控制增压风机的启停。另外，当常压贮气柜压力升高时，超过预设液柱压力使贮气柜内气体被排出，属于一种安全装置。

根据本发明的实施方式，提供了一种气体微负压检测及安全排放装置，其可以包括：腔体，其被配置成用于储存液体；伸进所述腔体的进气管；排气管，其设置在所述腔体的顶部；液位传感器，其用于检测所述进气管内外的液位差；以及排水开关，其设置在所述腔体的底部。

在一些实施方式中，所述装置可以用于低压贮气柜与增压风机联动控制系统，所述联动控制系统可以包括至少两组霍尔接近传感器、控制箱、增压风机、多囊腔低压贮气柜以及大容量囊腔常压贮气柜。

在一些实施方式中，所述进气管可以用于将所述大容量囊腔常压贮气柜中的气体导入所述腔体，所述进气管内外压差导致在所述进气管内的所述液体和所述腔体内的所述液体之间存在液位差，所述液位差可以指示所述常压贮气柜内的气体压力。

在一些实施方式中，所述液位传感器可以与所述控制箱通信地连接。

在一些实施方式中，当在所述常压贮气柜内的气体压力超过预设液位差的压力时，所述腔体内的气体形成气泡，所述气泡最终从所述排气管排出。

在一些实施方式中，所述液位传感器在检测到所述液位差减小至低于预定阈值时可以生成信号并将该信号发送至用于控制所述增压风机的启停的所述控制箱，以使所述增压风机停止工作。

在一些实施方式中，所述排水开关可以在更换所述腔体内的液体或改变所述预设液位差时使用。

在一些实施方式中，所述腔体可以储存常温液体或者防冻液。

在一些实施方式中，所述腔体可以储存自来水。

本发明提供的装置可以实现沼气工程储气、泄压排放、管网输配低成本建造。

本领域技术人员在阅读整个说明书和权利要求书时将理解本发明的这些优点和其它优点。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在仅通过非限制性示例的方式参照所附附图描述其优选实施方式，其中：

图1是使用根据本发明的实施方式的气体微负压检测及安全排放装置的低压贮气柜与增压风机联动控制系统的示意图。

图2是根据本发明的实施方式的气体微负压检测及安全排放装置控制作用原理示意图。

图3A和图3B分别是根据本发明的实施方式的气体微负压检测及安全排放装置的三维透视图和横截面图。

图4是根据本发明的实施方式的霍尔接近传感器与控制箱、增压风机工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行说明。在下文所描述的本发明的具体实施例中，为了能更好地理解本发明而描述了一些很具体的技术特征，但显而易见的是，对于本领域的技术人员来说，并不是所有的这些技术特征都是实现本发明的必要技术特征。下文所描述的本发明的一些具体实施例只是本发明的一些示例性的具体实施例，其不应被视为对本发明的限制。另外，为了避免使本发明变得难以理解，对于一些公知的技术没有进行描述。

现在参考图1，其示出了使用根据本发明的实施方式的气体微负压检测及安全排放装置的低压贮气柜与增压风机联动控制系统100的示意图。所述联动控制系统100包括：至少两组霍尔接近传感器102a、102b(统称为102)、控制箱103、增压风机104、多囊腔低压贮气柜101以及大容量囊腔贮气柜105。所述的两组霍尔接近传感器102a、102b分别设定在多囊腔低压贮气柜的高位和低位，当低压贮气柜的配重板到达高位或低位时，霍尔接近传感器102产生开关信号并将其发送到控制箱103；控制箱103将从霍尔接近传感器102接收的开关信号转换为增压风机104需要的启停信号并将启停信号发送到增压风机104；增压风机104根据控制箱103所给的启停信号而启动或停止，以将大容量囊腔常压贮气柜105内的沼气输送到多囊腔低压贮气柜101或停止将大容量囊腔常压贮气柜105内的沼气输送到多囊腔低压贮气柜101；大容量囊腔常压贮气柜105储存常压沼气；多囊腔低压贮气柜101储存低压可输配的沼气。

在一些实施方式中，控制箱103由传感器开关电源、中间转换器(用于将从霍尔接近传感器输出的开关信号转换为需要的启停信号)、档位开关、控制电路保护元件构成。

参考图2，其示出了根据本发明的实施方式的气体微负压检测及安全排放装置控制作用原理示意图。当用气端106用气或多囊腔低压贮气柜101中的沼气挥发直到多囊腔低压贮气柜101中的配重板到达低位时，控制箱向增压风机104发出启动信号，增压风机开始工作，以将大容量囊腔常压贮气柜105中沼气输送到多囊腔低压贮气柜101，进行补气。当多囊腔低压贮气柜101的配重板到达高位时，控制箱向增压风机104发出停止信号，增压风机104停止工作。如此循环往复，可以实现低压贮气柜与增压风机高位停、低位启的联动控制。然而，会存在以下问题：当常压贮气柜形成负压时，如果风机正在工作，且低压贮气柜还未到达设定高度时，发酵池正负压保护器将会动作，抽吸空气，防止发酵池顶膜和常压贮气柜膜体内负压过大而被大气压压坏，而抽吸空气会导致低压贮气柜甲烷含量降低，甚至输送至用户燃气无法点燃。进一步参考图2，可以通过使用气体微负压检测及安全排放装置107将常压贮气柜压力转变成开关信号并将其输出到控制箱，以控制增压风机及时停机，从而解决上述问题。气体微负压检测及安全排放装置107与大容量囊腔常压贮气柜105连接，并且通信地连接到控制箱103。此外，当常压贮气柜压力升高超过预设液柱压力时，气体微负压检测及安全排放装置107可以使贮气柜内的气体排出，这又属于一种安全装置。

参考图3A和图3B，其分别示出了根据本发明的实施方式的气体微负压检测及安全排放装置的三维透视图和横截面图。气体微负压检测及安全排放装置包括可以储存液体的腔体308、伸进腔体308的进气管309、设置在腔体308的顶部的排气管310、用于检测进气管309内外液位差的液位传感器311、设置在腔体308的底部的排水开关312。腔体308可以储存常温液体或者防冻液，在一些实施方式中，腔体308储存自来水。进气管309将常压贮气柜的气体导入腔体308，由于内外压差将会在进气管309和腔体308内形成液位差，该液位差可以反应出常压贮气柜内气体压力。当在所述常压贮气柜内的气体压力超过预设液位差的压力时，气体形成气泡，气泡最终从所述排气管310排出，达到安全泄压的功能。液位传感器311与控制箱通信地连接，并且在检测到该液位差减小至低于预定阈值时生成信号并将该信号发送至用于控制增压风机的启停的控制箱，以使增压风机停止工作。排水开关312在更换腔体308内的液体或改变预设液位差时使用。

参考图4，其示出了低压贮气柜与增压风机联动控制系统的霍尔接近传感器与控制箱、增压风机工作示意图。其中霍尔接近传感器102用于获得贮气柜高度信号，控制箱103从霍尔接近传感器102接收贮气柜高度信号并将该信号转换为用于增压风机104的启停信号，增压风机104根据从控制箱接收的启停信号启动或停止，以向多囊腔低压贮气柜补气或停止向多囊腔低压贮气柜补气。在一些实施方式中，控制箱103中的档位开关为三档位开关，所述三档位开关包括手动档、停止档和自动档。在一些实施方式中，所述系统具备增压风机手动启停控制，即手动模式。所述手动模式可以使用三档位开关中的手动档以启动增压风机，并且可以随时将手动档手动切换为停止档以使增压风机停止工作；当手动启动增压风机后，如果配重板到达高位点还未切换到停止档，则高位霍尔传感器动作以停止增压风机转动。然后再将手动档切换为停止档即可。在一些实施方式中，所述系统还具备增压风机自动启停控制，即自动模式。所述自动模式可以使用三档位开关中自动档。此时由配重板的高度控制增压风机启停：通过低位霍尔传感器动作，控制增压风机启动；通过高位霍尔传感器动作，控制增压风机停止。

本发明提供的装置可以实现沼气工程储气、泄压排放、管网输配低成本、安全可靠运行。

尽管已经根据优选的实施方案对本发明进行了说明，但是存在落入本发明范围之内的改动、置换以及各种替代等同方案。还应当注意的是，存在多种实现本发明的工艺的可选方式。因此，意在将随附的权利要求书解释为包含落在本发明的主旨和范围之内的所有这些改动、置换以及各种替代等同方案。

Claims (6)

1.一种气体微负压检测及安全排放装置，用于低压贮气柜与增压风机联动控制系统，所述联动控制系统包括至少两组霍尔接近传感器、控制箱、增压风机、多囊腔低压贮气柜以及大容量囊腔常压贮气柜，其特征在于，所述气体微负压检测及安全排放装置包括：

腔体，其被配置成用于储存液体；

伸进所述腔体的进气管；

排气管，其设置在所述腔体的顶部；

液位传感器，其用于检测所述进气管内外的液位差；以及

排水开关，其设置在所述腔体的底部,

其中，所述进气管用于将所述大容量囊腔常压贮气柜中的气体导入所述腔体，所述进气管内外压差导致在所述进气管内的所述液体和所述腔体内的所述液体之间存在液位差，所述液位差指示所述常压贮气柜内的气体压力，

其中，所述液位传感器与所述控制箱通信地连接，所述液位传感器在检测到所述液位差减小至低于预定阈值时生成信号并将该信号发送至用于控制所述增压风机启停的所述控制箱，以使所述增压风机停止工作。

2.根据权利要求1所述的气体微负压检测及安全排放装置，其中当在所述常压贮气柜内的气体压力超过预设液位差的压力时，所述腔体内的气体形成气泡，所述气泡最终从所述排气管排出。

3.根据权利要求2所述的气体微负压检测及安全排放装置，其中所述排水开关在更换所述腔体内的液体或改变所述预设液位差时使用。

4.根据权利要求1所述的气体微负压检测及安全排放装置，其中所述腔体储存常温液体。

5.根据权利要求1所述的气体微负压检测及安全排放装置，其中所述腔体储存防冻液。

6.根据权利要求1所述的气体微负压检测及安全排放装置，其中所述腔体储存自来水。