CN108413243A - 一种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置，它包括超压部分、负压部分，超压部分安装在罐顶中心，负压部分均匀安装在罐顶四周；超压部分包括超压外框架、超压阀盖、弹簧泄放机构、限位机构；负压部分包括负压外框架、负压阀盖、滑道、弹簧、滑块、滑杆、平行四连杆，负压外框架与罐顶焊接，平行四连杆设置于滑道与负压阀盖之间，平行四连杆的三个顶点分别与滑块、滑道、负压阀盖铰接连接。当储罐内部呈现超压时，在储罐内外压差的作用下实现超压部分向外开启，内部高压气体可以快速泄放；当储罐内部呈现负压状况时，负压部分能够向储罐内侧开启，外界空气迅速涌入，实现内外压力的迅速平衡；当储罐内外压力恢复到正常，自动闭合。

Description

一种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置

技术领域

本发明涉及立式储罐内压力平衡领域，具体涉及一种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置。

背景技术

我国强劲的工业增长和不断提升的国内生活水平进一步加大了中国对能源的需求，近年来油气储运方面的技术不断发展，全国各地新建了大量类型不一、尺寸各异的原油储罐。储罐的发展表现为日趋大型化、综合化，因此储罐的安全性显得日益重要。在油品的储运过程中，存在两种由非正常情况导致的储罐结构失效破坏：一是储罐储存的原油及其产品易挥发出大量可燃气体，与罐内空气混合形成极易燃、易爆的混合物。在闪电或震荡摩擦等意外原因下可诱发混合物的燃烧，导致罐内压力迅速上升。压力的瞬间升高同时短时间内来不及泄放，造成储罐内压失稳，发生爆炸。二是在储罐向外放油的过程中，由于油品泄放速度过快、储罐内部为封闭环境等因素，造成储罐瞬时抽真空，呼吸阀的吸气阀在短时间内无法满足大量的吸气量而造成罐内负压急剧增高，超过了储罐的设计负压，从而引起罐体外压失稳，造成抽瘪。针对以上两种状况，目前在用的常规设计装置有安全阀、爆破片、呼吸阀等，但都存在一定的缺陷，例如：泄压面积太小、设计结构不合理，需要重复更换，灵活性低，造价高等因素，爆破片虽然能实现对压力的快速泄放，但其在被扭曲和破坏之后，将无法正常关闭，从而导致储罐内空气进入，可燃气体继续燃烧，造成进一步的经济损失，同时，爆破片被破坏后，必须进行更换，浪费较大人力物力，因此在用的这些装置并不能及时使罐内压力恢复到正常值，在事故发生时，导致储罐结构被破坏，燃烧爆炸、抽瘪等还可能使整个罐区引发多米诺效应，引发严重事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置，这种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置用于解决储罐在事故情况下罐内压力突然增大或降低时储罐结构被破坏、燃烧爆炸、抽瘪等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置包括超压部分、负压部分，超压部分安装在罐顶中心，负压部分均匀安装在罐顶四周；超压部分包括超压外框架、超压阀盖、弹簧泄放机构、限位机构，超压外框架与罐顶焊接在一起，超压阀盖扣盖在超压外框架上，弹簧泄放机构包括支座外壳、压缩弹簧、挡板、支座，支座焊接在超压外框架上，支座外壳固定在支座上，中心柱下端通过挡板固定在支座外壳内，中心柱上端从支座外壳穿出，压缩弹簧套装在中心柱外并位于支座外壳内，压缩弹簧压在挡板上，挡板从支座外壳伸出并压在超压阀盖上；限位机构由限位凸起和限位滑道组成，限位凸起的后端焊接在超压阀盖上，其前端位于限位滑道内限位滑道焊接在超压外框架上；

负压部分包括负压外框架、负压阀盖、滑道、弹簧、滑块、滑杆、平行四连杆，负压外框架与罐顶焊接，固定架与罐壁固定连接，紧固钢丝绳与罐顶固定连接，滑道一端固定在罐壁上，滑道的另一端与固定架、紧固钢丝绳同时连接，通过固定架和紧固钢丝绳将滑道与负压外框架成倒三角连接，滑道上有滑杆，滑块与滑杆滑动连接，弹簧套在滑杆上，平行四连杆设置于滑道与负压阀盖之间，平行四连杆的三个顶点分别与滑块、滑道、负压阀盖铰接连接，负压阀盖四周有密封圈。

上述方案中超压部分有一个，负压部分有四个。

上述方案中弹簧泄放机构、限位机构各有四个，沿超压外框架均匀间隔分布，超压外框架为圆环形，超压阀盖为圆形。

上述方案中支座外壳与支座通过固定螺栓连接。

上述方案中罐壁焊接角钢连接，垫片与角钢下沿及罐壁焊接连接，滑道的通过垫片与罐壁固定，固定架也通过垫片与罐壁固定连接。

上述方案中平行四连杆由四个连杆两两平行连接而成，相邻的两个连杆铰接，平行四连杆的一个顶点与滑块铰接，另外两个连杆自交点延伸后，其中一个连杆与负压阀盖铰接，另一个连杆与滑道连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明实现两种功能：一种是能实现对储罐压力的双向泄放：当储罐内部压力-异常超压、低压时，开启实现对储罐内部压力的瞬间释放和气体的进入，使内外压力短时间内达到平衡，罐体结构不被破坏，保证储罐的安全；另一种是能实现储罐再次封闭：当储罐内外压力恢复到正常值后，自动闭合装置，使储罐重新恢复封闭环境。

2、本发明的超压部分与负压部分互不干扰，相互补偿，是一个有机的整体，通过两者的协调作用，更加合理的利用罐顶空间，达到对储罐内部紧急压力的平衡。

3、本发明易于装拆，使用灵活，造价低廉，可根据储罐直径和其容量的大小选择适宜的装置数量和安装位置。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中超压部分结构示意图；

图3是本发明中超压部分结构俯视图；

图4是本发明中超压部分中限位机构结构示意图；

图5是本发明中超压部分中弹簧泄压机构示意图；

图6是本发明中超压部分3D示意图；

图7是本发明中负压部分结构示意图；

图8是本发明中负压部分的滑动机构意图；

图9是本发明中负压部分的3D示意图（一）；

图10是本发明中负压部分的3D示意图（二）。

图中： 1超压部分，2储罐罐顶，3负压部分，4挡板，5固定螺栓，6支座，7超压外框架，8超压阀盖，9限位凸起，10限位滑道，11中心柱，12支座外壳，13压缩弹簧，14弹簧泄放机构，15限位机构，21负压外框架，23负压阀盖，24密封圈，25垫片，26角钢，27滑道，28固定架，29负压弹簧，30滑块，31滑杆，32连杆，33紧固钢丝绳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

结合图1所示，这种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置包括超压部分1与负压部分3，超压部分1针对的是罐内压力急剧增加的状况，负压部分3针对的是罐内压力急剧降低的状况，超压部分1有一个，负压部分3四个，超压部分1安装在储罐罐体之外的储罐罐顶2中心，四个负压部分3均匀安装在储罐罐体之内的储罐罐顶2四周。当储罐内部突发异常超压状况时，在储罐内外压差的作用下实现超压部分1向外开启，内部高压气体可以快速泄放，当内外差恢复压到某一设定值后该部分自动关闭；负压部分3工作状况是当储罐内部呈现负压状况时，负压部分3能够向储罐内侧开启，外界的空气迅速涌入，实现内外压力的迅速平衡。两部分互不干扰，又能相互补偿。

结合图2、图3、图4、图5、图6所示，超压部分1由超压外框架7、超压阀盖8、弹簧泄放机构14、限位机构15组成，弹簧泄放机构14、限位机构15各有四个，沿超压外框架7均匀间隔分布，超压外框架7为圆环形，与罐顶焊接在一起，圆形超压阀盖8扣盖在超压外框架7上，弹簧泄放机构14由中心柱11、支座外壳12、压缩弹簧13、挡板4、固定螺栓5、支座6组成，支座6立在超压外框架7上并与超压外框架7焊接连接，支座外壳12安装在支座6上，支座外壳12与支座6通过固定螺栓5连接，支座外壳12内安放压缩弹簧13和中心柱11，中心柱11固定在挡板4上，挡板4一端固定在支座外壳12中，压缩弹簧13套装在中心柱11外，压缩弹簧13压在挡板4上，挡板4的另一端压在超压阀盖8上，正常情况下，在压缩弹簧13的压力下超压阀盖8被挡板紧紧的压在超压外框架7上处于闭合状态，使超压阀盖8贴合在超压外框架7上实现储罐的封闭。当储罐内爆炸性混合气体由于意外原因被点燃，压力瞬间增高时，原本紧密贴合超压外框架7的超压阀盖8在内外较大压力差的作用下向外开启，挡板4带动中心柱11在支座外壳12内向上活动，压紧压缩弹簧13，内外压差会给予压缩弹簧13极大的压力，致使超压阀盖8打开，以实现对储罐内部压力的紧急释放，保障储罐与介质的安全，如图4所示，限位机构15的作用是保证超压阀盖8在正常的开启范围内，防止超压阀盖8开启程度过大而导致装置失效，限位机构15由限位凸起9和限位滑道10组成，限位滑道10焊接在超压外框架7上，限位凸起9的后端焊接在超压阀盖8上，其前端放置于限位滑道10内，限位凸起9在滑道内上下自由滑动，起到限制超压阀盖8开启程度的作用。当储罐内外的压力恢复到正常值后，超压阀盖8又会在压缩弹簧13的作用下回到初始位置，以实现机构的自动关闭，保证储罐的封闭性。

结合图7、图8、图9、图10所示，负压部分3由负压外框架21、负压阀盖23、密封圈24、垫片25、角钢26、滑道27、固定架28，负压弹簧29、滑块30、滑杆31、平行四连杆、紧固钢丝绳33等组成，负压外框架21设置在罐体外，负压部分3的其余组件均在罐体内部，负压外框架21与储罐罐顶2焊接连接，角钢26与储罐罐壁内壁焊接连接，垫片25与角钢26下沿及罐壁焊接连接，增加了垫片25与罐壁的接触面积，增强了滑道27的稳定性，滑道27的外端通过垫片25与罐壁固定，滑道27的内端与固定架28连接，固定架28也通过垫片25与罐壁固定连接，滑道27的内端通过紧固钢丝绳33与罐顶连接加固，通过固定架28和紧固钢丝绳33将滑道27与负压外框架21成倒三角连接，滑道27上有滑杆31，滑块30穿过滑杆31并与滑杆31滑动连接，负压弹簧29套在滑杆31上，滑块30在滑杆31上前后滑动，以保证装置能够实现自动开启和闭合，四连杆设计成平行四边形结构相互铰接，构成平行四连杆，通过平行四连杆的伸展和压缩有效的完成负压阀盖23的开启和关闭。平行四连杆的三个顶点分别与滑块30、滑道27、负压阀盖23铰接连接。正常情况下，负压阀盖23由于负压弹簧29的作用，紧紧贴合于负压外框架21，保证储罐的封闭性，同时在负压阀盖23与负压外框架21之间存在梯形凹槽，使用密封圈24进行密封。

滑道27、滑杆31、滑块30、负压弹簧29、平行四连杆构成负压部分滑动机构，利用平行四连杆在滑道27上滑动，实现负压阀盖23自动开启和闭合。

负压部分3针对罐内压力急剧降低的状况。正常情况下，负压阀盖23处于闭合状态，与负压外框架21紧密相连。当储罐由于泄油速度过快，造成内部呈负压状态时，压力急剧降低，内外较大的压差致使负压阀盖23向内开启，平行四连杆下端铰接滑块30，在压力差的作用下滑块30在滑道27内向后滑动，同时压缩负压弹簧29。当储罐内外的压力恢复到正常值后，负压阀盖23在负压弹簧29的作用下回到初始位置，以实现自动关闭，保证储罐的封闭性。

这种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置工作原理及使用方法：

一、超压部分的工作原理及使用方法，正常情况下，超压阀盖8处于闭合状态，保证罐体处于密闭状态，当储罐内爆炸性混合气体在闪电或震荡摩擦等意外原因下被点燃，罐内压力瞬间增高时，超压部分1的超压阀盖8在内部强大的压力作用下向外开启，挡板4带动中心柱11在支座外壳12内向上活动，压缩弹簧，内外压差会给予压缩弹簧13极大的压力，致使超压阀盖8打开，以实现对储罐内部压力的紧急释放，保障储罐与介质的安全，限位机构35的作用是保证超压阀盖8在正常的开启范围内，防止超压阀盖8开启程度过大而导致装置失效，罐内压力泄放后，储罐内外的压力恢复到正常值，超压阀盖8又会在压缩弹簧13的作用下回到初始位置，以实现机构的自动关闭，保证储罐的封闭性。

二、负压部分的工作原理及使用方法，正常情况下，负压阀盖23处于闭合状态，保证罐体处于密闭状态，在储罐向外放油的过程中，由于油品泄放速度过快、储罐内部为封闭环境等因素，造成储罐瞬时抽真空，罐体内部压力急剧降低，负压部分3的负压阀盖23在罐体外大气压的作用下向内运动，导致与负压阀盖23相连的平行四连杆平衡被打破，实现了负压阀盖23向内开启，使罐体内外压力在短时间内达到平衡，罐体内外压力达到平衡后，平行四连杆在负压弹簧29的压缩下伸展，重新达到平衡，推动负压阀盖23回到初始位置，实现了机构的自动关闭，保证储罐的的封闭性。

Claims (6)

1.一种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置，其特征在于：这种立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置包括超压部分（1）、负压部分（3），超压部分（1）安装在罐顶中心，负压部分（3）均匀安装在罐顶四周；超压部分（1）包括超压外框架（7）、超压阀盖（8）、弹簧泄放机构（14）、限位机构（15），超压外框架（7）与储罐罐顶（2）焊接在一起，超压阀盖（8）扣盖在超压外框架（7）上，弹簧泄放机构（14）包括支座外壳（12）、压缩弹簧（13）、挡板（4）、支座（6），支座（6）焊接在超压外框架（7）上，支座外壳（12）固定在支座（6）上，中心柱（11）下端通过挡板（4）固定在支座外壳（12）内，中心柱（11）上端从支座外壳（12）穿出，压缩弹簧（13）套装在中心柱（11）外并位于支座外壳（12）内，压缩弹簧（13）压在挡板（4）上，挡板（4）从支座外壳（12）伸出并压在超压阀盖（8）上；限位机构（15）由限位凸起（9）和限位滑道（10）组成，限位凸起（9）的后端焊接在超压阀盖（8）上，其前端位于限位滑道（10）内，限位滑道（10）焊接在超压外框架（7）上；

负压部分（3）包括负压外框架（21）、负压阀盖（23）、滑道（27）、负压弹簧（29）、滑块（30）、滑杆（31）、平行四连杆，负压外框架（21）与罐顶焊接，固定架（28）与罐壁固定连接，紧固钢丝绳（33）与罐顶固定连接，滑道（27）一端固定在罐壁上，滑道（27）的另一端与固定架（28）、紧固钢丝绳（33）同时连接，通过固定架（28）和紧固钢丝绳（33）将滑道（27）与负压外框架（21）成倒三角连接，滑道（27）上有滑杆（31），滑块（30）与滑杆（31）滑动连接，负压弹簧（29）套在滑杆（31）上，平行四连杆设置于滑道（27）与负压阀盖（23）之间，平行四连杆的三个顶点分别与滑块（30）、滑道（27）、负压阀盖（23）铰接连接，负压阀盖（23）四周有密封圈（24）。

2.根据权利要求1所述的立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置，其特征在于：所述的超压部分（1）有一个，负压部分（3）有四个。

3.根据权利要求2所述的立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置，其特征在于：所述的弹簧泄放机构（14）、限位机构（15）各有四个，沿超压外框架（7）均匀间隔分布，超压外框架（7）为圆环形，超压阀盖（8）为圆形。

4.根据权利要求3所述的立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置，其特征在于：所述的支座外壳（12）与支座（6）通过固定螺栓（5）连接。

5.根据权利要求4所述的立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置，其特征在于：所述的罐壁焊接角钢（26）连接，垫片（25）与角钢（26）下沿及罐壁焊接连接，滑道（27）通过垫片（25）与罐壁固定，固定架（28）也通过垫片（25）与罐壁固定连接。

6.根据权利要求5所述的立式储罐紧急超、负压的自动平衡装置，其特征在于：所述的平行四连杆由四个连杆两两平行连接而成，相邻的两个连杆铰接，平行四连杆的一个顶点与滑块（30）铰接，另外两个连杆自交点延伸后，其中一个连杆与负压阀盖（23）铰接，另一个连杆与滑道（27）连接。