CN111503519A - 一种气体压力保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体压力保护装置，涉及厌氧处理技术领域。该气体压力保护装置包括罐体和水位调节组件，罐体内设置有液体，罐体上设置有进气口和出气口，进气口内连接有限压管，限压管的出气端伸入罐体内的液体中；水位调节组件包括水位调节管，水位调节管的上端面高度可调，水位调节管的下端面伸出罐体外。本发明提供的气体压力保护装置，通过调节水位调节管的上端面高度，控制水位调节管的上端面与限压管的出气端的高度差，使得罐体内水位的高度与水位调节管的上端面的高度一致，进而控制限压管的入水深度。限压管的入水深度对应的水压即为气体的压力上限，从而实现对储气压力上限的调节。

Description

一种气体压力保护装置

技术领域

本发明涉及厌氧处理技术领域，尤其涉及一种气体压力保护装置。

背景技术

沼气发酵过程中需严格密封保证厌氧环境，沼气发酵装置中的沼气压力随着沼气利用过程动态变化。作为沼气发酵过程中的重要参数，沼气压力直接影响到沼气发酵装置的安全性，因此对沼气安全压力控制的可靠性与数据精度有着较高要求。

现有技术中使用水封泄压罐作为沼气压力保护装置时，水封泄压罐的进气口连接有限压管，限压管插入一定深度的水中，用水将与限压管连接的进气管内的气体与大气隔离，密封效果紧密。但溢水口与限压管底端的高度固定，导致压力上限无法调节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体压力保护装置，能实现储气压力上限的调节。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种气体压力保护装置，其中包括：

罐体，所述罐体内设置有液体，所述罐体上设置有进气口和出气口，所述进气口内连接有限压管，所述限压管的出气端伸入所述罐体内的所述液体中；

水位调节组件，所述水位调节组件包括水位调节管，所述水位调节管的上端面高度可调，所述水位调节管的下端面伸出所述罐体外。

可选地，还包括连通体，所述连通体设置于所述罐体的一侧，且与所述罐体内的所述液体连通，所述水位调节管的上端面设置于所述连通体内。

可选地，所述水位调节组件还包括调节紧固组件，所述水位调节管上设置有外螺纹，所述外螺纹用于调节所述水位调节管的上端面的高度，所述调节紧固组件用于将所述水位调节管固定。

可选地，所述水位调节组件还包括密封件，所述密封件设置于所述连通体与所述水位调节管之间，用以密封所述水位调节管和所述连通体。

可选地，所述气体压力保护装置还包括连通孔，所述连通孔用以连通所述罐体和所述连通体。

可选地，沿所述罐体的高度方向间隔设置至少两个所述连通孔。

可选地，位于最低位置的所述连通孔与所述连通体的底部设置有间隔距离。

可选地，所述连通孔的直径为6～10mm。

可选地，所述连通体为敞口结构。

可选地，所述罐体上还设置有观察窗，所述观察窗与所述连通体相对设置，所述观察窗的底部低于所述限压管的出气端。

本发明的有益效果：

本发明提供的气体压力保护装置，通过在罐体内设置液体，进气口内连接限压管，限压管的出气端伸入罐体内的液体中。用罐体内的液体将限压管内的气体与大气隔离，密封效果好。通过设置水位调节组件，水位调节组件包括水位调节管，通过调节水位调节管的上端面高度，控制水位调节管的上端面与限压管的出气端的高度差，使得罐体内水位的高度与水位调节管的上端面的高度一致，进而控制限压管的入水深度。限压管的入水深度对应的水压即为气体的压力上限，从而实现对储气压力上限的调整。本发明提供的气体压力保护装置，储气压力上限便于调节。

本发明提供的气体压力保护装置，将水位调节管设置为螺纹管，螺纹管旋转一圈调节的高度固定，通过螺纹管的旋转圈数可精确控制限压管的入水深度，从而提高了压力上限的控制精度。

本发明提供的气体压力保护装置，沼气中水蒸气凝结造成水量增加时，会通过水位调节管实时溢出；罐体和连通体通过具有高度差的小直径连通孔分区连通，可有效避免泄压排气时气体搅动水面波动而溢流减少水量。水位调节管和具有高度差的连通孔的设置，有效避免了由于各种扰动引起的储气压力上限变化的问题，保证了压力上限的阈值恒定，提高了设备的安全性。

本发明提供的气体压力保护装置，将连通体设置为敞口结构，便于自然雨水对罐体内缺水的补充，也利于水位观察及人工补水的操作，具备一定程度的自调校功能，简化了人工干预操作。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的气体压力保护装置的结构示意图。

图中：

1、罐体；2、连通体；3、水位调节组件；4、限压管；5、水位；6、连通孔；7、观察窗；8、底座；9、排空管；

11、进气口；12、出气口；13、预留接口；31、水位调节管；32、密封垫；33、固定螺母；34、调节螺母。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

沼气的存储与利用广泛采用智能化控制，同时配备必要的人工手动操作干预，且须保障设备安全及操作安全，因此对沼气安全压力控制的可靠性与数据精度有着较高要求。当前现有的沼气(包括其他气体存储领域)安全压力保护装置主要有呼吸阀、电磁阀、水封泄压罐三类。

呼吸阀为机械式装置，采用固定配重及调节弹簧控制气体压力。当存储压力达到额定呼出正压时，压力阀瓣开启，气体排出。呼吸阀因弹簧疲劳系数存在变量而造成精度不高，且密封接触面为活动状态，易因沾染粉尘而影响密封效果。

电磁阀作为泄压装置时，由于设置有压力检测装置，不存在精度不高的缺陷，但因密封接触面为活动状态，易因沾染粉尘而影响密封效果；且电磁阀作为泄压装置时，选用的常闭阀，存在电网断电或电路保护跳闸时无法开启的风险。

由于沼气具有较强的腐蚀性及易爆性，对于上述两类阀式装置的金属部件有腐蚀作用，在作为沼气安全压力保护装置时，其可靠性和安全性方面不及水封泄压罐。而现有技术中的水封泄压罐压力上限无法调节；而且罐体内水分一定时期内的蒸发减量以及沼气中含有的水蒸气在罐内凝结增量，使得水量波动从而造成气体存储压力上限的波动。

鉴于此，为满足沼气安全压力保护装置运行稳定性高及控制精度高的需求；同时实现装置具备一定程度的自调校功能，简化人工干预操作，本发明研发了一种新的沼气安全压力保护装置。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种气体压力保护装置，包括罐体1和水位调节组件3，罐体1内设置有液体，罐体上设置有进气口11和出气口12，进气口11内连接有限压管4，限压管4的出气端伸入罐体1内的液体中。水位调节组件3包括水位调节管31，水位调节管31的上端面高度可调，水位调节管31的下端面伸出罐体1外。

本实施例提供的气体压力保护装置，通过在罐体1内设置液体，进气口内连接限压管4，限压管4的出气端伸入罐体1内的液体中。用罐体1内的液体将限压管4内的气体与大气隔离，密封效果好。通过设置水位调节组件3，水位调节组件3包括水位调节管31，通过调节水位调节管31的上端面高度，控制水位调节管31的上端面与限压管4的出气端的高度差，使得罐体1内水位5的高度与水位调节管31的上端面的高度一致，进而控制限压管4的入水深度，限压管4的入水深度对应的水压即为气体的压力上限，从而对储气压力上限的调整。本发明提供的气体压力保护装置，储气压力上限便于调节。

在本实施例中，限压管4和水位调节管31均为直管，进气口11和出气口12均设置在罐体1的顶端，限压管4的一端与进气口11焊接，另一端伸入罐体1内的液体中，限压管4的出气端所在的水平面与罐体1底部内壁的高度差为h，以使进入罐体1内的气体通过限压管4进入液体中并克服液体压力后进入罐体1上部的气相空间内，故而能将外部的空气与沼气实现隔断，由于进入罐体1内的沼气通过液体后再经出气口12排出，解决了沼气在传输过程中易燃易爆的安全隐患。

在其他实施例中，进气口11也可以设置在罐体1的中部或下端，只需保证限压管4的出气端在液体中，将外部的空气与沼气隔断。当进气口11设置在罐体1的中部时，将限压管4设置为L形管或其他形状的管体，L形管的出气端可以向上，也可以向下。

当然，在其他实施例中，水位调节管31也可以设置为可伸缩的，通过调节水位调节管31的伸缩长度，控制水位调节管31的上端面与限压管4的出气端的高度差，从而控制气体压力上限的调节。

在本实施例中，罐体1内的液体为水，罐体1的底部设置有排空管9，排空管9内设置有底阀，用于排空罐体1内液体，以便清洗或维修。沼气压力保护装置安装在沼气厌氧反应装置的一侧，进气口11设置有法兰，法兰的一端与沼气厌氧反应装置的沼气排出管路连接，另一端与限压管4焊接连接，限压管4伸入罐体1内的长度约为罐体1高度的三分之二。出气口12设置有法兰，通过法兰连通大气。在该气体压力保护装置工作状态下，排空管9内的底阀关闭。

本实施例提供的气体压力保护装置，罐体1的两侧还设置有预留接口13，预留接口13上焊接有法兰，以作备用。罐体1的底部还设置有底座8，底座8由金属制成，焊接在罐体1的底部，用于支撑罐体1。

可选地，该气体压力保护装置还包括连通体2，连通体2设置于罐体1的一侧，且与罐体1内的液体连通，水位调节管31的上端面设置于连通体2内。在本实施例中，水位调节管31从连通体2的底部伸入连通体2内，水位调节管31的上端面设置于连通体2内，水位调节管31的下端面位于连通体2外。通过调节水位调节管31的上端面高度，控制水位调节管31的上端面与限压管4的出气端的高度差。容易理解的是，当需要提高压力上限时，提高水位调节管31的上端面高度，通过人工补水，使得连通体2和罐体1内的水位5高度与水位调节管31的上端面的高度一致。当需要降低压力上限时，降低水位调节管31的上端面高度，高出水位调节管31的上端面的水会通过水位调节管31的上端面流出。水位调节管31的设置使得罐体1内的水位5由水位调节管31的上端面高度控制，沼气中含有的水蒸气在罐体1内凝结增量时，可通过水位调节管31的上端面实时溢出，避免了沼气中的水蒸气对储气压力上限的扰动，提高了设备的安全性。

当然在其他实施例中，也可以不设置连通体2，直接将水位调节组件3设置在罐体1内，也可以实现气体压力上限的调节。

可选的，连通体2为敞口结构。在本实施例中，罐体1为圆柱形金属罐体，连通体2焊接在罐体1的一侧。连通体2设置为敞口结构，便于自然雨水对罐体1内缺水的补充，也利于水位5的观察及人工补水操作，具备一定程度的自调功能，简化人工干预操作。

优选地，连通体2的底部低于限压管4的出气端所在的平面。如果连通体2的底部高于限压管4的出气端所在的平面，当设定的压力上限较高的时候，是可以实现储气压力调节的，但是压力可调下限会有限制，因为连通体2为敞口结构，连通体2内的压力为大气压，而罐体1内的气压比大气压大，所以连通体2的底部比限压管4的出气端所在的平面稍微高一些是可以的，对应的可调泄压下限由连通体2底部相对于限压管4的出气端所在平面的位置决定，对于储气压力较高的情形，不影响使用。如果连通体2的底部低于限压管4的出气端所在的平面太多，罐体1内限压管4的出气端所在平面以下的部分调节起来没有意义。所以优选连通体2的底部宜略低于限压管4的出气端所在平面，以使气体压力保护装置的泄气压力的可调节范围的下限可低至大气压。

具体地，水位调节组件3还包括调节紧固组件，水位调节管31上设置有外螺纹，外螺纹用于调节水位调节管31的上端面高度，调节紧固组件用于将水位调节管31固定。在本实施例中，调节紧固组件包括调节螺母34和固定螺母33，连通体2的底部中心设置有螺纹孔，水位调节管31穿过螺纹孔与调节螺母34配合调节水位调节管31的上端面的高度。调节螺母34的设置更便于水位调节管31的上端面的高度调节。固定螺母33与连通体2的底部抵接，将水位调节管31的位置固定。当然在其他实施例中，也可以不设置调节螺母34，直接手动调节水位调节管31的上端面的高度。

本实施例提供的气体压力保护装置，将水位调节管31设置为螺纹管，螺纹管旋转一圈调节的高度固定，通过螺纹管的旋转圈数可精确控制限压管4的入水深度，从而提高了压力上限的控制精度。

优选地，水位调节组件3还包括密封件，密封件设置于连通体2与水位调节管31之间，用以密封水位调节管31和连通体2。在本实施例中，密封件为密封垫32，密封垫32由硅胶制成，密封垫32设置于连通体2和固定螺母33之间，调节螺母34设置于固定螺母33下方。固定螺母33可同时将密封垫32和水位调节管31与连通体2固定。密封垫32的设置是为了防止连通体2内的水从连通体2底部的螺纹孔与水位调节管31之间的间隙流出。当然在其他实施例中，密封垫32也可以由橡胶或者其他材质制成。

可选地，气体压力保护装置还包括连通孔6，连通孔6用以连通罐体1和连通体2。在本实施例中，罐体1与连通体2连接的侧壁上设置有连通孔6，连通孔6的主要作用是连通罐体1和连通体2，以实现通过调节连通体2内的水位调节管31的上端面高度，调节罐体1内水位5的高度。

可选地，沿罐体1的高度方向间隔设置至少两个连通孔6。优选地，位于最低位置的连通孔6与连通体2的底部设置有间隔距离。采用多个小孔连接分区的结构可有效避免泄压排气时气体搅动水面波动而溢流减少水量。限压管4在泄压排气时水中冒出的气体会搅动罐体1内水面波动，在水面波动时，波动的水流可以从一个连通孔6流入，从另一个连通孔6流出，从而平抑水面波动。在本实施例中，连通孔6设置为两个，且两个连通孔6之间的高度差为7cm。最低位置的连通孔6距连通体2的底部为5～10cm，这样的设置是为了防止连通体2底部积存的泥沙将最低位置的连通孔6堵塞后不能平抑水面波动。

当然在其他实施例中，为了防止连通体2底部积累的泥沙堵塞最低位置的连通孔6后导致平抑失灵，也可以沿高度方向间隔设置两个以上的连通孔6，相邻两个连通孔6之间的距离为5～10cm，但数量不宜太多，连通孔6设置的位置太高，会导致压力上限的调节范围受限。

在本发明另一个可选地实施例中，也可以在同一高度横向设置多个连通孔6，且对称设置。在水面波动时，波动的水流可以从同一高度的多个连通孔6流入，再从另一高度的多个连通孔6流出，从而平抑水面波动。

本实施例提供的气体压力保护装置，沼气中水蒸气凝结造成水量增加时，会通过水位调节管31的上端面实时溢出；罐体1和连通体2通过具有高度差的小直径连通孔6分区连通，可有效避免泄压排气时气体搅动水面波动而溢流减少水量。水位调节管31和具有高度差的连通孔6的设置，有效避免了由于各种扰动引起的储气压力上限变化的问题，保证了压力上限的阈值恒定，提高了设备的安全性。

优选地，连通孔6的直径为6～10mm。在本实施例中，连通孔6的直径为8mm。如果连通孔6的直径小于6mm，水中的杂质有可能会造成连通孔6的堵塞，起不到连通罐体1和连通体2的作用；如果连通孔6的直径大于10mm，则不利于平抑波动。

可选地，罐体1上还设置有观察窗7，观察窗7与连通体2相对设置，观察窗7的底部低于限压管4的出气端。在本实施例中，观察窗7上设置有有机玻璃，有机玻璃通过法兰连接，透过有机玻璃观察罐体1内的情况，便于查勘及检修。观察窗7的下端略低于限压管4的出气端所在的平面，以便于查勘限压管4的出气端的情况。

本发明提供的气体压力保护装置，罐体1内的水位5与限压管4的出气端所在的平面之间的高度差为H，即限压管4的入水深度对应的水压为气体的压力上限。罐体1与连通体2通过两个直径为8mm的连通孔6连通。通过调节水位调节管31的上端面的高度调节罐体1内水位5的高度，从而实现对储气压力上限的调整，且沼气中含有的水蒸气在罐体1内凝结增量时可通过水位调节管31的上端面实时溢出。罐体1和连通体2采用小直径的连通孔6连接分区，可有效避免限压阀泄压排气时气体搅动水面波动而溢流减少水量导致的压力上限阈值不恒定，提高了气体压力保护装置运行的稳定性。将连通体2设置为敞口结构，便于自然雨水对罐内缺水的补充，也利于水位5观察及人工补水操作，具备一定程度的自调校功能，简化人工干预操作。

实施例二

在本发明另一个可选地实施例中，水位调节管31可直接通过密封件与连通体2的底部密封连接。通过在连通体2的底部设置通孔，密封件设置为橡胶塞，橡胶塞与通孔过盈配合，且在橡胶塞的中部设置一个连接孔，水位调节管31可穿过连接孔，且与连接孔过盈配合连接。在调节连通体2内水位调节管31的上端面的高度时，可借助外力对橡胶塞外侧的水位调节管31施加向上或者向下的力，以调节连通体2内水位调节管31的上端面高度。通过橡胶塞，即可调节水位调节管31的上端面高度，又可实现水位调节管31的密封和固定。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中的罐体1和连通体2分开设置，连通体2底部略低于罐体1内限压管4的出气端，罐体1和连通体2相对的侧壁上分别设置有两个连接孔，连接孔的直径为6mm～10mm。然后通过两个连接管分别将相对应的连接孔一一对应连接，以实现罐体1和连通体2的连通以及平抑限压管4在泄压排气时连通体2内水面的波动。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种气体压力保护装置，其特征在于，包括：

罐体(1)，所述罐体(1)内设置有液体，所述罐体(1)上设置有进气口(11)和出气口(12)，所述进气口(11)内连接有限压管(4)，所述限压管(4)的出气端伸入所述罐体(1)内的所述液体中；

水位调节组件(3)，所述水位调节组件(3)包括水位调节管(31)，所述水位调节管(31)的上端面高度可调，所述水位调节管(31)的下端面伸出所述罐体(1)外。

2.根据权利要求1所述的气体压力保护装置，其特征在于，还包括连通体(2)，所述连通体(2)设置于所述罐体(1)的一侧，且与所述罐体(1)内的所述液体连通，所述水位调节管(31)的上端面设置于所述连通体(2)内。

3.根据权利要求2所述的气体压力保护装置，其特征在于，所述水位调节组件(3)还包括调节紧固组件，所述水位调节管(31)上设置有外螺纹，所述外螺纹用于调节所述水位调节管(31)的上端面的高度，所述调节紧固组件用于将所述水位调节管(31)固定。

4.根据权利要求2或3所述的气体压力保护装置，其特征在于，所述水位调节组件(3)还包括密封件，所述密封件设置于所述连通体(2)与所述水位调节管(31)之间，用以密封所述水位调节管(31)和所述连通体(2)。

5.根据权利要求2所述的气体压力保护装置，其特征在于，所述气体压力保护装置还包括连通孔(6)，所述连通孔(6)用以连通所述罐体(1)和所述连通体(2)。

6.根据权利要求5所述的气体压力保护装置，其特征在于，沿所述罐体(1)的高度方向间隔设置至少两个所述连通孔(6)。

7.根据权利要求6所述的气体压力保护装置，其特征在于，位于最低位置的所述连通孔(6)与所述连通体(2)的底部设置有间隔距离。

8.根据权利要求6所述的气体压力保护装置，其特征在于，所述连通孔(6)的直径为6～10mm。

9.根据权利要求2所述的气体压力保护装置，其特征在于，所述连通体(2)为敞口结构。

10.根据权利要求2所述的气体压力保护装置，其特征在于，所述罐体(1)上还设置有观察窗(7)，所述观察窗(7)与所述连通体(2)相对设置，所述观察窗(7)的底部低于所述限压管(4)的出气端。

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