CN114562587B - 储氢盐穴防爆阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及储氢技术领域，尤其涉及一种储氢盐穴防爆阀，应用在储氢盐穴中，包括：阀座、上阀门关闭板、下阀门关闭板、防爆驱动件、导轨棒、易熔合金，上阀门关闭板上设置有第一导向孔，下阀门关闭板上设置有第二导向孔，第一导向孔的内壁与导轨棒的外壁之间具有第一间隙，第二导向孔的内壁与导轨棒的外壁之间具有第二间隙；易熔合金填充在第一间隙和第二间隙内。本发明的储氢盐穴防爆阀，在盐穴的进口温度较高时，易熔合金熔化，上阀门关闭板和下阀门关闭板在防爆驱动件的作用下靠近阀座运动将阀座关闭，从而起到防爆的作用。

Description

储氢盐穴防爆阀
技术领域
本发明涉及防爆阀技术领域，尤其涉及一种储氢盐穴防爆阀。
背景技术
目前，氢气的应用极为广泛，氢气也作为一种燃料被广泛使用，正是因为氢气可以作为燃料，所以也不得不面对随之而来的问题，其中氢气的储存问题难度较大，需要高压、高密封，一旦泄漏很容易引发爆炸，给人身和财产带来威胁。
通过盐穴对氢气进行储存，可以对开采后的盐穴进行有效利用，有效的节约了大量的空间，但是在盐穴储氢的过程中，氢气注采时的防爆装置是及其重要的，防爆性能不好会影响工作人员的安全，还可能会导致盐穴坍塌。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决在盐穴储氢过程中可能会存在氢气引起爆炸的技术问题，本发明提供一种储氢盐穴防爆阀，在盐穴的进口温度较高时，易熔合金熔化，上阀门关闭板和下阀门关闭板在防爆驱动件的作用下靠近阀座运动将阀座关闭，从而起到防爆的作用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种储氢盐穴防爆阀，应用在盐穴中，包括：
阀座，所述阀座固定设置在盐穴的井口处，所述阀座与井口的内壁固定连接，所述阀座的上下两端均为开口；
上阀门关闭板，所述上阀门关闭板盖设在阀座的上方，所述上阀门关闭板的直径大于所述阀座的内径；
下阀门关闭板，所述下阀门关闭板盖设在阀座的下方，所述下阀门关闭板的直径大于所述阀座的内径；
防爆驱动件，所述防爆驱动件设置在所述上阀门关闭板和所述下阀门关闭板之间，所述防爆驱动件与所述上阀门关闭板固定连接，所述防爆驱动件与所述下阀门关闭板固定连接；
导轨棒，所述导轨棒与所述阀座固定连接，所述导轨棒贯穿所述上阀门关闭板和所述下阀门关闭板，所述导轨棒与所述上阀门关闭板和所述下阀门关闭板滑动配合，所述上阀门关闭板上设置有第一导向孔，所述下阀门关闭板上设置有第二导向孔，所述第一导向孔和所述第二导向孔的直径均大于所述导轨棒的外径，所述第一导向孔的内壁与所述导轨棒的外壁之间具有第一间隙，所述第二导向孔的内壁与所述导轨棒的外壁之间具有第二间隙；
易熔合金，所述易熔合金填充在所述第一间隙和第二间隙内，所述第一间隙内的所述易熔合金处于固态时用于固定所述导轨棒和所述上阀门关闭板，使得所述上阀门关闭板保持与所述阀座不接触，所述第二间隙内的所述易熔合金处于固态时用于固定所述导轨棒和所述下阀门关闭板，使得所述下阀门关闭板保持与所述阀座不接触，在这一阶段中弹性件处于被伸长的状态；所述第一间隙和所述第二间隙内的易熔合金受热融化后，所述弹性件带动上阀门关闭板和下阀门关闭板与阀座接触将阀座两端的开口关闭。
进一步，所述导轨棒内部设置有加热丝，所述盐穴的外部设置有电源，所述电源与加热丝电连接。
进一步，所述防爆驱动件为弹簧，所述弹簧沿阀座的轴线方向设置，所述弹簧的一端与所述上阀门关闭板固定连接，所述弹簧的另一端与所述下阀门关闭板固定连接。
进一步，所述防爆驱动件包括第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体与上阀门关闭板固定连接，所述第二永磁体与下阀门关闭板固定连接，所述第一永磁体和第二永磁体相互吸引。
进一步，所述上阀门关闭板上方设置有氮气管道，所述氮气管道的一端与井口相连通，所述氮气管道的另一端与盐穴外部相连通，以通过氮气管道向井口注入氮气。
进一步，所述氮气管道上设置有电磁阀，所述盐穴外部设置有控制器，所述控制器与所述电磁阀电连接。
进一步，所述控制器与所述加热丝电连接以控制加热丝的加热温度。
进一步，所述盐穴的进口内设置有温度传感器，所述温度传感器与控制器电连接。
进一步，所述阀座的下端设置有下端倒角，所述下阀门关闭板上端设置有与所述下端倒角相配合的第一倒角，所述阀座的上端设置有上端倒角，所述上阀门关闭板下端设置有与所述上端倒角相配合的第二倒角。
进一步，所述易熔合金的熔点在50℃-90℃。
本发明的有益效果是，盐穴储存氢气的过程中，在注气或者采气时，上阀门关闭板和下阀门关闭板处于打开状态，此时易熔合金处于固态，易熔合金将导轨棒与上阀门关闭板和下阀门关闭板固定，氢气可以从阀座处注入或者采出，在阀座处的温度升高到易熔合金的熔点时，易熔合金熔化，上阀门关闭板与导轨棒脱离连接，同时下阀门关闭板与导轨棒脱离连接，在弹簧的弹力作用下，上阀门关闭板向下运动，下阀门关闭板向上运动，从而通过上阀门关闭板和下阀门关闭板将阀座两端关闭，从而达到阻隔防爆的作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例1的储氢盐穴防爆阀的结构示意图。
图2是图1中A处的放大图。
图3是本发明实施例1中阀座关闭状态的示意图。
图4是本发明实施例2的储氢盐穴防爆阀的结构示意图。
图中：1、阀座；2、上阀门关闭板；3、下阀门关闭板；4、防爆驱动件；5、导轨棒；6、第一导向孔；7、第二导向孔；8、第一间隙；9、第二间隙；10、易熔合金；11、加热丝；12、第一永磁体；13、第二永磁体；14、氮气管道；15、电磁阀；16、温度传感器；17、下端倒角；18、第一倒角；19、上端倒角；20、第二倒角。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1至图3所示，一种储氢盐穴防爆阀，应用在盐穴中，包括：阀座1、上阀门关闭板2、下阀门关闭板3、防爆驱动件4、导轨棒5、易熔合金10，阀座1固定设置在盐穴的井口处，阀座1与井口的内壁固定连接，阀座1的上下两端均为开口；上阀门关闭板2盖设在阀座1的上方，上阀门关闭板2的直径大于阀座1的内径；下阀门关闭板3盖设在阀座1的下方，下阀门关闭板3的直径大于阀座1的内径。
防爆驱动件4设置在上阀门关闭板2和下阀门关闭板3之间，防爆驱动件4与上阀门关闭板2固定连接，防爆驱动件4与下阀门关闭板3固定连接；导轨棒5与阀座1固定连接，导轨棒5由导热材料制成，导轨棒5贯穿上阀门关闭板2和下阀门关闭板3，导轨棒5与上阀门关闭板2和下阀门关闭板3滑动配合，上阀门关闭板2上设置有第一导向孔6，下阀门关闭板3上设置有第二导向孔7，第一导向孔6和第二导向孔7的直径均大于导轨棒5的外径，第一导向孔6的内壁与导轨棒5的外壁之间具有第一间隙8，第二导向孔7的内壁与导轨棒5的外壁之间具有第二间隙9。
易熔合金10填充在第一间隙8和第二间隙9内，易熔合金1010的熔点在50℃-90℃。第一间隙8内的易熔合金10处于固态时用于固定导轨棒5和上阀门关闭板2，使得上阀门关闭板2保持与阀座1不接触，第二间隙9内的易熔合金10处于固态时用于固定导轨棒5和下阀门关闭板3，使得下阀门关闭板3保持与阀座1不接触，在这一阶段中弹性件处于被伸长的状态；第一间隙8和第二间隙9内的易熔合金10受热融化后，弹性件带动上阀门关闭板2和下阀门关闭板3与阀座1接触将阀座1两端的开口关闭。
为了加快易熔合金10的融化速度，导轨棒5内部设置有加热丝11，盐穴的外部设置有电源，电源与加热丝11电连接，控制器与加热丝11电连接以控制加热丝11的加热温度，盐穴的进口内设置有温度传感器16，温度传感器16与控制器电连接。当温度传感器16检测到盐穴井口的温度高于80度时，温度传感器16将检测到的数据传递给控制，控制器控制加热丝11开始加热，从而通过导轨棒5给易熔合金10进行加热，从而加快易熔合金10的融化速度，进而加快上阀门关闭板2和下阀门关闭板3将阀座1两端关闭的速度，从而提高防爆性能。
防爆驱动件4为弹簧，弹簧沿阀座1的轴线方向设置，弹簧的一端与上阀门关闭板2固定连接，弹簧的另一端与下阀门关闭板3固定连接。在井口环境的温度到达易熔合金10的熔点后，易熔合金10开始融化，当易熔合金10融化后，上阀门关闭板2和下阀门关闭板3在弹簧的作用下相互靠近运动，从而将阀座1的上端和下端关闭，进而起到阻隔防爆的作用。
上阀门关闭板2上方设置有氮气管道14，氮气管道14的一端与井口相连通，氮气管道14的另一端与盐穴外部相连通，以通过氮气管道14向井口注入氮气。氮气管道14上设置有电磁阀15，盐穴外部设置有控制器，控制器与电磁阀15电连接。当温度传感器16检测到盐穴井口的温度高于80度时，控制器控制电磁阀15打开，通过氮气管道14向井口注入氮气，从而减少空气进入到盐穴中，加强阻隔防爆作用。
阀座1的下端设置有下端倒角17，下阀门关闭板3上端设置有与下端倒角17相配合的第一倒角18。阀座1的上端设置有上端倒角19，上阀门关闭板2下端设置有与上端倒角19相配合的第二倒角20。在上阀门关闭板2向下运动与阀座1接触时，第二倒角20和上端倒角19相配合对上阀门关闭板2的运动进行导向，在上下阀门关闭板3向上运动与阀座1接触时，第一倒角18和下端倒角17相配合对下阀门关闭板3的运动进行导向。
工作原理：盐穴储存氢气的过程中，在注气或者采气时，上阀门关闭板2和下阀门关闭板3处于打开状态，此时易熔合金处于固态，易熔合金将导轨棒5与上阀门关闭板2和下阀门关闭板3固定，氢气可以从阀座1处注入或者采出，在阀座1处的温度升高到易熔合金的熔点时，易熔合金熔化，上阀门关闭板2与导轨棒5脱离连接，同时下阀门关闭板3与导轨棒5脱离连接，在弹簧的弹力作用下，上阀门关闭板2向下运动，下阀门关闭板3向上运动，从而通过上阀门关闭板2和下阀门关闭板3将阀座1两端关闭，从而达到阻隔防爆的作用。
实施例2
参照图4，与实施例1的主要不同之处在于，防爆驱动件4包括第一永磁体12和第二永磁体13，第一永磁体12与上阀门关闭板2固定连接，第二永磁体13与下阀门关闭板3固定连接，第一永磁体12和第二永磁体13相互吸引，通过第一永磁体12和第二永磁体13的相互吸引力使得上阀门关闭板2和下阀门关闭板3将阀座1关闭，相较于弹簧而言，可以避免上阀门关闭板2和下阀门关闭板3受到冲击引起的振动，使得阀座1关闭状态更加稳定。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种储氢盐穴防爆阀，应用在储氢盐穴中，其特征在于：包括：
阀座(1)，所述阀座(1)固定设置在盐穴的井口处，所述阀座(1)与井口的内壁固定连接，所述阀座(1)的上下两端均为开口；
上阀门关闭板(2)，所述上阀门关闭板(2)盖设在阀座(1)的上方，所述上阀门关闭板(2)的直径大于所述阀座(1)的内径；
下阀门关闭板(3)，所述下阀门关闭板(3)盖设在阀座(1)的下方，所述下阀门关闭板(3)的直径大于所述阀座(1)的内径；
防爆驱动件(4)，所述防爆驱动件(4)设置在所述上阀门关闭板(2)和所述下阀门关闭板(3)之间，所述防爆驱动件(4)与所述上阀门关闭板(2)固定连接，所述防爆驱动件(4)与所述下阀门关闭板(3)固定连接；所述防爆驱动件(4)为弹簧，所述弹簧沿阀座(1)的轴线方向设置，所述弹簧的一端与所述上阀门关闭板(2)固定连接，所述弹簧的另一端与所述下阀门关闭板(3)固定连接；
导轨棒(5)，所述导轨棒(5)与所述阀座(1)固定连接，所述导轨棒(5)贯穿所述上阀门关闭板(2)和所述下阀门关闭板(3)，所述导轨棒(5)与所述上阀门关闭板(2)和所述下阀门关闭板(3)滑动配合，所述上阀门关闭板(2)上设置有第一导向孔(6)，所述下阀门关闭板(3)上设置有第二导向孔(7)，所述第一导向孔(6)和所述第二导向孔(7)的直径均大于所述导轨棒(5)的外径，所述第一导向孔(6)的内壁与所述导轨棒(5)的外壁之间具有第一间隙(8)，所述第二导向孔(7)的内壁与所述导轨棒(5)的外壁之间具有第二间隙(9)；
易熔合金(10)，所述易熔合金(10)填充在所述第一间隙(8)和第二间隙(9)内，所述第一间隙(8)内的所述易熔合金(10)处于固态时用于固定所述导轨棒(5)和所述上阀门关闭板(2)，使得所述上阀门关闭板(2)保持与所述阀座(1)不接触，所述第二间隙(9)内的所述易熔合金(10)处于固态时用于固定所述导轨棒(5)和所述下阀门关闭板(3)，使得所述下阀门关闭板(3)保持与所述阀座(1)不接触，在这一阶段中弹簧处于被伸长的状态；所述第一间隙(8)和所述第二间隙(9)内的易熔合金(10)受热融化后，所述弹簧带动上阀门关闭板(2)和下阀门关闭板(3)与阀座(1)接触将阀座(1)两端的开口关闭。
2.如权利要求1所述的储氢盐穴防爆阀，其特征在于：所述导轨棒(5)内部设置有加热丝(11)，所述盐穴的外部设置有电源，所述电源与加热丝(11)电连接。
3.如权利要求2所述的储氢盐穴防爆阀，其特征在于：所述上阀门关闭板(2)上方设置有氮气管道(14)，所述氮气管道(14)的一端与井口相连通，所述氮气管道(14)的另一端与盐穴外部相连通，以通过氮气管道(14)向井口注入氮气。
4.如权利要求3所述的储氢盐穴防爆阀，其特征在于：所述氮气管道(14)上设置有电磁阀(15)，所述盐穴外部设置有控制器，所述控制器与所述电磁阀(15)电连接。
5.如权利要求4所述的储氢盐穴防爆阀，其特征在于：所述控制器与所述加热丝(11)电连接以控制加热丝(11)的加热温度。
6.如权利要求5所述的储氢盐穴防爆阀，其特征在于：所述盐穴的进口内设置有温度传感器(16)，所述温度传感器(16)与控制器电连接。
7.如权利要求1所述的储氢盐穴防爆阀，其特征在于：所述阀座(1)的下端设置有下端倒角(17)，所述下阀门关闭板(3)上端设置有与所述下端倒角(17)相配合的第一倒角(18)，所述阀座(1)的上端设置有上端倒角(19)，所述上阀门关闭板(2)下端设置有与所述上端倒角(19)相配合的第二倒角(20)。
8.如权利要求1所述的储氢盐穴防爆阀，其特征在于：所述易熔合金(10)的熔点在50℃-90℃。
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