CN116906838A - 一种二氧化碳输送管道泄露预警定位装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及二氧化碳管道泄漏预警技术领域，具体公开了一种二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，包括密封外壳、封闭环套、预警监测机构和泄露触发机构，密封外壳包括上下密封扣合的上壳体和下壳体；封闭环套包括上下对应扣合的半圆形结构的上环套和下环套，上环套固定设置在上壳体内壁上，下环套固定连接在下壳体内壁上；上环套和下环套内部形成预警腔体；预警监测机构固定设置在下环套的预警腔体内；泄露触发机构设置在上环套内；上环套、下环套两侧分别对称设置有半环形的密封管套，上环套与下环套密封扣合时密封管套相应的密封扣合在输送管道的管体外周。本发明提高对二氧化碳泄漏的检测速度与检测精度，提高工作人员检修效。
Description
技术领域
本发明涉及二氧化碳管道泄漏预警技术领域，尤其涉及一种二氧化碳输送管道泄露预警定位装置及方法。
背景技术
二氧化碳为大气中常见的气体，二氧化碳常温常压下为气体，在高压下可转化为液态，二氧化碳在管道中输送一般采用气态输送、超临界输送和液态输送，目前常用的输送方式为超临界状态输送，但在输送过程中输送管道连接处有可能在长时间使用后泄露，进而需要用到管道泄露预警定位装置进行预警，然后工作人员及时对其泄露事故进行处理。
目前的泄露预警定位装置直接裸露在管道周围，无法对泄露管道接口进行密封。中国专利CN113685739A公开了“一种用于室外天然气管道防泄漏预警装置”，该装置包括组合形成外球体的第一外球体和第二外球体，外球体的内部设置有形成内球体的第一内球体和第二内球体，外球体内形成有预警腔体，内球体内形成有第一防护腔室，且预警腔体内还设置有预警触发机构以及预警传输机构，该装置设计成球体结构，可降低其受到的外界破坏力，而且外球体和内球体的配合，实现双重密封防护，且在燃气泄漏较为严重时，通过预警腔体的气压差来启动预警触发机构，进而开启预警传输机构，方便及时发送预警信息给后台管理人员，便于及时采取维修措施，避免了燃气泄漏较为严重，造成经济损失以及危害到人群的问题。该专利通过外球体和内球体的配合实现双重密封防护，有效地解决了目前泄露预警定位装置无法对管道密封的问题，该技术方案通过第一防护腔室内的气体溢出到预警腔体内，然后通过其压力进行控制预警触发机构，其无法及时的对泄露情况进行预警，不利于工作人员对泄漏情况进行预判及时进行处理。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种二氧化碳输送管道泄露预警定位装置及方法，，提高对二氧化碳输送管道泄漏检测能力，以便于工作人员预判二氧化碳泄漏情况并及时安排工作人员进行检修。
技术方案：本发明所述的一种二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，所述预警定位装置包括：
密封套装在输送管道连接处的连接法兰外的密封外壳，所述密封外壳包括上下密封扣合的上壳体和下壳体；
封闭环套，所述封闭环套包括上下对应扣合在连接法兰外周的半圆形结构的上环套和下环套，所述上环套固定设置在所述上壳体内壁上，所述下环套固定连接在所述下壳体内壁上；所述上环套和下环套均由两侧环板以及环板内周、外周一体连接的内圈壁和外圈壁组成封闭结构，且上环套和下环套内部形成预警腔体；
预警监测机构，所述预警监测机构固定设置在下环套的预警腔体内，且检测连接法兰处泄露的二氧化碳气体；
泄露触发机构，所述泄露触发机构设置在上环套内，且检测二氧化碳泄露速度；
其中，所述上环套、下环套两侧分别对称设置有半环形的密封管套，且上环套与下环套密封扣合时密封管套相应的密封扣合在输送管道的管体外周。
优选地，所述密封管套包括外套管以及套装在外套管内的内套管；
所述外套管内侧一端与环板固定连接，其内径与环板内径一致，且外套管外侧一端向内凸起设置有卡圈；
所述内套管外径与卡圈的内径一致，其滑动连接在卡圈内，且内套管内侧一端设置有向外凸起的压圈，所述压圈外径不小于连接法兰外径；
所述压圈与卡圈之间圆周向等间距压紧设置有多根压缩弹簧；
所述卡圈内侧圆周向等间距分布有第一导向片，所述压圈外侧圆周向等间距分布有第二导向片，所述第二导向片搭接在第一导向片上侧，且第一导向片和第二导向片与压缩弹簧间隔分布。
优选地，所述输送管道位于内套管外侧的管体上套装有密封套，所述密封套包括橡胶内衬以及橡胶内衬外套装的呈半环结构的锥形环管、平滑环管，所述锥形环管位于平滑环管外端且两者一体成型；所述锥形环管外径由平滑环管处向外逐步增大；
两组上下对应设置的锥形环管、平滑环管可扣合形成密封管，且连接缝隙之间设置有橡胶带。
优选地，所述上环套两侧位于外套管与内套管之间沿着管体圆周向等间距设置有多个储水柱；
所述内套管内端的压圈外侧圆周向分别与储水柱对应设置有破膜针；
所述下环套两侧位于外套管与内套管之间沿着管体圆周向等间距设置有多个网柱，所述网柱内填装有氧化钙颗粒。
优选地，所述下环套两侧的密封管套的至少一个压缩弹簧内套装有限位滑杆，所述限位滑杆内端与压圈固定连接，且限位滑杆外端贯穿卡圈上开设有的滑孔；
所述限位滑杆沿着其轴向外圆周开设有多个喷射导槽，所述喷射导槽处于卡圈内侧，挤压所述压缩弹簧使得所述限位滑杆沿着滑孔向外探出并使得喷射导槽伸出卡圈外侧。
优选地，其一所述外套管的扣合面处开设有多个连接槽，另一适配的外套管的扣合面处设置有多个连接柱，且连接柱顶端设置有限位球，所述连接柱及限位球可相应的插入连接槽内；两组所述外套管的扣合面处设置有密封条；两组所述内套管的扣合面处设置有与外套管相同的连接结构。
优选地，所述预警监测机构包括下环套内且与内圈壁低点相切的隔热板，所述隔热板下侧预警腔体内设置有控制器以及与控制器电连接的无线定位模块；所述隔热板上嵌设有伸出内圈壁外且与控制器电连接的气体浓度检测传感器；所述上壳体顶端设置有与控制器电连接的警报灯。
优选地，所述泄露触发机构包括沿着上环套的内圈壁圆周向设置的水囊，且水囊与上环套的外圈壁不接触；所述上环套的外圈壁内侧设置有至少一根与水囊对应的刺破针；所述上环套的内圈壁沿着其圆周开设有多个通气孔；所述隔热板上嵌设有伸出内圈壁外且与控制器电连接的水浸传感器。
优选地，所述上壳体与下壳体连接处外缘分别设置有锁紧板，所述上壳体与下壳体通过锁紧板和多组螺栓组件固定连接。
本发明还公开了一种二氧化碳输送管道泄漏预警方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1：当二氧化碳自输送管道的连接法兰处泄露后，预警监测机构中的气体浓度检测传感器首先检测到二氧化碳浓度飙升并将检测信号传输给控制器，控制器接受检测信号并向控制中心第一次发出报警信息，并通过无线定位模块将泄漏位置信息传输至控制中心；
步骤S2：随着输送管道的连接法兰处二氧化碳泄漏量持续增加，二氧化碳气体自上环套的内圈壁上通气孔泄出并挤压泄漏触发机构的水囊向外膨胀，水囊与刺破针接触破裂，水流通过通气孔进入连接法兰处；水浸传感器检测到水情，将检测信号传递至控制器，控制器控制警报灯发出报警信号，并将报警信息第二次发送至控制中心；控制中心计算第一次报警信息与第二次报警信息时间差，并预判二氧化碳输送管道泄漏速度，以便于安排工作人员及时处理；
步骤S3：随着连接法兰泄漏量增大，挤压内套管沿着管体向外滑动，当内套管挤压密封套的锥形环管前部实现内套管与输送管道的管体密封连接，防止二氧化碳至管体与外套管连接处泄漏；
步骤S4：在内套管向外滑动过程中，破膜针刺破储水柱，储水柱破裂水流与网柱内氧化钙混合形成氢氧化钙溶液，在水与氧化钙反应生成氢氧化钙溶液过程中释放热量，该热量满足二氧化碳气化吸热，减少二氧化碳气化结冰堵塞输送管道；
步骤S5：在内套管向外滑动过程中，限位滑杆沿着滑孔向外伸出，并使得喷射导槽部分伸出卡圈外侧，氢氧化钙溶液通过喷射导槽喷射进入密封外壳内腔；
步骤S6：随着内套管移动至密封套的锥形环管处，继续向外移动过程将挤压扣合的两组内套管的扣合面撑开密封条的密封度逐渐降低，使得外套管与内套管之间的二氧化碳溢出，并与氢氧化钙溶液发生化学反应，完成二氧化碳吸收并存储。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的预警定位装置，当输送管道的连接法兰发生二氧化碳泄漏，气体浓度检测传感器可预设检测阀值，当二氧化碳含量达到预设阀值即可通过控制器向控制中心发出报警信号，及时对输送管道二氧化碳泄漏进行预警，从而有效地防止预警不及时造成严重的事故；
2、该发明中泄露触发机构，在二氧化碳气体自上环套的内圈壁上通气孔泄出并挤压泄漏触发机构的水囊向外膨胀，当水囊被挤压与刺破针接触破裂后，水流通过通气孔进入连接法兰处，水浸传感器检测到水情，将检测信号传递至控制器，控制器控制警报灯发出报警信号，并将报警信息第二次发送至控制中心，控制中心通过计算第一次报警信息与第二次报警信息时间差，即可预判二氧化碳输送管道泄漏速度，控制中心可依据二氧化碳泄露速度安排对紧急输送管道泄露处进行检修，以提高工作人员检修效率；
3、在内套管外端配合设置有密封套，随着连接法兰泄漏量增大，挤压内套管沿着管体向外滑动，当内套管挤压密封套的锥形环管前部实现内套管与输送管道的管体密封连接，防止二氧化碳至管体与外套管连接处泄漏；该结构可防止密封套内橡胶内衬长时间处于过度挤压状态影响其密封性能；密封管套可使得连接法兰周围空腔体积处于相对稳定状态，从而有效地提高气体浓度检测传感器的检测速度与检测精度；
4、在密封管套内配合设置有储水柱和网柱，当储水柱爆裂后，水与氧化钙颗粒进行反应生成氢氧化钙溶液，在水与氧化钙反应生成氢氧化钙溶液过程中释放热量，满足二氧化碳气化吸热，减少二氧化碳气化结冰堵塞输送管道；氢氧化钙溶液可高效的实现对二氧化碳的吸收固定。
附图说明
图1为本发明的预警定位装置立体结构示意图；
图2为图1中预警定位装置沿着输送管道轴向结构剖视图；
图3为图1中预警定位装置沿着封闭换套中央径向结构剖视图；
图4为图1中预警定位装置内部结构立体示意图；
图5为图4中密封管套与密封套结构示意图；
图6为图2中A处放大结构示意图；
图7为图5中B处放大结构示意图；
图8为图5密封管套沿着其径向结构剖视图；
图9为图5中C处放大结构示意图；
图10为图5中D处放大结构示意图。
附图标记：
1、输送管道；101、管体；102、连接法兰；
2、密封外壳；201、上壳体；202、下壳体；203、锁紧板；204、螺栓组件；205、管道卡口；
3、封闭环套；301、上环套；302、下环套；303、环板；304、内圈壁；3041、通气孔；305、外圈壁；306、预警腔体；
4、预警监测机构；401、隔热板；402、控制器；403、无线定位模块；404、气体浓度检测传感器；405、水浸传感器；406、警报灯；407、电池组；
5、泄露触发机构；501、水囊；502、刺破针；
6、密封管套；601、外套管；602、内套管；603、卡圈；604、压圈；605、压缩弹簧；606、储水柱；607、破膜针；608、网柱；609、限位滑杆；610、滑孔；611、喷射导槽；612、第一导向片；613、第二导向片；614、连接槽；615、连接柱；616、限位球；617、密封条；
7、密封套；701、橡胶内衬；702、锥形环管；703、平滑环管；704、橡胶带。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-10，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1-3所示，本发明的一种二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，预警定位装置包括密封套装在输送管道1连接处的连接法兰102外的密封外壳2，密封外壳2包括上下密封扣合的上壳体201和下壳体202，在上壳体201与下壳体202连接处外缘分别设置有锁紧板203，上壳体201与下壳体202通过锁紧板203和多组螺栓组件204固定连接。其中，密封外壳2可选用圆球形结构或椭圆橄榄球形结构，相应的，上壳体201和下壳体202则采用半球型结构或半椭圆形结构；此外，在上壳体201和下壳体202两端设置有与输送管道的管体101外径适配的管道卡口205，当上壳体201与下壳体202扣合时，输送管道的管体101相应的卡入管道卡口205内，然后通过螺栓组件204中的螺栓和螺母配合，即可实现上壳体201与下壳体202的密封连接。
在密封外壳2的内部沿着其中央径向设置有封闭环套3，封闭环套3包括上下对应扣合在连接法兰102外周的半圆形结构的上环套301和下环套302，上环套301固定设置在上壳体201内壁上，下环套302固定连接在下壳体202内壁上。上环套301和下环套302均由两侧环板303以及环板内周、外周一体连接的内圈壁304和外圈壁305组成封闭结构，且上环套301和下环套302内部形成预警腔体306。上环套301与下环套302的内径、外径是一致的，其宽度也是一致的，且其宽度可以略大于输送管道1连接处的两片连接法兰102的宽度，以便于封闭环套3的安装。
在下环套302的预警腔体306内设置有预警监测机构4，该预警监测机构4包括与下环套302的内圈壁304低点相切的隔热板401，隔热板401下侧预警腔体306内设置有控制器402以及与控制器电连接的无线定位模块403；隔热板401上嵌设有伸出内圈壁304外且与控制器电连接的气体浓度检测传感器404，上壳体201顶端设置有与控制器402电连接的警报灯406；此外，在隔热板401下侧的预警腔体306内还设置有为电器件供电的电池组407。控制器402包括控制芯片和无线传输模块，无线传输模块与外界无线接收模块无线连接，无线接收模块将预警信号传输到控制中心；控制器402、气体浓度检测传感器404、电池组407、警报灯406均可采用现有技术通过集成实现该发明专利所需的检测能力。该预警监测机构4在输送管道1的连接法兰102处二氧化碳泄露后，气体浓度检测传感器404首先检测到二氧化碳浓度飙升并将检测信号传输给控制器402，控制器402接受检测信号并向控制中心发出一次报警信息，并通过无线定位模块403将泄漏位置信息传输至控制中心；该气体浓度检测传感器404可预设检测阀值，当二氧化碳含量达到预设阀值即可通过控制器402向控制中心发出报警信号，及时对输送管道二氧化碳泄漏进行预警。
在上环套301的预警腔体306内设置有泄露触发机构5，泄露触发机构5包括沿着上环套的内圈壁304圆周向设置的水囊501，且水囊501与上环套的外圈壁305不接触，在上环套的外圈壁305内侧设置有至少一根与水囊501对应的刺破针502；上环套的内圈壁304沿着其圆周开设有多个通气孔3041；在隔热板401上嵌设有伸出下环套的内圈壁304外且与控制器402电连接的水浸传感器405。随着输送管道的连接法兰102处二氧化碳泄漏量持续增加，二氧化碳气体自上环套301的内圈壁上通气孔3041泄出并挤压泄漏触发机构的水囊501向外膨胀，当水囊501被挤压与刺破针502接触破裂后，水流通过通气孔3041进入连接法兰102处，水浸传感器405检测到水情，将检测信号传递至控制器402，控制器402控制警报灯406发出报警信号，并将报警信息第二次发送至控制中心，控制中心通过计算第一次报警信息与第二次报警信息时间差，即可预判二氧化碳输送管道泄漏速度；当控制中心接受第一次报警信号与第二次报警信号时间间隔短，则说明二氧化碳泄漏速度快，需要控制中心及时安排人员进行处理；当控制中心接受第一次报警信号与第二次报警信号时间间隔较长，则说明二氧化碳泄露速度较慢，控制中心可依据二氧化碳泄露速度安排对紧急输送管道泄露处进行检修，而对缓慢泄露处可适当推迟检修时间，以提高工作人员检修效率。此外，水囊501破裂后水喷洒在连接法兰102上，二氧化碳泄漏使得连接法兰102周围压强升高，提高水对二氧化碳的吸收效率和溶解量，防止二氧化碳泄露造成严重事故。
在上环套301、下环套302两侧分别对称设置有半环形的密封管套6，当上环套301与下环套302密封扣合时，密封管套6相应的密封扣合在输送管道的管体101外周，从而避免输送管道的连接法兰102处泄漏二氧化碳气体直接进入到密封外壳2的内腔，从而提高预警监测机构4和泄露触发机构5对二氧化碳泄露预警检测准确度。
实施例2：
基于实施例1，如图4-5和图7-8所示，在上环套301和下环套302两侧设置的密封管套6包括外套管601以及套装在外套管内的内套管602，外套管601内侧一端与环板303固定连接，其内径与环板303内径一致，在外套管601外侧一端向内凸起设置有卡圈603；内套管602外径与卡圈603的内径一致，其滑动连接在卡圈603内，且在内套管602内侧一端设置有向外凸起的压圈604，压圈604外径不小于连接法兰102外径，压圈604的内圈壁可设置成平滑斜面结构，以便于内套管602的安装。
在内套管的压圈604与外套管的卡圈603之间圆周向等间距压紧设置有多根压缩弹簧605，卡圈603内侧圆周向等间距分布有第一导向片612，压圈604外侧圆周向等间距分布有第二导向片613，第二导向片613搭接在第一导向片612上侧，第一导向片612和第二导向片613与压缩弹簧605间隔分布。在连接法兰102未发生泄露时，在压缩弹簧605的支撑下，位于连接法兰两侧的内套管的压圈604挤压在连接法兰两侧，对连接法兰形成稳定支撑；当连接法兰102发生泄露后，在气压或连接法兰变形作用下，内套管可通过压圈604挤压压缩弹簧从而沿着管体向外滑动，该种设置的密封管套6可满足二氧化碳泄露时进行缓解压力，避免连接法兰102处压力激增。
如图10所示，在上下扣合的两组外套管601或内套管602的扣合面设置有连接结构；具体的，其一外套管601的扣合面处开设有多个连接槽614，连接槽614可采用柱状孔，另一配合的外套管601的扣合面处设置有多个连接柱615，在连接柱615顶端设置有限位球616，连接柱615及限位球616可相应的插入连接槽614内，在外套管601或内套管602的扣合面处设置有密封条617。该种设置在密封管套6扣合过程中，可实现外套管601、内套管602的密封连接，且可防止二氧化碳泄露时撑开外套管601、内套管602，提高密封管套6的结构稳定性。
在输送管道1位于内套管602外侧的管体101上套装有密封套7，密封套7包括橡胶内衬701以及橡胶内衬外套装的呈半环结构的锥形环管702、平滑环管703，锥形环管702位于平滑环管703外端且两者一体成型；锥形环管702外径由平滑环管703处向外逐步增大；两组上下对应设置的锥形环管702、平滑环管703可扣合形成密封管，且连接缝隙之间设置有橡胶带704。随着连接法兰102泄漏量增大，挤压内套管602沿着管体向外滑动，当内套管602挤压密封套7的锥形环管702前部实现内套管602与输送管道的管体101密封连接，防止二氧化碳至管体101与外套管601连接处泄漏；此外，该结构可防止密封套7内橡胶内衬701长时间处于过度挤压状态影响其密封性能。
该密封管套6可使得连接法兰102周围空腔体积处于相对稳定状态，从而有效地提高气体浓度检测传感器404的检测速度与检测精度。
实施例3：
基于实施例2，如图7-9所示，在上环套301两侧位于外套管601与内套管602之间沿着管体101圆周向等间距设置有多个储水柱606，内套管602内端的压圈604外侧圆周向分别与储水柱606对应设置有破膜针607，当内套管602沿着管体101向外滑动时，压圈604外侧的破膜针607可挤压储水柱606并刺穿，从而使得储水柱606爆裂。在下环套302两侧位于外套管601与内套管602之间沿着管体101圆周向等间距设置有多个网柱608，网柱608内填装有氧化钙颗粒，当储水柱606爆裂后，水与氧化钙颗粒进行反应生成氢氧化钙溶液，在水与氧化钙反应生成氢氧化钙溶液过程中释放热量，而二氧化碳在泄漏过程中吸收大量的热，从而容易结冰堵塞输送管道1，该热量满足二氧化碳气化吸热，减少二氧化碳气化结冰堵塞输送管道1。
在下环套302两侧的密封管套6的至少一个压缩弹簧内套装有限位滑杆609，限位滑杆609内端与压圈604固定连接，且限位滑杆609外端贯穿卡圈603上开设有的滑孔610，限位滑杆609沿着其轴向外圆周开设有多个喷射导槽611，喷射导槽611处于卡圈603内侧，挤压压缩弹簧605使得限位滑杆609沿着滑孔610向外探出并使得喷射导槽611伸出卡圈603外侧。
随着输送管道的连接法兰102处泄露压力增加，内套管602继续沿着管体101向外滑动，内套管与外套管之间气压逐渐升高，限位滑杆609上的喷射导槽611逐渐穿过滑孔610后，氢氧化钙溶液沿着喷射导槽611喷出，并进入到密封外壳2内腔。此时，内套管602移动至密封套7的锥形环管702处，继续向外移动过程将挤压扣合的两组内套管602的扣合面撑开密封条617的密封度逐渐降低，使得外套管601与内套管602之间的二氧化碳溢出，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水；同时，二氧化碳在降压过程中吸收热量，有效地防止碳酸钙分解二氧化碳，有效地对二氧化碳进行吸收，防止上壳体201与下壳体202之间的腔体压力过高，导致二氧化碳向外界泄露。
实施例4：
本发明还公开了一种二氧化碳输送管道泄漏预警方法，该方法包括以下步骤：
(1)当二氧化碳自输送管道1的连接法兰102处泄露后，预警监测机构4中的气体浓度检测传感器404首先检测到二氧化碳浓度飙升并将检测信号传输给控制器402，控制器402接受检测信号并向控制中心发出第一次报警信息，并通过无线定位模块403将泄漏位置信息传输至控制中心。
(2)随着输送管道的连接法兰102处二氧化碳泄漏量持续增加，连接法兰102处气体压力增大，二氧化碳气体自上环套301的内圈壁上通气孔3041泄出并挤压泄漏触发机构的水囊501向外膨胀，水囊501与刺破针502接触破裂，水流通过通气孔3041进入连接法兰102处，与控制器402电连接的水浸传感器405检测到水情，将检测信号传递至控制器402，控制器402控制警报灯406发出报警信号，并向控制中心发出第二次报警信息，控制中心计算第一次报警信息与第二次报警信息时间差，并预判二氧化碳输送管道泄漏速度，以便于安排工作人员及时处理，也即当控制器402第二次向控制中心发出报警信息时，表明二氧化碳泄露已处于较为紧急状态需要及时安排工作人员进行处理。
(3)随着连接法兰102泄漏量增大，挤压内套管602沿着管体向外滑动，当内套管602挤压密封套7的锥形环管702前部实现内套管602与输送管道的管体101密封连接，防止二氧化碳至管体101与外套管601连接处泄漏。
(4)在内套管602向外滑动过程中，破膜针607刺破储水柱606，储水柱606破裂水流与网柱608内氧化钙混合形成氢氧化钙溶液；在水与氧化钙反应生成氢氧化钙溶液过程中释放热量，该热量满足二氧化碳气化吸热，减少二氧化碳气化结冰堵塞输送管道1。
(5)在内套管602继续向外滑动过程中，限位滑杆609沿着滑孔610向外伸出，并使得喷射导槽611部分伸出卡圈603外侧，氢氧化钙溶液通过喷射导槽611喷射进入密封外壳2的内腔中存储。
(6)随着内套管602移动至密封套的锥形环管702处，继续向外移动过程将挤压扣合的两组内套管602的扣合面撑开密封条617的密封度逐渐降低，使得外套管601与内套管602之间的二氧化碳溢出，并与氢氧化钙溶液发生化学反应，完成二氧化碳吸收并存储。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，其特征在于，所述预警定位装置包括：
密封套装在输送管道（1）连接处的连接法兰（102）外的密封外壳（2），所述密封外壳（2）包括上下密封扣合的上壳体（201）和下壳体（202）；
封闭环套（3），所述封闭环套（3）包括上下对应扣合在连接法兰（102）外周的半圆形结构的上环套（301）和下环套（302），所述上环套（301）固定设置在所述上壳体（210）内壁上，所述下环套（302）固定连接在所述下壳体（220）内壁上；所述上环套（301）和下环套（302）均由两侧环板（303）以及环板内周、外周一体连接的内圈壁（304）和外圈壁（305）组成封闭结构，且上环套（301）和下环套（302）内部形成预警腔体（306）；
预警监测机构（4），所述预警监测机构（4）固定设置在下环套的预警腔体（306）内，且检测连接法兰（102）处泄露的二氧化碳气体；
泄露触发机构（5），所述泄露触发机构（5）设置在上环套（301）内，且检测二氧化碳泄露速度；
其中，所述上环套（301）、下环套（302）两侧分别对称设置有半环形的密封管套（6），且上环套（301）与下环套（302）密封扣合时密封管套（6）相应的密封扣合在输送管道的管体（101）外周。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，其特征在于，所述密封管套（6）包括外套管（601）以及套装在外套管内的内套管（602）；
所述外套管（601）内侧一端与环板（303）固定连接，其内径与环板（303）内径一致，且外套管（601）外侧一端向内凸起设置有卡圈（603）；
所述内套管（602）外径与卡圈（603）的内径一致，其滑动连接在卡圈（603）内，且内套管（602）内侧一端设置有向外凸起的压圈（604），所述压圈（604）外径不小于连接法兰（102）外径；
所述压圈（604）与卡圈（603）之间圆周向等间距压紧设置有多根压缩弹簧（605）；
所述卡圈（603）内侧圆周向等间距分布有第一导向片（612），所述压圈（604）外侧圆周向等间距分布有第二导向片（613），所述第二导向片（613）搭接在第一导向片（612）上侧，且第一导向片（612）和第二导向片（613）与压缩弹簧（605）间隔分布。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，其特征在于，所述输送管道（1）位于内套管（602）外侧的管体（101）上套装有密封套（7），所述密封套（7）包括橡胶内衬（701）以及橡胶内衬外套装的呈半环结构的锥形环管（702）、平滑环管（703），所述锥形环管（702）位于平滑环管（703）外端且两者一体成型；所述锥形环管（702）外径由平滑环管（703）处向外逐步增大；
两组上下对应设置的锥形环管（702）、平滑环管（703）可扣合形成密封管，且连接缝隙之间设置有橡胶带（704）。
4.根据权利要求2所述的二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，其特征在于，所述上环套（301）两侧位于外套管（601）与内套管（602）之间沿着管体（101）圆周向等间距设置有多个储水柱（606）；
所述内套管（602）内端的压圈（604）外侧圆周向分别与储水柱（606）对应设置有破膜针（607）；
所述下环套（302）两侧位于外套管（601）与内套管（602）之间沿着管体（101）圆周向等间距设置有多个网柱（608），所述网柱（608）内填装有氧化钙颗粒。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，其特征在于，所述下环套（302）两侧的密封管套（6）的至少一个压缩弹簧内套装有限位滑杆（609），所述限位滑杆（609）内端与压圈（604）固定连接，且限位滑杆（609）外端贯穿卡圈（603）上开设有的滑孔（610）；
所述限位滑杆（609）沿着其轴向外圆周开设有多个喷射导槽（611），所述喷射导槽（611）处于卡圈（603）内侧，挤压所述压缩弹簧（605）使得所述限位滑杆（609）沿着滑孔（610）向外探出并使得喷射导槽（611）伸出卡圈（603）外侧。
6.根据权利要求2所述的二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，其特征在于，其一所述外套管（601）的扣合面处开设有多个连接槽（614），另一适配的外套管（601）的扣合面处设置有多个连接柱（615），且连接柱（615）顶端设置有限位球（616），所述连接柱（615）及限位球（616）可相应的插入连接槽（614）内；两组所述外套管（601）的扣合面处设置有密封条（617）；两组所述内套管（602）的扣合面处设置有与外套管（601）相同的连接结构。
7.根据权利要求1所述的二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，其特征在于，所述预警监测机构（4）包括下环套（302）内且与内圈壁（304）低点相切的隔热板（401），所述隔热板（401）下侧预警腔体（306）内设置有控制器（402）以及与控制器电连接的无线定位模块（403）；所述隔热板（401）上嵌设有伸出内圈壁（304）外且与控制器电连接的气体浓度检测传感器（404）；所述上壳体（201）顶端设置有与控制器（402）电连接的警报灯（406）。
8.根据权利要求7所述的二氧化碳输送管道泄露预警定位装置，其特征在于，所述泄露触发机构（5）包括沿着上环套的内圈壁（304）圆周向设置的水囊（501），且水囊（501）与上环套的外圈壁（305）不接触；所述上环套的外圈壁（305）内侧设置有至少一根与水囊（501）对应的刺破针（502）；所述上环套的内圈壁（304）沿着其圆周开设有多个通气孔（3041）；所述隔热板（401）上嵌设有伸出内圈壁（304）外且与控制器电连接的水浸传感器（405）。
9.根据权利要求1所述的二氧化碳输送管道泄露预警定位装置及方法，其特征在于，所述上壳体（201）与下壳体（202）连接处外缘分别设置有锁紧板（203），所述上壳体（201）与下壳体（202）通过锁紧板（203）和多组螺栓组件（204）固定连接。
10.一种二氧化碳输送管道泄漏的预警方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述泄漏预警定位装置，该方法包括以下步骤：
步骤S1：当二氧化碳自输送管道（1）的连接法兰（102）处泄露后，预警监测机构（4）中的气体浓度检测传感器（404）首先检测到二氧化碳浓度飙升并将检测信号传输给控制器（402），控制器（402）接受检测信号并向控制中心第一次发出报警信息，并通过无线定位模块（403）将泄漏位置信息传输至控制中心；
步骤S2：随着输送管道的连接法兰（102）处二氧化碳泄漏量持续增加，二氧化碳气体自上环套（301）的内圈壁上通气孔（3041）泄出并挤压泄漏触发机构的水囊（501）向外膨胀，水囊（501）与刺破针（502）接触破裂，水流通过通气孔（3041）进入连接法兰（102）处；水浸传感器（405）检测到水情，将检测信号传递至控制器（402），控制器（402）控制警报灯（406）发出报警信号，并将报警信息第二次发送至控制中心；控制中心计算第一次报警信息与第二次报警信息时间差，并预判二氧化碳输送管道泄漏速度，以便于安排工作人员及时处理；
步骤S3：随着连接法兰（102）泄漏量增大，挤压内套管（602）沿着管体向外滑动，当内套管（602）挤压密封套（7）的锥形环管（702）前部实现内套管（602）与输送管道的管体（101）密封连接，防止二氧化碳至管体（101）与外套管（601）连接处泄漏；
步骤S4：在内套管（602）向外滑动过程中，破膜针（607）刺破储水柱（606），储水柱（606）破裂水流与网柱（608）内氧化钙混合形成氢氧化钙溶液，在水与氧化钙反应生成氢氧化钙溶液过程中释放热量，该热量满足二氧化碳气化吸热，减少二氧化碳气化结冰堵塞输送管道（1）；
步骤S5：在内套管（602）向外滑动过程中，限位滑杆（609）沿着滑孔（610）向外伸出，并使得喷射导槽（611）部分伸出卡圈（603）外侧，氢氧化钙溶液通过喷射导槽（611）喷射进入密封外壳（2）内腔；
步骤S6：随着内套管（602）移动至密封套的锥形环管（702）处，继续向外移动过程将挤压扣合的两组内套管（602）的扣合面撑开密封条（617）的密封度逐渐降低，使得外套管（601）与内套管（602）之间的二氧化碳溢出，并与氢氧化钙溶液发生化学反应，完成二氧化碳吸收并存储。
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