CN117928830A - 一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，涉及危化气体泄漏动态模拟预警领域；其技术方案包括：底箱，所述底箱内腔的中心处设置有球形架；所述底箱内设置有混合组件；所述底箱顶部的中心处固定连接有顶筒，且顶筒的四周从上至下均依次固定连接有铰接件；该化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，先由混合组件对供入的烟雾和危化气体进行混合处理，利于危化气体泄漏后蔓延路径的追寻工作，再由调节组件在不同高度和不同扩展范围条件下，利用肉眼即可观察危化气体的正常蔓延路径以及泄漏过程中的情况，对危化气体的蔓延路径进行精准且全面的动态模拟操作。

Description

一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置

技术领域

本申请涉及危化气体泄漏动态模拟预警技术领域，具体而言，涉及一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置。

背景技术

化工园区为我国工业制造生产中的重要组成部分，而化工园区工厂在生产期间，会产生危化气体，为了安全起见，化工园区管理方会联合消防部门对化工企业产生的危化气体进行泄漏管理，一般采用泄漏动态模拟预警手段。

在现有技术（公开号为CN115876646A、专利名称为一种气体危险化学品泄漏火灾行为特征模拟实验装置的专利申请。）中，更加真实的模拟气体危险化学品泄漏火灾行为及演化特征，对建立火灾发展预测模型及制定有效的控制及消减方法、人员疏散及火灾防控预案具有重要作用。在实现该技术方案的过程中，发现现有技术中至少存在如下问题。

针对目前的危化气体泄漏动态模拟预警手段来说，由于危化气体大多为无色状态，其泄漏的路径仅凭肉眼难以观察，不能以烟雾为追踪介质，在不同高度和不同范围条件下，对危化气体的蔓延路径进行精准且全面的动态模拟操作。

发明内容

本申请旨在解决现有技术中存在不能以烟雾为追踪介质，在不同高度和不同范围条件下，对危化气体的蔓延路径进行精准且全面的动态模拟操作的技术问题，提供一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置。

为此，本发明提供的技术方案是这样的：

一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，包括：底箱，所述底箱内腔的中心处设置有球形架；

所述底箱内设置有混合组件；

所述底箱顶部的中心处固定连接有顶筒，且顶筒的四周从上至下均依次固定连接有铰接件，所述顶筒的内腔设置有与铰接件配合使用的调节组件。

优选的，所述混合组件包括烟雾发生器，两组所述烟雾发生器连通在底箱的前后两侧，且底箱内腔的底部固定连接有双头电机，所述双头电机的一根输出轴固定连接有与球形架转动配合的竖轴，且竖轴的上下两侧均固定连接有扰流扇叶，所述竖轴的中心处固定连接有驱动锥齿轮，且驱动锥齿轮的四周均啮合有从动锥齿轮，四组所述从动锥齿轮的内腔固定连接有与球形架转动配合的搅拌叶，且底箱顶部的四周均连通有聚集筒，四组所述聚集筒的顶部连通有输送细管。

优选的，所述调节组件包括第一电动推杆，所述第一电动推杆嵌设在竖轴内腔的顶部，且第一电动推杆的活塞杆固定连接有锁止头，所述锁止头的上方设置有锁止座，且锁止座的顶部固定连接有与顶筒转动配合的长型丝杆，所述长型丝杆的表面从上至下依次螺纹连接有丝杆套，且丝杆套的四周均铰接有调节臂，所述调节臂的另一头铰接有与铰接件活动配合的泄漏筒，且泄漏筒的四周均开设有扩散槽孔，所述泄漏筒远离铰接件的一侧开设有扩散圆孔。

优选的，两组所述扰流扇叶采用流线型设计，且扰流扇叶为轻质铝合金材质制成。

优选的，所述搅拌叶的内腔开设有条形通槽，且搅拌叶的直径沿竖轴的纵轴线从内至外依次增大。

优选的，四组所述聚集筒的一侧设置有电控阀，且输送细管的顶端连通有四通接头。

优选的，四组所述四通接头的两端均连通有输送软管，且输送软管的另一端连通有旋转接头。

优选的，四组所述旋转接头的内腔转动连接有与泄漏筒连通配合的连通接头，且旋转接头和连通接头为互通状态。

优选的，所述扩散槽孔沿泄漏筒的横轴线呈圆周状分布，且扩散圆孔的外端开设有圆形倒角，所述顶筒的四周从上至下均依次开设有与调节臂配合使用的竖槽。

优选的，所述底箱左侧的底部连通有注气管，且注气管的一端设置有单向阀，所述注气管的顶端螺纹连接有密封盖。

本申请的有益效果是：在对危化气体泄漏动态模拟预警时，先由混合组件的两组烟雾发生器提供烟雾供应，与危化气体混合，使危化气体中掺杂可观察的烟雾，为危化气体泄漏后的蔓延路径提供追踪条件，再由双头电机提供统一驱动来源，并由竖轴带动两组扰流扇叶对供入的烟雾和危化气体进行扰流混合和输送处理，再由驱动锥齿轮带动四组从动锥齿轮上的搅拌叶对供入的烟雾和危化气体进行混合处理，使烟雾和危化气体混合均匀，利于危化气体泄漏后蔓延路径的追寻工作，再由四组聚集筒供入四组输送细管内，同时由调节组件的第一电动推杆对锁止头和锁止座之间的位置行程进行调节，再由长型丝杆带动上、中和下位置的四组丝杆套进行上下位移，并随之带动四组调节臂上的泄漏筒进行适应性扩展，在不同高度和不同扩展范围条件下，混合烟雾的危化气体再由扩散槽孔和扩散圆孔随之泄漏蔓延，利用肉眼即可观察危化气体的正常蔓延路径以及泄漏过程中的情况，对危化气体的蔓延路径进行精准且全面的动态模拟操作。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1是根据本申请实施例的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置的立体结构示意图；

图2是根据本申请实施例的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置的立体结构后视图；

图3是根据本申请实施例的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置的立体结构仰视剖面图；

图4是根据本申请实施例的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置的立体结构内视图；

图5是根据本申请实施例的混合组件结构侧视图；

图6是根据本申请实施例的混合组件结构仰视图；

图7是根据本申请实施例的调节组件结构仰视图；

图8是根据本申请实施例的调节组件结构局部侧视图；

图9是根据本申请实施例的聚集筒、输送细管、四通接头、输送软管和旋转接头结构主视图；

图10是根据本申请实施例的调节臂、泄漏筒、扩散槽孔和扩散圆孔结构局部仰视图；

图11是根据本申请实施例的混合组件和调节组件结构局部仰视图；

图12是根据本申请实施例的旋转组件结构侧视图。

图标：1、底箱；2、球形架；3、混合组件；31、烟雾发生器；32、双头电机；33、竖轴；34、扰流扇叶；35、驱动锥齿轮；36、从动锥齿轮；37、搅拌叶；38、聚集筒；39、输送细管；4、顶筒；5、铰接件；6、调节组件；61、第一电动推杆；62、锁止头；63、锁止座；64、长型丝杆；65、丝杆套；66、调节臂；67、泄漏筒；68、扩散槽孔；69、扩散圆孔；7、护罩；8、环形托架；9、旋转组件；91、第二电动推杆；92、主锥齿轮；93、锥齿轮架；94、从锥齿轮；95、转杆；96、驱动圆齿轮；97、齿圈；98、支架；99、连通架；910、无极变频风扇；911、均流孔；10、电控阀；11、四通接头；12、输送软管；13、旋转接头；14、连通接头；15、注气管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请提供的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，如图1-图12所示，包括：底箱1，底箱1内腔的中心处设置有球形架2，底箱1左侧的底部连通有注气管15，便于向底箱1内加注危化气体代替品，且注气管15的一端设置有单向阀，注气管15的顶端螺纹连接有密封盖，对注入底箱1内的危化气体代替品进行单向密封处理，以防从注气管15位置发生泄漏；

底箱1底部的四周均固定连接有行走轮架，且行走轮架的一侧固定连接有PLC控制器，用于电气设备的控制，底箱1内设置有混合组件3，将烟雾和危化气体代替品混合，形成肉眼可追寻的危化气体代替品烟雾，便于动态模拟追踪；

底箱1顶部的中心处固定连接有顶筒4，且顶筒4的四周从上至下均依次固定连接有铰接件5，顶筒4的内腔设置有与铰接件5配合使用的调节组件6，将危化气体代替品以不同高度和不同范围进行扩散弥漫，观察其泄漏期间的变化。

如图5至图11所示，针对目前的危化气体泄漏动态模拟预警手段来说，由于危化气体大多为无色状态，其泄漏的路径仅凭肉眼难以观察，不能以烟雾为追踪介质，在不同高度和不同范围条件下，对危化气体代替品的蔓延路径进行精准且全面的动态模拟操作，混合组件3包括烟雾发生器31，两组烟雾发生器31连通在底箱1的前后两侧，对底箱1内注入烟雾，与危化气体代替品混合，使危化气体代替品中掺杂可观察的烟雾，为危化气体代替品泄漏后的蔓延路径提供追踪条件；

且底箱1内腔的底部固定连接有双头电机32，再由双头电机32提供统一驱动来源，双头电机32的一根输出轴固定连接有与球形架2转动配合的竖轴33，且竖轴33的上下两侧均固定连接有扰流扇叶34，并由竖轴33带动两组扰流扇叶34对供入的烟雾和危化气体代替品进行扰流混合和输送处理，竖轴33的中心处固定连接有驱动锥齿轮35，且驱动锥齿轮35的四周均啮合有从动锥齿轮36，四组从动锥齿轮36的内腔固定连接有与球形架2转动配合的搅拌叶37，再由驱动锥齿轮35带动四组从动锥齿轮36上的搅拌叶37对供入的烟雾和危化气体代替品进行混合处理，使烟雾和危化气体代替品混合均匀，利于危化气体代替品泄漏后蔓延路径的追寻工作，且底箱1顶部的四周均连通有聚集筒38，四组聚集筒38的顶部连通有输送细管39，再由四组聚集筒38供入四组输送细管39内；

两组扰流扇叶34采用流线型设计，提高两组扰流扇叶34的转动速度，利于烟雾和危化气体代替品的混合和向上输送，且扰流扇叶34为轻质铝合金材质制成，减轻扰流扇叶34的材质，降低竖轴33带动扰流扇叶34转动时的负担，搅拌叶37的内腔开设有条形通槽，为烟雾和危化气体代替品提供通过空间，使烟雾和危化气体代替品搅拌的更加均匀，且搅拌叶37的直径沿竖轴33的纵轴线从内至外依次增大，以防四组搅拌叶37转动时发生碰撞。

调节组件6包括第一电动推杆61，第一电动推杆61嵌设在竖轴33内腔的顶部，且第一电动推杆61的活塞杆固定连接有锁止头62，锁止头62的上方设置有锁止座63，先由第一电动推杆61对锁止头62和锁止座63之间的位置行程进行调节，且锁止座63的顶部固定连接有与顶筒4转动配合的长型丝杆64，长型丝杆64的表面从上至下依次螺纹连接有丝杆套65，再由长型丝杆64带动上、中和下位置的四组丝杆套65进行上下位移；

且丝杆套65的四周均铰接有调节臂66，调节臂66的另一头铰接有与铰接件5活动配合的泄漏筒67，四组丝杆套65带动四组调节臂66上的泄漏筒67进行适应性扩展，且泄漏筒67的四周均开设有扩散槽孔68，泄漏筒67远离铰接件5的一侧开设有扩散圆孔69，在不同高度和不同扩展范围条件下，混合烟雾的危化气体代替品再由扩散槽孔68和扩散圆孔69随之泄漏蔓延，利用肉眼即可观察危化气体代替品的正常蔓延路径以及泄漏过程中的情况，对危化气体代替品的蔓延路径进行精准且全面的动态模拟操作；

四组聚集筒38的一侧设置有电控阀10，对四组聚集筒38进行电动启闭操作，且输送细管39的顶端连通有四通接头11，四组四通接头11的两端均连通有输送软管12，且输送软管12的另一端连通有旋转接头13，底箱1内制成的危化气体代替品依次由四组聚集筒38、四通接头11和输送软管12供入四组旋转接头13内，四组旋转接头13的内腔转动连接有与泄漏筒67连通配合的连通接头14，且旋转接头13和连通接头14为互通状态，由旋转接头13和连通接头14对泄漏筒67提供转动补偿的同时，也利于危化气体代替品从旋转接头13经过连通接头14供入泄漏筒67内；

扩散槽孔68沿泄漏筒67的横轴线呈圆周状分布，且扩散圆孔69的外端开设有圆形倒角，利于危化气体代替品的泄漏扩散，顶筒4的四周从上至下均依次开设有与调节臂66配合使用的竖槽，利于调节臂66的扩展调节工作。

如图12所示，在危化气体代替品泄漏蔓延期间，会受到不同方位以及不同大小的风力影响，随之扩散弥漫，不能模拟不同方位和不同大小的风场对危化气体代替品进行精准动态模拟处理，导致危化气体代替品泄漏模拟不完全，得不到有效数据论证，底箱1的另一侧固定连接有护罩7，且底箱1的顶部固定连接有环形托架8，底箱1和护罩7内设置有旋转组件9，旋转组件9包括第二电动推杆91，第二电动推杆91固定在双头电机32的另一根输出轴上，且第二电动推杆91的活塞杆固定连接有主锥齿轮92，主锥齿轮92下方的一侧设置有锥齿轮架93，控制第二电动推杆91开启并带动主锥齿轮92进行位移调节，使主锥齿轮92到达锥齿轮架93一头齿轮的啮合位置；

且锥齿轮架93的另一头啮合有从锥齿轮94，从锥齿轮94的内腔固定连接有与护罩7转动配合的转杆95，且转杆95的顶部固定连接有驱动圆齿轮96，驱动圆齿轮96的齿牙啮合有与环形托架8滑动配合的齿圈97，锥齿轮架93带动从锥齿轮94上的转杆95和驱动圆齿轮96进行同步转动，由环形托架8对齿圈97提供滑动支撑补偿，则驱动圆齿轮96带动齿圈97随之缓慢转动，实现方位调节效果；

且齿圈97顶部的一侧固定连接有与环形托架8滑动配合的支架98，支架98远离齿圈97的一侧固定连接有连通架99，缓慢转动的齿圈97通过支架98带动连通架99随之方位调节，且连通架99背侧的中心处连通有无极变频风扇910，由无极变频风扇910提供不同大小的风力供应，连通架99的正面从上至下依次开设有与泄漏筒67配合使用的均流孔911，再将无极变频风扇910产生的不同大小的风力经过均流孔911均流处理后送达不同高度的泄漏筒67范围，为不同高度的泄漏筒67范围内泄漏扩散的危化气体代替品提供不同方位和不同大小的风场，进一步细化不同方位和不同大小的风场对危化气体代替品的影响，使危化气体代替品泄漏动态模拟更为精准和全面。

具体的，该一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置的工作原理：首先将实验用的危化气体代替品经过注气管15单向注入底箱1内，再控制两组烟雾发生器31以及双头电机32开启，则两组烟雾发生器31向底箱1内注入烟雾并与危化气体代替品预先混合，再由双头电机32通过竖轴33带动上下两组扰流扇叶34对烟雾和危化气体代替品进行混合，同时由竖轴33通过驱动锥齿轮35带动四组从动锥齿轮36在球形架2内转动，四组从动锥齿轮36带动四组搅拌叶37对烟雾和危化气体代替品进一步混合，形成危化气体代替品烟雾后，控制双头电机32暂停；

再控制第一电动推杆61开启并带动锁止头62上移卡至长型丝杆64上的锁止座63内，再控制双头电机32开启并通过竖轴33带动长型丝杆64随之正转或反转，长型丝杆64带动上、中和下三个位置的丝杆套65随之向上或向下移动，丝杆套65带动调节臂66随之向外或向内扩展，由铰接件5对泄漏筒67提供铰接补偿，则调节臂66带动泄漏筒67进行向外或向内扩展至预定状态，调节到位后的上、中和下三个位置的泄漏筒67呈现高度差状态后，控制双头电机32暂停，再控制第一电动推杆61关闭并带动锁止头62脱离锁止座63至初始状态；

再控制四组电控阀10开启，由于烟雾和危化气体代替品质量较轻在底箱1内向上漂浮，再由两组扰流扇叶34的吹送下，混合后的危化气体代替品烟雾经过四组聚集筒38输送至四组输送细管39内，紧接着，再由四组四通接头11经过四组输送软管12输送至四组旋转接头13内，由于四组旋转接头13和连通接头14对调节状态的泄漏筒67提供转动连通补偿，则危化气体代替品烟雾依次经过四组旋转接头13和连通接头14到达四组泄漏筒67内，并从不同高度的四组泄漏筒67上的扩散槽孔68和扩散圆孔69泄漏蔓延；

与此同时，控制第二电动推杆91开启并带动主锥齿轮92下移卡至锥齿轮架93的一头齿轮上，再控制双头电机32开启并通过到位后的主锥齿轮92带动锥齿轮架93进行转动，锥齿轮架93的另一头齿轮带动从锥齿轮94上的转杆95和驱动圆齿轮96随之同步转动，由环形托架8对齿圈97提供滑动支撑补偿，则驱动圆齿轮96带动齿圈97随之缓慢转动，齿圈97通过支架98带动连通架99方位转换至预定位置后，控制双头电机32暂停，再控制第二电动推杆91关闭并带动主锥齿轮92脱离锥齿轮架93至初始状态后，再控制无极变频风扇910开启以不同大小的风力经过均流孔911均流处理后吹送至不同高度的四组泄漏筒67区域，对不同高度的危化气体代替品烟雾模拟不同方位和不同大小的风场，观察记录即可。

需要说明的是，烟雾发生器31、双头电机32、第一电动推杆61、无极变频风扇910和第二电动推杆91具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术。

Claims (7)

1.一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，其特征在于，包括：底箱（1），所述底箱（1）内腔的中心处设置有球形架（2）；

所述底箱（1）内设置有混合组件（3）；

所述底箱（1）顶部的中心处固定连接有顶筒（4），且顶筒（4）的四周从上至下均依次固定连接有铰接件（5），所述顶筒（4）的内腔设置有与铰接件（5）配合使用的调节组件（6）；

所述混合组件（3）包括烟雾发生器（31），两组所述烟雾发生器（31）连通在底箱（1）的前后两侧，且底箱（1）内腔的底部固定连接有双头电机（32），所述双头电机（32）的一根输出轴固定连接有与球形架（2）转动配合的竖轴（33），且竖轴（33）的上下两侧均固定连接有扰流扇叶（34），所述竖轴（33）的中心处固定连接有驱动锥齿轮（35），且驱动锥齿轮（35）的四周均啮合有从动锥齿轮（36），四组所述从动锥齿轮（36）的内腔固定连接有与球形架（2）转动配合的搅拌叶（37），且底箱（1）顶部的四周均连通有聚集筒（38），四组所述聚集筒（38）的顶部连通有输送细管（39）；

所述调节组件（6）包括第一电动推杆（61），所述第一电动推杆（61）嵌设在竖轴（33）内腔的顶部，且第一电动推杆（61）的活塞杆固定连接有锁止头（62），所述锁止头（62）的上方设置有锁止座（63），且锁止座（63）的顶部固定连接有与顶筒（4）转动配合的长型丝杆（64），所述长型丝杆（64）的表面从上至下依次螺纹连接有丝杆套（65），且丝杆套（65）的四周均铰接有调节臂（66），所述调节臂（66）的另一头铰接有与铰接件（5）活动配合的泄漏筒（67），且泄漏筒（67）的四周均开设有扩散槽孔（68），所述泄漏筒（67）远离铰接件（5）的一侧开设有扩散圆孔（69）；

所述底箱（1）左侧的底部连通有注气管（15），且注气管（15）的一端设置有单向阀，所述注气管（15）的顶端螺纹连接有密封盖。

2.根据权利要求1所述的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，其特征在于，两组所述扰流扇叶（34）采用流线型设计，且扰流扇叶（34）为轻质铝合金材质制成。

3.根据权利要求1所述的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，其特征在于，所述搅拌叶（37）的内腔开设有条形通槽，且搅拌叶（37）的直径沿竖轴（33）的纵轴线从内至外依次增大。

4.根据权利要求1所述的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，其特征在于，四组所述聚集筒（38）的一侧设置有电控阀（10），且输送细管（39）的顶端连通有四通接头（11）。

5.根据权利要求4所述的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，其特征在于，四组所述四通接头（11）的两端均连通有输送软管（12），且输送软管（12）的另一端连通有旋转接头（13）。

6.根据权利要求5所述的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，其特征在于，四组所述旋转接头（13）的内腔转动连接有与泄漏筒（67）连通配合的连通接头（14），且旋转接头（13）和连通接头（14）为互通状态。

7.根据权利要求6所述的一种化工园区危化气体泄漏动态模拟预警装置，其特征在于，所述扩散槽孔（68）沿泄漏筒（67）的横轴线呈圆周状分布，且扩散圆孔（69）的外端开设有圆形倒角，所述顶筒（4）的四周从上至下均依次开设有与调节臂（66）配合使用的竖槽。