CN201212615Y - 阻隔防爆橇装式汽车加气装置 - Google Patents
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Abstract
阻隔防爆橇装式汽车加气装置集阻隔防爆储气罐、加气机及其辅助设备为一体，是地上可移动的为LPGV汽车充装液化石油气(LPG)燃料装置。装置的储罐内填装阻隔防爆材料单元体、竖井以及清污隧道。竖井内有护筒，护筒内填充阻隔防爆材料，该材料可随同护筒26一起吊出罐外，便于储罐的维修和清洗。储罐内有进液管及出液管，管口端设置保护罩，可大大减少LPG液态材料的冲击。在防晒隔热篷下部设有喷淋降温装置，雾化喷头喷出冷却水可促使储罐降温。本装置的储气罐内填装阻隔防爆材料，可有效地避免液化石油气的“沸腾液体膨胀性蒸汽爆炸”事故发生，确保储罐的安全。本装置为整体式结构，可方便进行吊装和搬迁，并构成城市建筑的一道风景线。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种阻隔防爆橇装式汽车加气装置，它集阻隔防爆储气罐、加气机及辅助设备为一体，是地上可移动的、为液化石油气汽车(LPGV)充装液化石油气(LPG)燃料的装置。
背景技术
随着汽车工业的迅速发展和能源的日益贫乏，人们已开始利用新能源—液化石油气，即LPG(Liquefied Petroleum Gas的缩写)作为汽车发动机的燃料动力源。LPG为原油在进行催化裂解与热裂解时所得到的一种副产品，主要成分有丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)等，沸点较低，发热量高，储存简单。通常是将LPG进行加压、冷却后成为液态储存。为了安全、方便地给液化石油气汽车，即LPGV(Liquefied Petroleum Gas Vehicle的缩写)充装动力燃料，加气站通常采用地埋式储气罐结构。这种加气站存在的缺陷是：占地面积大，施工难度大，工程费用高，存在有不安全因素。特别是地埋储气罐长期受到地下水的侵蚀，再加上罐池变形，储气罐出现液体渗漏或泄漏，对周边土壤造成不可挽回的损害。为了防止泄漏，通常将储气罐放置在露天的钢筋混凝地基上，且大都建在远离城区或偏僻的地方，它给LPGV充装燃料带来了不便。为了满足城市发展的需求，在城区，特别是在闹市区筹建新的加气站，不但要考虑建站的资金费用，还要动迁征土地，面临城市土地匮乏等一系列棘手问题。更为重要的是储气罐的安全，尤其是防止液化石油气储罐的“沸腾液体膨胀性蒸汽爆炸”即“BLEVE”(Boiling Liquid Expanding VaporExplosions的缩写)事故发生，造成无法挽回的损失。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种阻隔防爆橇装式汽车加气装置，首先解决的技术问题是保证地上加气站的使用功能不变，确保LPG储气罐的储存安全、防爆，实现本质安全；其次加气装置为整体式结构，可随时搬迁、移动方便。该装置占地面积小、建站时间短、费用低、使用和维护简便，可广泛用于城市中心、大型停车场、高速公路、城镇和农村等固定和临时加气场所，是一座安全、环保型的地上LPG加气站。
本实用新型的阻隔防爆橇装式汽车加气装置，包括阻隔防爆储气罐，加气机，橇体，防护罩和防晒隔热篷。在阻隔防爆储气罐上设置进液管，出液管和气相回流管，罐体有安全阀和放散管。在阻隔防爆储气罐体下部的橇体上设置充装泵、卸车泵及“LPG”液相管道、阀门和压力表等。
其特征在于：
阻隔防爆储气罐和加气机座落在橇体上，加气机位于阻隔防爆储气罐的一侧或两侧，并设置在橇体框架延展的台面上，阻隔防爆储气罐的上部设有防晒隔热篷，加气机上部有遮阳棚。所述的阻隔防爆储气罐为单壁罐，罐底鞍形支座焊接在橇体上。在阻隔防爆储气罐内填装有阻隔防爆材料单元体、竖井、护筒以及清污隧道。
所述的阻隔防爆材料单元体包括有阻隔防爆材料、骨架、防护网及芯体。所述的阻隔防爆材料为高孔隙片状材料卷制成的圆柱体，单元体内骨架设置在卷状材料层隙中，单元体外有金属防护网。多个阻隔防爆材料单元体填充在储气罐内彼此之间相互连接。
所述的竖井内设置LPG出液器。出液器的外部保护罩，保护罩上装有1—2层阻尼网，网孔为20目/寸。保护罩卡在出液管上，保护罩内设置LPG出液管口。所述的出液管口处设置出液嘴，出液嘴是在管壁上对称设有4个出液孔，出液管顶端有盖帽封闭，保护罩与出液管口之间留有一定空间。储罐的出液管与加气机的进液管相连接，加气机的气相回流管与储罐上的气相回流管相连接，在出液管连接充装泵。
所述的竖井外侧设置有进液管的防护框，防护框连接在竖井支柱上，并座落在清污隧道支架上。防护框内设有进液器，进液器的外部有保护罩，保护罩内设有2—4层阻尼网，外层阻尼网孔疏，内层网孔密，保护罩卡在进液管上。在防护框与保护罩之间填充阻隔防爆材料。所述的进液管口处设置进液嘴，进液嘴是在管壁上对称设有4个进液孔，进液管顶端有盖帽封闭，保护罩与进液管口之间留有一定空间。
所述的防晒隔热篷设置在阻隔防爆储气罐上，防晒隔热篷由钢板制成半圆形体，半圆形体内壁通过支撑筋连接在阻隔防爆储罐外壁，防晒隔热篷的下沿与储罐防护罩焊接。防晒隔热篷内设置喷淋降温装置，喷淋装置的雾化喷头设置在储罐的顶部，并连接进水管和水泵。
所述的储罐防护罩为多格式框架围成的箱体式结构，框架分为上下两层，每一层的多格式框架内安装有百叶窗，上层百叶窗大而疏，下层百叶窗小而密。
所述的阻隔防爆储气罐的底部有残液包和排污箱体，残液包为半球形固定在储气罐的外壁上，残液包连接的管道中有两个切断阀，切断阀之间设置排污箱体。
本实用新型的优点在于：
1、本装置在储气罐内填装阻隔防爆材料单元体，可有效地预防因明火、静电、焊接、枪击、碰撞和错误操作等引发的意外爆炸事故，实现本质安全；
2、储气罐内填装的阻隔防爆材料，可有效避免液化石油气的“沸腾液体膨胀性蒸汽爆炸”(BLEVE)事故发生，确保储罐的安全。
3、储气罐内充满阻隔防爆材料，利用材料的巨大表面积和材料的热传导性，有利于降低储气罐内LPG温升，阻止汽化，节约能源。
4、储气罐内的阻隔防爆材料作为阳极可防止阴极腐蚀，有效防止罐壁及内部构件腐蚀，延长储罐的使用寿命，同时防止储罐LPG渗漏或泄漏，避免对地下水资源的污染。
5、储气罐内安装竖井和护筒以及清污隧道等，可方便地对储罐进行维修和清洗。
6、本加气装置设置在地面，占地面积只考虑橇体底面积，比地埋加气站大大节省土地和土建施工等费用，建站时间短，快捷、高效。
7、该装置是整体结构，可以方便吊装和搬迁，适用于各种供气环境。
8、该装置的储气罐结构、尺寸以及加气机的规格，可根据用户的要求进行设计、制造，装置的外型可根据用户的需求和具体场所进行多样化的风格设计，有利于标准化和模块化设计，实现与环境的整体协调，形成城市建筑的又一道风景线。
附图说明
图1为阻隔防爆橇装式汽车加气装置的结构示意图。
图2为图1的A—A剖视图。
图3为气相回流管道结构视图。
图4为进(出)液管结构示意图。
图5为阻隔防爆材料单元体结构图。
图6和图7为骨架结构图。
图中1 切断阀，2 残液包，3 支座，4 卸车泵，5 进液管，6 清污隧道，7 出液管，8 竖井，9 百叶窗，10 橇体，11 加气机，12 防晒隔热篷，13 储罐防护罩，14 安全阀，15 放散管，16 (16′)气相回流管，17 压力表，18 阻隔防爆储气罐，19 液位仪，20阻隔防爆材料单元体，21 保护罩，22 阻尼网，23 支撑筋，24 雾化喷头，25 管嘴卡盘，26 护筒，27 进(出)液嘴；
200 阻隔防爆材料，201 防护网，202 骨架，2021 矩形骨架，2022 加强圈，2031 波形骨架。
具体实施方式
结合附图1—7对本实用新型阻隔防爆橇装式汽车加气装置的具体实施例加以说明：
本实用新型阻隔防爆橇装式汽车加气装置包括阻隔防爆储气罐18、加气机11，橇体10，防护罩13和防晒隔热篷12及辅助设备。该阻隔防爆橇装式汽车加气装置为整体橇装式、地上加气设备。阻隔防爆储气罐18、加气机11座落在橇体10上。所述的橇体10由槽钢构成长方形框架，中间设有纵、横加强筋，框架上铺设花纹钢板，框架通过螺栓固定在防撞地基上。橇体10上还设置流水槽，槽底连接出水管，出水管通向散热水箱或水池(附图未显示)。
所述的加气机11设置在阻隔防爆储气罐18的一侧或两侧，并座落在橇体10长方形框架延展的台面上。在加气机11上部安装防晒隔热篷12向外延展的遮阳棚。遮阳棚采用半圆形或其它样式，遮阳棚为骨架结构，上面铺设有阳光板，中央安装有防爆灯，便于夜间工作、照明。在橇体10的框架上设置多个吊装钩(图中未显示)，用于整体吊装，搬迁、移动十分便利。
所述的防晒隔热篷12由钢板制成半圆形体，半圆体通过支撑筋23连接在阻隔防爆储罐18上，防晒隔热篷12的下沿与储罐防护罩13焊接，防护罩13座落在橇体10上，储罐防护罩13安装有电气操纵柜。
所述的储罐防护罩13为多格式框架围成的箱体式结构，分为上、下两层，每一层框架内装有百叶窗，上层百叶窗大而疏，下层百叶窗小而密，设置百叶窗的目的在于增强防护罩13内的空气流通，一旦泵、管道或法兰胶垫等出现漏气，可通过空气流动避免LPG气体集聚，消除隐患。同时，在防护罩13内的泵、输气管道附近设置LPG气体泄漏检测装置。气体泄漏检测装置的传感器探头通过导线连接控制器将信号经转换/放大输送给报警器报警，及时发现，采取应急措施，避免对大气或地下水资源的造成污染。
在防晒隔热篷12下部设置喷淋降温装置。喷淋装置的雾化喷头24设置在储气罐上部，并连接有进水管和水泵。由于储气罐内LPG是经过加压、冷却后成为液态储存的，LPG饱和蒸汽压对储罐内温度变化极为敏感，随温度的升高而急剧增加，汽化后的体积膨胀为原体积的250～300倍左右，尤其是受热膨胀后，储罐内压力随温度升高迅速上升。据测定，当储罐容器内完全充满液态LPG时，LPG温度升高1℃，压力会急剧上升2—3Mpa，如果不及时采取措施，就会发生事故。特别是在炎热的夏季，地表温度往往达到50℃以上，罐内温度升高时，就要启动喷淋降温装置，启动水泵，将冷却水通过雾化喷头24喷淋在储罐壁18上，施行强制降温。
所述的阻隔防爆储气罐内安装进液管5，出液管7和气相回流管16(16′)。气相回流管16设在储气罐18的人孔盖处，在人孔盖上还有卸车用的气相回流管16和加气机的气相回流管16′和气相平衡管，压力表及温度计等。气相回流管16的进口端设在储气罐18LPG气相空间处。储气罐18还设置安全阀14和放散管15。当LPG处于超压状态时，可以通过安全阀14和放散管15自动泄压释放。储气罐18内还设置液位仪19和高、低限位报警装置。液位仪19的高液位报警装置联动控制输液泵，避免过量充装。液位仪19设置低液位报警装置，能及时指示罐内进液，保证装置的正常工作。在橇体10上还设置卸车泵4、充装泵及输送“LPG”液相管道、阀门及压力表等。进液管5连接卸车泵4，LPG运输槽车的气相回流管与罐体气相回流管16′相连接。卸车泵4选用滑片式容积泵，作用主要实现卸车，其次可进行倒罐作业，或者排残返装作业等，排量为10M3/h。充装泵设置的潜液泵通过差压开关与加气机联动，通过定时器使潜液泵正常启动。在储罐内设置出液管7和罐体的气相回流管16与加气机11的进液管及气相回流管相连接。加气机11采用双枪加气机，其占地面积小，双枪可以互为备用，利用率高。
在阻隔防爆储气罐18的底部有残液包2和排污箱。残液包2为半球形，固定在储气罐18的外壁，残液包2通过管道连接有两个切断阀1，两个切断阀之间连接有排污箱，操作切断阀可将残液排入排污箱内。
本装置重要部件是阻隔防爆储气罐18。在阻隔防爆储气罐18内填装阻隔防爆材料单元体20，及其相配套的竖井8、护筒26以及清污隧道6等。阻隔防爆储气罐18为单壁罐，储罐的容积应符合《汽车用燃气加气站技术规范》CJJ84—2002的规定。根据用户的需求可提供不同规格的阻隔防爆储气罐18。储气罐的承压设计是以丙烷50℃时的饱和蒸气压力为最高工作压力设计的。储气罐的主要技术参数为：设计压力不得小于1.77Mpa，水压试验为2.2Mpa，气密性实验的压力为1.8Mpa，罐体选用的材质为16MNR钢板，最大允许充装LPG量为罐容积的85％。
所述的阻隔防爆储气罐18内填充的阻隔防爆材料单元体20应符合中华人民共和国安全生产行业标准《AQ 3001—2005》规定的阻隔防爆材料的填充密度、留空率和置换率等要求。
所述的阻隔防爆材料单元体20包括有填充阻隔防爆材料200、骨架202、防护网201及芯体204。阻隔防爆材料200为高孔隙片状材料卷制的圆柱形体；所述的阻隔防爆材料200是由平幅金属合金材料(如铝箔合金)经切割、拉伸机(本公司专利设备—专利号为ZL 02 1 17070)形成栅格状半成品材料，再将栅格状半成品材料的两侧逐渐向外扩张、拉伸形成高孔隙片状材料卷制成蜂窝形圆柱体。单元体20内骨架202设置在网状材料的层隙中；骨架202对阻隔防爆材料200起着固定和支撑作用，使材料有足够的强度和弹性。在单元体20外还有防护网201，网孔为20目/寸，其为防止阻隔防爆材料在使用过程中产生的碎屑遗落在罐体内，保证储气罐内介质清洁、安全。阻隔防爆单元体20的填充方式是根据储气罐的不同设计要求和技术条件，将多个阻隔防爆材料单元体20充满在整个储气罐内。多个阻隔防爆材料单元体20彼此之间相互连接；对于小容积储罐，相邻单元体20可以不连接。
所述的骨架202为一开口型的圆柱形框体，中间部用加强圈2022交织。骨架有矩形骨架2021和波浪形骨架2031两种。骨架202采用弹性材质，选用Φ3—5毫米的不锈钢条等，也可以采用其它金属材料、非金属材料、复合材料或通过金属—非金属涂覆技术获得的材料之一或其组合。将Φ3—5毫米的不锈钢条加工成矩形并制成有一开口的圆柱体框，中间部分用加强圈2022交织；波浪形骨架2031是选用Φ3—5毫米的不锈钢条绕制成波浪形，中间部用加强圈2022交织(详见附图6、7)。
阻隔防爆技术的防爆机理是：根据热传导理论和介质的燃烧、爆炸具备的基本条件。储罐容器内填充的高孔隙网状材料可阻止火焰的迅速传播与能量的瞬间释放，同时利用金属材料的表面效应，破坏燃烧介质的能量集聚和形成爆炸的条件，阻止燃烧和爆炸的发生，实现本质安全。本装置在储罐内18充填的阻隔防爆材料200，正是利用材料的阻隔、防爆特性，以及材料所具有的巨大表面积和优良导热性能，储气罐迎火面壁的热能通过罐壁迅速传递给罐内的阻隔防爆材料200，热量随金属材料的巨大表面积快速吸收和发散，同时向周边材料进行传导，使罐壁温度迅速下降、破坏了“BLEVE”形成条件，使“干壁”温度急速降低，避免“BLEVE”事故发生。这里要说明的是，由于罐内温度升高，加速了LPG气化，当罐内压力超出极限时，罐内安全阀14和放散管15的阀门自动打开减压，确保储气罐的安全。
由于本装置储气罐内填装了阻隔防爆材料单元体，可有效地预防意外事故引起的爆炸事故，实现本质安全。该LPG储气罐利用阻隔防爆材料的导热性能，实现LPG局部降温；尤其是在进行LPG罐装的过程中，罐内出现液相—气相压力不平衡，罐内LPG液态迅速气化；由于罐内的阻隔防爆材料的阻隔效应，降低汽化潜热，减缓液态LPG的气化过程，从而降低储气内压，节约能源。阻隔防爆材料在储罐内可作为阳极防腐，有效地防止罐壁及内部构件的腐蚀，延长储罐的使用寿命，防止储罐LPG渗漏或泄漏，避免对地下水资源的污染。
所述的竖井8内设置由中孔板构成的护筒26，护筒26顶端与人孔盖内面相连接，竖井8与护筒26之间填充阻隔防爆材料200，护筒26内填充阻隔防爆材料单元体20。该材料单元体分别与护筒26连接成一体。这样，竖井内的护筒26可随同阻隔防爆单元体20一同吊出罐外，便于对储气罐的维修和清洗。
在竖井8中设置LPG出液器。出液器的外部由金属材料构成的保护罩21，保护罩的形状为矩形，也可是其它形状。保护罩21上装有1—2层阻尼网22，网孔为20目/寸。设置阻尼网的目的在于，进行LPG液态输送时，防止吸附出管口附近的阻隔防爆材料及杂物，以免造成输液管路的堵塞。出液器内有出液管7，出液管7端口有出液嘴27，出液嘴27为在管壁上均布设置4个孔或6个孔，出液管7顶端被盖帽封闭。保护罩21底部有管嘴卡盘25卡在出液管7上，保护罩21与出液管7之间留有一定的空间，目的在于此空间内始终有LPG存在，不发生断流。
在阻隔防爆储罐18底部设置清污隧道6。清污隧道6由多个角钢围成的梯形框体，也可为半圆形框体。在梯形框体上铺设镀锌中孔板。梯形框体通过螺栓联为一整体铺设在罐壁底部，并可与罐内壁加强筋相连接，也可与储气罐内两端封头顶紧。清污隧道6用于收集的LPG残液杂质，它与罐外残液包2相通。
在竖井8外侧设置有进液管5的防护框，防护框与竖井8支柱连接，防护框的下部座落在清污隧道6支架上。防护框内设有进液器，进液器的外部有保护罩21，保护罩21内设置LPG进液管口。保护罩21由角钢构成矩形框，保护罩内设有2—4层阻尼网22，外层阻尼网孔疏，内层网孔密，保护罩21的管嘴卡盘25卡在进液管5上。在防护框与保护罩之间填充阻隔防爆材料200。所述的进液管口处设置进液嘴27，进液嘴27是在管壁上对称分布4个进液孔，进液管5的顶端有盖帽封闭，保护罩21与进液管5端口之间留有一定空腔，目的是向储气罐输送液态LPG时，大大减少液态LPG对阻隔防爆材料200的冲击，避免材料网孔的破坏。进液管5与“LPG”运输槽车的输液管相连接，LPG运输槽车的气相回流管分别与阻隔防爆储气罐的气相回流管相连接。
所述阻隔防爆储气罐18的外壁表面有防护层。防晒隔热篷12的外壁表面有防火层和防腐层。防腐层采用特加强级环氧霉沥青材料，防腐层表面的防火层采用防火涂料喷涂而成。
Claims (7)
1、一种阻隔防爆橇装式汽车加气装置，包括阻隔防爆储气罐，加气机，橇体，防护罩和防晒隔热篷；在阻隔防爆储气罐上设置进液管，出液管和气相回流管，罐体有安全阀和放散管，在阻隔防爆储气罐体下部的橇体上设置充装泵、卸车泵及“LPG”液相管道、阀门和压力表等；
其特征在于：
阻隔防爆储气罐和加气机座落在橇体上，加气机位于阻隔防爆储气罐的一侧或两侧，并设置在橇体框架延展的台面上，阻隔防爆储气罐的上部设有防晒隔热篷，加气机上部有遮阳棚；所述的阻隔防爆储气罐为单壁罐，通过罐底鞍形支座焊接在橇体上，在阻隔防爆储气罐内填装有阻隔防爆材料单元体、竖井、护筒以及清污隧道。
2、根据权利要求1所述的阻隔防爆橇装式汽车加气装置，其特征在于所述的阻隔防爆材料单元体包括有阻隔防爆材料、骨架、防护网及芯体；所述的阻隔防爆材料为高孔隙片状材料卷制成的圆柱体，单元体内骨架设置在卷状材料层隙中，单元体外有金属防护网，多个阻隔防爆材料单元体填充在储气罐内彼此之间相互连接。
3、根据权利要求1所述的阻隔防爆橇装式汽车加气装置，其特征在于所述的竖井内设置LPG出液器，出液器的外部保护罩，保护罩上装有1—2层阻尼网，保护罩内设置LPG出液管口；所述的出液管口处设置出液嘴，出液嘴的管壁上对称设有4个出液孔，出液管顶端有盖帽封闭，保护罩与出液管口之间留有一定空间；储罐的出液管与加气机的进液管相连接，加气机的气相回流管与储罐上的气相回流管相连接，在出液管连接充装泵。
4、根据权利要求1所述的阻隔防爆橇装式汽车加气装置，其特征在于所述的竖井外侧设置有进液管的防护框，防护框连接在竖井支柱上，并座落在清污隧道支架上，防护框内设有进液器，进液器的外部有保护罩，保护罩内设有2—4层阻尼网，外层阻尼网孔疏，内层网孔密，保护罩卡在进液管上，在防护框与保护罩之间填充阻隔防爆材料；所述的进液管口处设置进液嘴，进液嘴是在管壁上对称设有4个进液孔，进液管顶端有盖帽封闭，保护罩与进液管口之间留有一定空间。
5、根据权利要求1所述的阻隔防爆橇装式汽车加气装置，其特征在于所述的防晒隔热篷设置在阻隔防爆储气罐上，防晒隔热篷由钢板制成半圆形体，半圆形体内壁通过支撑筋连接在阻隔防爆储罐外壁上，防晒隔热篷的下沿与储罐防护罩焊接；防晒隔热篷内设置喷淋降温装置，喷淋装置的雾化喷头设置在储罐顶部，并连接进水管和水泵。
6、根据权利要求1所述的阻隔防爆橇装式汽车加气装置，其特征在于所述的储罐防护罩为多格式框架围成的箱体式结构，框架分为上下两层，每一层的多格式框架内安装有百叶窗，上层百叶窗大而疏，下层百叶窗小而密。
7、根据权利要求1所述的阻隔防爆橇装式汽车加气装置，其特征在于所述的阻隔防爆储气罐的底部有残液包和排污箱体，残液包为半球形固定在储气罐的外壁上，残液包连接的管道中有两个切断阀，切断阀之间设置排污箱体。
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