CN205372055U - 密封型储气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种密封型储气装置，包括本体、活塞、间隙测量机构、控制显示单元和环状的密封膜；本体包括侧壁、设置在侧壁上端的顶板，及设置在侧壁下端的底板；活塞上下活动地设置于本体内并能落坐于底板上，活塞外壁与侧壁内壁之间具有密封间隙；间隙测量机构包括设置于活塞顶部的至少一个第一物位仪；控制显示单元置于本体外且与第一物位仪电连接；密封膜密封连接在所述侧壁和所述活塞之间；活塞、密封膜、侧壁与底板围成密封腔，向密封腔内注入煤气驱动活塞在本体内向上移动，活塞向上移动拉伸密封膜。本实用新型自动且实时测量活塞与侧壁之间的密封间隙，有效监控其安全运行。

Description

密封型储气装置

技术领域

本实用新型涉及冶金行业中煤气回收的技术领域，特别涉及一种密封的储气装置。

背景技术

储存煤气的储气装置(通常称为煤气柜)作为钢铁企业煤气回收综合利用的一个必要设备，在低碳经济中发挥着重要的作用。近年来，由于煤气柜项目的大量建设，采用橡胶膜的密封型煤气柜由于种种原因，不断出现事故，特别是两段式橡胶膜密封型煤气柜的二段的事故发生率较高，一旦发生事故，对钢厂造成较为严重的经济损失。一方面，事故的发生会给钢厂带来一定的修复费用，另一方面，煤气柜修复周期较长，一般需要一到两个月，在此期间由于转炉煤气无法回收，会造成大量煤气放散，给钢厂带来间接的经济损失，同时也对环境造成了一定程度的影响。因此对煤气柜进行有效安全的监控，预防事故发生，意义非常重要。

目前对橡胶膜密封型煤气柜的监控主要包括柜体内压力及温度监控、活塞位置(柜容)监控、活塞上有毒气体/可燃气体监控、活塞倾斜监控等。对于活塞在柜体内水平方向的位置(即密封间隙)，并未进行有效的监控。

煤气柜密封间隙在一定范围内是安全的。一旦活塞或举升支架(即T形挡板)发生偏移超过一定范围时，就会发生活塞与举升支架内侧相挤压，或者举升支架外侧与侧壁相挤压的情况。同时，由于两段橡胶的密封膜分别运行在活塞与举升支架内侧、及举升支架外侧与侧壁之间，如挤压严重，会造成橡胶膜破裂、煤气柜漏气、活塞或举升支架受力不均倾斜。一旦发生煤气泄漏，会造成活塞下部的煤气压力急剧下降，不足以支撑活塞，或活塞和举升支架的重量，从而出现活塞或举升支架垮塌的事故。因此，有必要对密封间隙进行测量，有效监控活塞在水平方向的偏移量。对偏移量的测量能对煤气柜的安全运行起到有效监控和预防作用。

现有煤气柜不能对密封间隙进行自动监控，仅靠巡检人员定期进入煤气柜内进行巡检测量。由于密封间隙需要在煤气柜正常运行时进行测量，煤气柜运行时，活塞下方的密封腔内充满煤气，一旦发生煤气泄漏事故，将会威胁在活塞上进行测量的巡检人员的生命安全。因此，巡检人员在进入活塞上部时，必须背沉重的呼吸器并做好防护措施。测量密封间隙成为一个繁重的任务，如能自动检测密封间隙，还可大大减小日常维护、巡检的工作量，并能避免对工作人员的生命造成危险。

实用新型内容

为解决上述的技术问题，本实用新型提出一种密封型储气装置来自动且实时测量活塞与侧壁之间的密封间隙，有效监控储气装置的安全运行。

本实用新型提出一种密封型储气装置，包括：

本体，其包括侧壁、设置在所述侧壁上端的顶板，及密封设置在所述侧壁下端的底板；

活塞，其上下活动地设置于所述本体内并能落坐于所述底板上，所述活塞的外壁与所述侧壁的内壁之间具有密封间隙；

间隙测量机构，其包括设置于所述活塞顶部的至少一个第一物位仪，所述第一物位仪的发射端朝向所述侧壁；

控制显示单元，其置于所述本体外且与所述第一物位仪电连接；

环状的密封膜，其密封连接在所述侧壁和所述活塞之间；所述活塞的底部、所述密封膜、所述侧壁的内壁与所述底板的上表面围合形成密封腔，通过向所述密封腔内注入煤气驱动所述活塞在所述本体内向上移动，所述活塞向上移动拉伸所述密封膜。

作为一种可实施的方式，所述密封膜包括密封膜外分段和密封膜内分段，在所述密封膜外分段与所述密封膜内分段之间密封连接一能在所述本体内上下活动的举升支架，所述举升支架能落坐于与所述底板上表面固定的承载架上；

所述举升支架的内侧与所述活塞的外壁之间具有内侧密封间隙，所述举升支架的外侧与所述侧壁的内壁之间具有外侧密封间隙；在所述举升支架的内侧竖向设置一朝向所述活塞的反射板，在所述举升支架的上端水平设置一挡止板，所述活塞向上移动能与所述挡止板相抵靠，所述活塞通过所述挡止板推动所述举升支架同步向上移动。

进一步地，所述密封膜外分段的外侧沿所述侧壁的周向与所述侧壁的内壁密封且固定连接，所述密封膜外分段的内侧沿所述举升支架的周向与所述举升支架的外侧密封且固定连接；所述密封膜内分段的外侧沿所述举升支架的周向与所述举升支架的内侧密封且固定连接，所述密封膜内分段的内侧沿所述活塞的周向与所述活塞密封且固定连接。

进一步地，所述间隙测量机构还包括设置在所述举升支架顶部的至少一个第二物位仪，所述第二物位仪与所述控制显示单元电连接。

作为一种可实施的方式，所述第一物位仪的数量为两个，两个所述第一物位仪沿所述活塞的周向设置在所述活塞的顶部边缘，其中一个所述第一物位仪到所述活塞中心轴的垂线与另一个所述第一物位仪到所述活塞中心轴的垂线呈九十度夹角。

作为另一种可实施的方式，所述第一物位仪的数量为四个，四个所述第一物位仪沿所述活塞的周向均匀设置在所述活塞的顶部边缘。

作为一种可实施的方式，所述第一物位仪和所述第二物位仪均为防爆型物位仪。

进一步地，所述第一物位仪为激光式物位仪、雷达式物位仪或超声波式物位仪，所述第二物位仪为激光式物位仪、雷达式物位仪或超声波式物位仪。

进一步地，所述活塞的高度与所述承载架的高度相同，所述反射板的高度等于所述举升支架的高度，所述反射板的上下两端分别与所述举升支架的上下两端平齐，所述反射板的宽度大于或等于600毫米。

本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：本实用新型的密封型储气装置能对密封间隙进行自动测量，避免了巡检人员定期进入储气装置内进行人工测量，降低了人工成本。而且能实时监控密封间隙，确保储气装置能安全地运行，及时发现可能出现的安全问题。

附图说明

图1为本实用新型的密封型储气装置在未注入煤气时的结构示意图；

图2为图1中密封膜、举升支架和活塞的局部示意图；

图3为本实用新型的密封型储气装置中的密封膜、举升支架和活塞在注入煤气且活塞暂未向上移动时的局部示意图；

图4为本实用新型的密封型储气装置中的活塞推动举升支架同步向上移动时的结构示意图；

图5为图4中密封膜、举升支架和活塞的局部示意图；

图6为本实用新型的密封型储气装置中的活塞向上移动到最大行程时的结构示意图；

图7为本实用新型的密封型储气装置中的密封膜外分段与侧壁的连接示意图；

图8为本实用新型的密封型储气装置中的密封膜内分段与举升支架的内侧的连接示意图；

图9为本实用新型的密封型储气装置中的第一物位仪在活塞顶部分布位置的第一实施例示意图；

图10为本实用新型的密封型储气装置中的第一物位仪在活塞顶部分布位置的第二实施例示意图。

附图标记：

12-侧壁；14-顶板；16-底板；20-活塞；30-第一物位仪；

40-控制显示单元；52-密封膜外分段；54-密封膜内分段；

60-举升支架；62-挡止板；64-承载架；70-反射板；80-第二物位仪；

92-螺栓；93-胶粘剂；94-压板；95-导向板；96-垫圈；97-螺母。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。

请参阅图1所示，本实用新型提出一种密封型储气装置，其包括本体、活塞20、间隙测量机构、置于本体外的控制显示单元40和环状的密封膜。本体包括的侧壁12、设置在侧壁12上端的顶板14，及密封设置在侧壁12下端的底板16；活塞20上下活动地设置于本体内并能落坐于底板16上，活塞20的外壁与侧壁12的内壁之间具有密封间隙。

间隙测量机构包括设置于活塞20顶部的至少一个第一物位仪30，第一物位仪30的发射端朝向侧壁12，控制显示单元40与第一物位仪30电连接。密封膜密封连接在侧壁12和活塞20之间，也就是说，密封膜的外侧沿侧壁12的周向与侧壁12的内壁密封连接，密封膜的内侧沿活塞20的周向与活塞20密封连接。活塞20的底部、密封膜、侧壁12的内壁与底板16的上表面围合形成密封腔，通过向密封腔内注入煤气驱动活塞20在本体内向上移动，活塞20向上移动拉伸密封膜。

第一物位仪30的发射端朝向侧壁12发出信号，第一物位仪30的接收端能接收侧壁12反射的信号，控制显示单元40根据第一物位仪30通过电缆输出的信号计算密封间隙值，使用者通过控制显示单元40的显示器读取密封间隙值，从而对密封间隙进行自动测量，避免了巡检人员定期进入储气装置内进行人工测量，降低了人工成本。本实用新型能实时监控密封间隙，确保储气装置能安全地运行，及时发现可能出现的安全问题。

本实施例中，控制显示单元40为上位机(即PLC控制系统)，PLC控制系统属于现有技术，在此不再赘述。本实施例中，侧壁12围成圆筒状且竖直放置，顶板14位于侧壁12的上端开口处，底板16位于侧壁12的下端开口处。密封膜呈圆环形；密封型储气装置以储存煤气为例进行说明，还可以储存其他类型的气体。本实用新型的密封型储气装置可作为干式煤气柜使用，是一种不使用水、油脂等液体或半液体的全干式煤气柜，密封性能好，适于储存含尘量大、湿度高、有毒气体成分多的转炉煤气。

作为一种可实施的方式，请结合图2和图3所示，密封膜包括密封膜外分段52和密封膜内分段54，在密封膜外分段52与密封膜内分段54之间密封连接一能在本体内上下活动的举升支架60，举升支架60能落坐于与底板16上表面固定的承载架64上，此结构通常称为双段式密封型储气装置。举升支架60的内侧与活塞20的外壁之间具有内侧密封间隙，举升支架60的外侧与侧壁12的内壁之间具有外侧密封间隙。也就是说，密封间隙被举升支架60分隔形成内侧密封间隙和外侧密封间隙。在举升支架60的内侧竖向设置一朝向活塞20的反射板70，在举升支架60的上端水平设置一挡止板62，请结合图4和图5所示，活塞20向上移动能与挡止板62相抵靠，活塞20通过挡止板62推动举升支架60同步向上移动。

作为另一种可实施的方式，在单段式密封型储气装置中，不设置举升支架60，不区分内侧和外侧密封间隙，活塞20的外壁与侧壁12的内壁之间为密封间隙。单段式和双段式密封型储气装置的工作原理均属于现有技术。

较优地，活塞20的上端水平设置与挡止板62相抵靠的横向板，从而活塞20能稳定地施力并顶起举升支架60。本实施例中，举升支架60、承载架64和活塞20均为桁架结构，节省了成本，便于加工制作，同时能使承载架64和活塞20的重量轻，便于举升。

在密封型储气装置未注入煤气时，如图2所示，活塞20放置在底板16上，举升支架60放置在承载架64上。当密封型储气装置逐渐注入煤气，如图3所示，密封膜(密封膜外分段52和密封膜内分段54)向上鼓起。当注入的煤气达到一定的压力时，活塞20开始上升，此时第一物位仪30的发射端朝向侧壁12的方向发出信号，信号被设置在举升支架60上的反射板70反射后，返回被第一物位仪30接收，然后控制显示单元40收到并处理第一物位仪30输出的信号，第一物位仪30测出的距离值减去第一物位仪30与活塞20外侧边缘的距离即为内侧密封间隙，最后通过控制显示单元40的显示器读取内侧密封间隙，直至活塞20抵靠到举升支架60上端的挡止板62上，此时密封膜内分段54被拉直。

继续注入煤气，活塞20推动举升支架60同步向上移动，如图4所示，此时设置在活塞20顶部的第一物位仪30的高度高于反射板70，第一物位仪30的发射端朝向侧壁12的方向发出信号，信号被侧壁12反射后，返回被第一物位仪30接收，然后控制显示单元40收到并处理第一物位仪30输出的信号，第一物位仪30测出的距离值减去第一物位仪30与举升支架60外侧边缘的距离即为外侧密封间隙，最后通过控制显示单元40的显示器读取外侧密封间隙，直至密封膜外分段52被拉直，如图6所示，此时密封型储气装置达到了最大储气量，举升支架60的上端与顶板14上设置的放散装置的撞击杆接触，打开放散。

如上所述，本实用新型能在双段式密封型储气装置中，测量内侧密封间隙和外侧密封间隙，全面地监控活塞20与举升支架60之间、举升支架60与侧壁12之间的间隔距离。在单段式密封型储气装置中，在活塞20的顶部设置第一物位仪30，第一物位仪30测出的距离值减去第一物位仪30与活塞20外侧边缘的距离即为密封间隙，在活塞20向上移动的整个过程中持续测量该密封间隙。

进一步地，密封膜外分段52的外侧沿侧壁12的周向与侧壁12的内壁密封且固定连接，密封膜外分段52的内侧沿举升支架60的周向与举升支架60的外侧密封且固定连接；密封膜内分段54的外侧沿举升支架60的周向与举升支架60的内侧密封且固定连接，密封膜内分段54的内侧沿活塞20的周向与活塞20密封且固定连接。

请参阅图7所示，密封膜外分段52通过螺栓92、胶粘剂93、压板94、导向板95、垫圈96和螺母97连接到与侧壁12固定的角钢上，将螺栓92设置在角钢的内侧。请参阅图8所示，密封膜内分段54通过螺栓92、压板94、导向板95、垫圈96和螺母97连接到与举升支架60固定的角钢上，将垫圈96和螺母97设置在角钢的内侧。压板94将密封膜内分段54压紧在角钢的外表面上，以保证密封。导向板95具有光滑的弧形翻边，避免在拉伸的过程中划破密封膜外分段52或密封膜内分段54。

进一步地，间隙测量机构还包括设置在举升支架60顶部的至少一个第二物位仪80，第二物位仪80与控制显示单元40电连接。这样，在活塞20暂未与举升支架60上端的挡止板62抵靠时，通过第二物位仪80可以测出外侧密封间隙，从而能同时测量内侧密封间隙和外侧密封间隙，保证了对密封型储气装置内内侧密封间隙和外侧密封间隙的全面监控。

物位仪(第一物位仪30和第二物位仪80)的工作原理属于现有技术，在此不再赘述，物位仪通过记录发射出的信号经反射后至被接收所经历的时长，计算发射端与反射面之间的距离。本实施例中，物位仪的输出信号在4毫安～20毫安的范围内。物位仪与控制显示单元40之间还可以通过其他方式传递信号，例如无线通讯，在此不逐一列举。

作为一种可实施的方式，请参阅图9所示，第一物位仪30的数量为两个，两个第一物位仪30沿活塞20的周向设置在活塞20的顶部边缘，其中一个第一物位仪30到活塞20中心轴的垂线与另一个第一物位仪30到活塞20中心轴的垂线呈九十度夹角。作为另一种可实施的方式，请参阅图10所示，第一物位仪30的数量为四个，四个第一物位仪30沿活塞20的周向均匀设置在活塞20的顶部边缘。设置较多数量的第一物位仪30，可以在多个位置测量多个值后，取平均数，减少了误差对结果的影响，提高了测量的准确性。也可以仅在通常密封间隙最大或者最小，或者其它容易出现偏移的位置设置第一物位仪30，仅监控风险最高的位置。本实施例中，第一物位仪30设置在活塞20顶部的检修走台的栏杆上，还可以在检修走台上单独设置支架，用于固定第一物位仪30。

作为一种可实施的方式，第一物位仪30和第二物位仪80均为防爆型物位仪。进一步地，第一物位仪30为激光式物位仪、雷达式物位仪或超声波式物位仪，第二物位仪80为激光式物位仪、雷达式物位仪或超声波式物位仪。

进一步地，活塞20的高度与承载架64的高度相同，反射板70的高度等于举升支架60的高度，反射板70的上下两端分别与举升支架60的上下两端平齐；在活塞20向上移动到与挡止板62抵靠之前，反射板70能有效地反射第一物位仪30发射的信号，从而测得活塞20向上移动时的内侧密封间隙，保证在活塞20向上移动的整个过程中均能测量并监控内侧密封间隙。反射板70的宽度大于或等于600毫米，保证信号能可靠地被反射。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种密封型储气装置，其特征在于，所述密封型储气装置包括：

本体，其包括侧壁、设置在所述侧壁上端的顶板，及密封设置在所述侧壁下端的底板；

活塞，其上下活动地设置于所述本体内并能落坐于所述底板上，所述活塞的外壁与所述侧壁的内壁之间具有密封间隙；

间隙测量机构，其包括设置于所述活塞顶部的至少一个第一物位仪，所述第一物位仪的发射端朝向所述侧壁；

控制显示单元，其置于所述本体外且与所述第一物位仪电连接；

环状的密封膜，其密封连接在所述侧壁和所述活塞之间；所述活塞的底部、所述密封膜、所述侧壁的内壁与所述底板的上表面围合形成密封腔，通过向所述密封腔内注入煤气驱动所述活塞在所述本体内向上移动，所述活塞向上移动拉伸所述密封膜。

2.根据权利要求1所述的密封型储气装置，其特征在于，所述密封膜包括密封膜外分段和密封膜内分段，在所述密封膜外分段与所述密封膜内分段之间密封连接一能在所述本体内上下活动的举升支架，所述举升支架能落坐于与所述底板上表面固定的承载架上；

所述举升支架的内侧与所述活塞的外壁之间具有内侧密封间隙，所述举升支架的外侧与所述侧壁的内壁之间具有外侧密封间隙；在所述举升支架的内侧竖向设置一朝向所述活塞的反射板，在所述举升支架的上端水平设置一挡止板，所述活塞向上移动能与所述挡止板相抵靠，所述活塞通过所述挡止板推动所述举升支架同步向上移动。

3.根据权利要求2所述的密封型储气装置，其特征在于，所述密封膜外分段的外侧沿所述侧壁的周向与所述侧壁的内壁密封且固定连接，所述密封膜外分段的内侧沿所述举升支架的周向与所述举升支架的外侧密封且固定连接；所述密封膜内分段的外侧沿所述举升支架的周向与所述举升支架的内侧密封且固定连接，所述密封膜内分段的内侧沿所述活塞的周向与所述活塞密封且固定连接。

4.根据权利要求2所述的密封型储气装置，其特征在于，所述间隙测量机构还包括设置在所述举升支架顶部的至少一个第二物位仪，所述第二物位仪与所述控制显示单元电连接。

5.根据权利要求1所述的密封型储气装置，其特征在于，所述第一物位仪的数量为两个，两个所述第一物位仪沿所述活塞的周向设置在所述活塞的顶部边缘，其中一个所述第一物位仪到所述活塞中心轴的垂线与另一个所述第一物位仪到所述活塞中心轴的垂线呈九十度夹角。

6.根据权利要求1所述的密封型储气装置，其特征在于，所述第一物位仪的数量为四个，四个所述第一物位仪沿所述活塞的周向均匀设置在所述活塞的顶部边缘。

7.根据权利要求4所述的密封型储气装置，其特征在于，所述第一物位仪和所述第二物位仪均为防爆型物位仪。

8.根据权利要求7所述的密封型储气装置，其特征在于，所述第一物位仪为激光式物位仪、雷达式物位仪或超声波式物位仪，所述第二物位仪为激光式物位仪、雷达式物位仪或超声波式物位仪。

9.根据权利要求2所述的密封型储气装置，其特征在于，所述活塞的高度与所述承载架的高度相同，所述反射板的高度等于所述举升支架的高度，所述反射板的上下两端分别与所述举升支架的上下两端平齐，所述反射板的宽度大于或等于600毫米。