CN218762744U - 一种油气泄露的快速检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气体泄露检测的技术领域，更具体地，涉及一种油气泄露的快速检测装置，包括罩设于法兰外的壳体，所述壳体与法兰之间共同形成密封腔，还包括设于所述壳体内用于对法兰处泄漏的气体增压的扩压结构。本实用新型通过扩大泄露油气的压力，加快密封腔内压力的变化，使气压传感器可以更灵敏地感应到密封腔内压力的变化，更快地检测到轻微的油气泄漏，避免油气长时间泄露产生易燃的风险，有效解决了现有技术中不能灵敏地检测到轻微油气泄露的技术问题。

Description

一种油气泄露的快速检测装置

技术领域

本实用新型涉及气体泄露检测的技术领域，更具体地，涉及一种油气泄露的快速检测装置。

背景技术

管道运输具有运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、费用低，在油气管道的铺设过程当中，管道之间的连接是通过法兰连接，由于使用年限较长，法兰垫片容易出现老化，造成法兰连接位置出现泄漏，管道一旦发生泄漏，会带来因流体流失而造成的直接经济损失和环境污染。

现有技术提供一种油气管道泄露检测方法及装置，包括装配于左管道和右管道的左壳体和右壳体，左壳体和右壳体以及左管道、右管道之间共同形成负压检测腔，所述左壳体上设有与负压检测腔贯通连接的排气管，所述排气管上安装有排气泵，所述右壳体内安装有与负压检测腔相配合的气压传感器，一旦连接法兰出现老化泄露，泄露的油气进入负压检测腔内，则气压传感器检测到负压检测腔内的气压上升，直接给控制盒发送信号，控制盒接收信号后直接发送给后台监控中心，通知后台管理人员出现油气泄露问题需要即使解决。

然而现有技术通过气压传感器检测负压检测腔内的压力变化来检测油气，若是法兰发生轻微油气泄露，负压检测腔内气压变化具有延迟性，气压传感器不能第一时间检测到发生油气泄漏，存在不能灵敏地检测到轻微油气泄露的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中不能灵敏地检测到轻微油气泄露的不足，提供一种油气泄露的快速检测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种油气泄露的快速检测装置，装配于管道之间连接的法兰处，包括罩设于法兰外的壳体，所述壳体与法兰之间共同形成密封腔，所述壳体上设有使密封腔内形成负压的负压结构，所述密封腔内设有气压传感器，还包括设于所述壳体内用于对法兰处泄漏的气体增压的扩压结构。

本实用新型的一种油气泄露的快速检测装置，装配于管道之间连接的法兰处便于对法兰处泄露的油气进行实时监测，壳体与法兰之间共同配合形成密封腔便于聚拢泄露油气，负压结构可以使密封腔内形成负压，确保法兰发生泄露时油气会由于压差作用被吸入密封腔内，密封腔内进入了泄露的油气，密封腔内的压力就会开始缓慢发生改变，随着压力不断上升到一定数值后气压传感器就会感应到密封腔内压力的变化；当密封腔内油气泄露至一定浓度时具有易燃的风险，为了避免油气不断泄露浓度升高，当气压传感器感应到油气浓度接近易燃数值时，控制负压结构抽出油气安全排放至外界环境中，使密封腔内的油气浓度保持在安全的数值范围，本实用新型在壳体内增设了用于对法兰处泄露的油气进行增压的扩压结构，通过扩大泄露油气的压力，加快密封腔内压力的变化，使气压传感器可以更灵敏地感应到密封腔内压力的变化，更快地检测到轻微的油气泄漏，避免未及时检测到油气泄露导致易燃的风险，有效解决了现有技术中不能灵敏地检测到轻微油气泄露的技术问题。

进一步地，所述负压结构包括设于壳体且与所述密封腔连通的排气管、及安装于所述排气管内的排气泵。排气泵单向排气实现形成密封腔的负压状态的效果，同时排气泵不使用时还能保证密封腔内的气密性，具有结构简单可靠的优点。

进一步地，所述扩压结构包括同轴转动装配于法兰外圈两侧的导叶轮、及设置在所述导叶轮之间的导叶片，所述导叶片的形状为波纹曲面，所述导叶片沿法兰径向设置且多组导叶片均匀环绕于法兰外圈。由于多组导叶片沿法兰径向设置且对法兰外圈形成均匀环绕，泄露的油气首先会进入弯叶片之间的通道，由于导叶片的形状为弯曲的波纹曲面，泄露的油气会对导叶片的波纹曲面产生作用力使其转动，由于随着导叶片之间的通道轴向截面积不断扩大，根据伯努利原理，油气在通道扩散的过程中，油气的体积随着通道截面积的增大而增大，同时随着油气的泄露导叶轮的转速持续加快，油气会不断积聚在导叶轮的外圈与壳体内壁之间受到加压膨胀的作用，密封腔内气体膨胀导致气压增大，从而实现对油气的增压。

进一步地，所述导叶轮和法兰外圈之间装配设有轴承。通过装配轴承实现导叶轮和法兰外圈之间相对转动，结构简单安装方便。

进一步地，所述壳体形状为蜗壳且与所述导叶轮同轴设置，蜗壳的螺旋方向与所述导叶轮的转动方向相同。蜗壳的特点是其内部通道的断面面积由内向外至出风口处不断变大，设置壳体形状为蜗壳且与所述导叶轮同轴设置，并设置其螺旋方向与所述导叶轮转动方向相同，导叶轮的外圈与壳体内壁之间的油气随着导叶轮的转动被由内而外带动流动，流动的空间随着螺旋由内向外不断扩大，根据伯努利原理，油气的压力随着导叶轮的外圈与壳体内壁之间的空间增大而增大，当油气抵达蜗壳出风口处即内部通道的断面面积最大处时压力增大到峰值。

进一步地，所述气压传感器设于蜗壳的出风口处。由于在蜗壳的出风口处内部通道的断面面积最大，根据伯努利原理，油气的压力值在出风口处被导叶轮放大至峰值，设置气压传感器在蜗壳的出风口处，最大限度增加了气压传感器检测到压力变化的概率。

进一步地，还包括可向所述密封腔内充入惰性气体的气体供应模块、及设于所述密封腔内的浓度传感器，所述气体供应模块与所述壳体之间设有与所述密封腔连通的进气管，所述进气管内安装有进气泵。当法兰发生大量泄露时，密封腔内的瞬时油气浓度相较于轻微泄露情况下更高，设置浓度传感器检测油气的浓度，若油气的浓度较高不满足排放标准时，控制启动进气泵，将惰性气体从气体供应模块通过进气管吸入密封腔内，惰性气体可以稀释油气，降低油气的浓度，浓度传感器检测到油气的浓度满足排放的标准后控制关闭进气泵，接着开启排气泵对混合气体进行安全排放。本实用新型针对不同泄露的情况采取不同的应对措施，实现实时控制密封腔内的油气浓度，提高使用安全性。

进一步地，所述浓度传感器设于蜗壳的出风口处。由于油气在导叶轮的带动下积聚在蜗壳的出风口处，设置浓度传感器在蜗壳的出风口处可以更准确检测出油气浓度。

进一步地，还包括设于所述密封腔内的组分传感器，所述组分传感器信号连接于后台监控中心。组分传感器可以检测密封腔内的气体的组成成分，若组分传感器检测到泄露的油气中存在杂质气体，组分传感器会将检测结果发送至后台监控中心，使后台监控中心的工作人员可以实时监测管道内气体的组成信息，便于在供应油气的源头进行成分比例的调控。

进一步地，所述组分传感器设于蜗壳的出风口处。由于油气在导叶轮的带动下积聚在蜗壳的出风口处，设置组分传感器在蜗壳的出风口处可以更准确得检测到密封腔内的气体组成成分变化。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型在壳体内增设了用于对法兰处泄露的油气进行增压的扩压结构，通过扩大泄露油气的压力，加快密封腔内压力的变化，使气压传感器可以更灵敏地感应到密封腔内压力的变化，更快地检测到轻微的油气泄漏，从而使后台监控中心的工作人员可以更快得知故障信息，避免油气长时间泄露产生易燃的风险，有效解决了现有技术中不能灵敏地检测到轻微油气泄露的技术问题。

附图说明

图1为实施例一的一种油气泄露的快速检测装置的结构示意图；

图2为实施例二的一种油气泄露的快速检测装置的结构示意图；

图3为实施例三的一种油气泄露的快速检测装置的结构示意图。

附图中：1、管道；2、法兰；100、壳体；110、密封腔；200、负压结构；210、排气管；220、排气泵；300、气压传感器；400、控制模块；500、扩压结构；510、导叶轮；520、导叶片；600、气体供应模块；610、进气管；620、进气泵；700、浓度传感器；800、组分传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一

如图1所示为本实用新型的一种油气泄露的快速检测装置的第一实施例。

一种油气泄露的快速检测装置，装配于管道1之间连接的法兰2处，包括罩设于法兰2外的壳体100，壳体100与法兰2之间共同形成密封腔110，壳体100上设有使密封腔110内形成负压的负压结构200，密封腔110内设有气压传感器300，还包括设于壳体100内用于对法兰2处泄漏的气体增压的扩压结构500；其中，负压结构200包括设于壳体100且与密封腔110连通的排气管210、及安装于排气管210内的排气泵220。

此外，在本实施例中，壳体100外设有控制模块400，负压结构200、气压传感器300和排气泵220信号连接于控制模块400。

在本实施例中，如图1所示，壳体100与法兰2之间共同配合形成密封腔110便于聚拢泄露油气，负压结构200可以使密封腔110内形成负压，确保法兰2发生泄露时油气会由于压差作用被吸入密封腔110内，密封腔110内进入了泄露的油气，密封腔110内的压力就会开始缓慢发生改变，随着压力不断上升到一定数值后气压传感器300就会感应到密封腔110内压力的变化；当密封腔110内油气泄露至一定浓度时具有易燃的风险，为了避免油气不断泄露浓度升高，当气压传感器300感应到油气浓度接近易燃数值时会向控制模块400发送电信号，控制模块400接收到电信号后控制负压结构200抽出油气安全排放至外界环境中，使密封腔110内的油气浓度保持在安全的数值范围，本实用新型在壳体100内增设了用于对法兰2处泄露的油气进行增压的扩压结构500，通过扩大泄露油气的压力，加快密封腔110内压力的变化，使气压传感器300可以更灵敏地感应到密封腔110内压力的变化，更快地检测到轻微的油气泄漏，避免未及时检测到油气泄露产生易燃的风险，有效解决了现有技术中不能灵敏地检测到轻微油气泄露的技术问题。

在本实施例中，如图1所示，排气泵220单向排气实现形成密封腔110的负压状态的效果，同时排气泵220不使用时还能保证密封腔110内的气密性，具有结构简单可靠的优点。

实施例二

如图1至图2所示为本实用新型的一种油气泄露的快速检测装置的第二实施例。

本实施例与实施例一类似，不同之处在于：扩压结构500包括同轴转动装配于法兰2外圈两侧的导叶轮510、及设置在导叶轮510之间的导叶片520，导叶片520的形状为波纹曲面，导叶片520沿法兰2径向设置且多组导叶片520均匀环绕于法兰2外圈；其中，导叶轮510和法兰2外圈之间装配设有轴承；其中，壳体100形状为蜗壳且与导叶轮510同轴设置，蜗壳的螺旋方向与导叶轮510的转动方向相同；其中，气压传感器300设于蜗壳的出风口处。

在本实施例中，如图1至2所示，由于多组导叶片520沿法兰2径向设置且对法兰2外圈形成均匀环绕，泄露的油气首先会进入弯叶片之间的通道，由于导叶片520的形状为弯曲的波纹曲面，泄露的油气会对导叶片520的波纹曲面产生作用力使其转动，由于随着导叶片520之间的通道轴向截面积不断扩大，根据伯努利原理，油气在通道扩散的过程中，油气的体积随着通道截面积的增大而增大，同时随着油气的泄露导叶轮510的转速持续加快，油气会不断积聚在导叶轮510的外圈与壳体100内壁之间受到加压膨胀的作用，密封腔110内气体膨胀导致气压增大，从而实现对油气的增压。

此外，在本实施例中，泄漏气体流量公式为：Q＝v×A，式中：Q为泄漏气体的体积流量，v为流体该点的流速，A为叶片通道截面积；伯努利方程公式为：p+1/2ρv^2+ρg h＝C，而对于气体，可忽略重力，将表达式简化为：p+1/2ρv^2＝C，式中：p为流体中某点的压强，v为流体该点的流速，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为该点所在高度，C是一个常量，当气体发生泄漏时，泄漏气体进入导叶片520之间的通道，由于导叶片520之间通道截面积A的逐渐扩大，从泄漏气体流量公式可得流体流速v变小，当流体流速v变小时，由伯努利方程公式可得流体压强P增大，从而增大气体的压力。

在本实施例中，通过装配轴承实现导叶轮510和法兰2外圈之间相对转动，结构简单安装方便。

在本实施例中，如图1所示，蜗壳的特点是其内部通道的断面面积由内向外至出风口处不断变大，设置壳体100形状为蜗壳且与导叶轮510同轴设置，并设置其螺旋方向与导叶轮510转动方向相同，导叶轮510的外圈与壳体100内壁之间的油气随着导叶轮510的转动被由内而外带动流动，流动的空间随着螺旋由内向外不断扩大，根据伯努利原理，油气的压力随着导叶轮510的外圈与壳体100内壁之间的空间增大而增大，当油气抵达蜗壳出风口处即内部通道的断面面积最大处时压力增大到峰值。

在本实施例中，如图1所示，由于在蜗壳的出风口处内部通道的断面面积最大，根据伯努利原理，油气的压力值在出风口处被导叶轮510放大至峰值，设置气压传感器300在蜗壳的出风口处，最大限度增加了气压传感器300检测到压力变化的概率。

实施例三

如图1和图3所示为本实用新型的一种油气泄露的快速检测装置的第三实施例。

本实施例与实施例一或实施例二类似，不同之处在于：还包括可向密封腔110内充入惰性气体的气体供应模块600、及设于密封腔110内的浓度传感器700，气体供应模块600与壳体100之间设有与密封腔110连通的进气管610，进气管610内安装有进气泵620；其中，还包括设于密封腔110内的组分传感器800，组分传感器800信号连接于后台监控中心；其中，浓度传感器700设于蜗壳的出风口处；其中，组分传感器800设于蜗壳的出风口处。

在本实施例中，如图3所示，当法兰2发生大量泄露时，密封腔110内的瞬时油气浓度相较于轻微泄露情况下更高，设置浓度传感器700检测油气的浓度，若油气的浓度较高不满足排放标准时，控制启动进气泵620，将惰性气体从气体供应模块600通过进气管610吸入密封腔110内，惰性气体可以稀释油气，降低油气的浓度，浓度传感器700检测到油气的浓度满足排放的标准后控制关闭进气泵620，接着开启排气泵220对混合气体进行安全排放。本实用新型针对不同泄露的情况采取不同的应对措施，实现实时控制密封腔110内的油气浓度，提高使用安全性。

此外，惰性气体包括一共有七种，分别是氦、氖、氩、氪、氙、氡、气奥，在本实施例中采用的是氦气，在一般常温常压的情况下它都是无色无味的，密度比空气小，性质十分的稳定，通常状态下不与其它元素或化合物结合。

在本实施例中，如图1所示，组分传感器800可以检测密封腔110内的气体的组成成分，若组分传感器800检测到泄露的油气中存在杂质气体，组分传感器800会将检测结果发送至后台监控中心，使后台监控中心的工作人员可以实时监测管道1内气体的组成信息，便于在供应油气的源头进行成分比例的调控。

在本实施例中，如图1所示，由于油气在导叶轮510的带动下积聚在蜗壳的出风口处，设置浓度传感器700在蜗壳的出风口处可以更准确检测出油气浓度。

在本实施例中，如图1所示，由于油气在导叶轮510的带动下积聚在蜗壳的出风口处，设置组分传感器800在蜗壳的出风口处可以更准确得检测到密封腔110内的气体组成成分变化。

此外，在本实施中，浓度传感器700可以采用FIGARO品牌TGS6812-D00的型号；组分传感器800可以采用安帕尔品牌APEM-*-CH20的型号。

在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油气泄露的快速检测装置，装配于管道(1)之间连接的法兰(2)处，其特征在于：包括罩设于法兰(2)外的壳体(100)，所述壳体(100)与法兰(2)之间共同形成密封腔(110)，所述壳体(100)上设有使密封腔(110)内形成负压的负压结构(200)，所述密封腔(110)内设有气压传感器(300)，还包括设于所述壳体(100)内用于对法兰(2)处泄漏的气体增压的扩压结构(500)。

2.根据权利要求1所述的一种油气泄露的快速检测装置，其特征在于：所述负压结构(200)包括设于壳体(100)且与所述密封腔(110)连通的排气管(210)、及安装于所述排气管(210)内的排气泵(220)。

3.根据权利要求1所述的一种油气泄露的快速检测装置，其特征在于：所述扩压结构(500)包括同轴转动装配于法兰(2)外圈两侧的导叶轮(510)、及设置在所述导叶轮(510)之间的导叶片(520)，所述导叶片(520)的形状为波纹曲面，所述导叶片(520)沿法兰(2)径向设置且多组导叶片(520)均匀环绕于法兰(2)外圈。

4.根据权利要求3所述的一种油气泄露的快速检测装置，其特征在于：所述导叶轮(510)和法兰(2)外圈之间装配设有轴承。

5.根据权利要求3所述的一种油气泄露的快速检测装置，其特征在于：所述壳体(100)形状为蜗壳且与所述导叶轮(510)同轴设置，蜗壳的螺旋方向与所述导叶轮的转动方向相同。

6.根据权利要求5所述的一种油气泄露的快速检测装置，其特征在于：所述气压传感器(300)设于蜗壳的出风口处。

7.根据权利要求5所述的一种油气泄露的快速检测装置，其特征在于：还包括可向所述密封腔(110)内充入惰性气体的气体供应模块(600)、及设于所述密封腔(110)内的浓度传感器(700)，所述气体供应模块(600)与所述壳体(100)之间设有与所述密封腔(110)连通的进气管(610)，所述进气管(610)内安装有进气泵(620)。

8.根据权利要求7所述的一种油气泄露的快速检测装置，其特征在于：所述浓度传感器(700)设于蜗壳的出风口处。

9.根据权利要求5所述的一种油气泄露的快速检测装置，其特征在于：还包括设于所述密封腔(110)内的组分传感器(800)，所述组分传感器(800)信号连接于后台监控中心。

10.根据权利要求9所述的一种油气泄露的快速检测装置，其特征在于：所述组分传感器(800)设于蜗壳的出风口处。

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