输气管道保压泄压装置

摘要

本发明输气管道保压泄压装置，封闭池体侧壁贯穿设有进气管，封闭池体的内部设有可充气的软袋，进气管插入软袋中并且与软袋密封连接；软袋的上袋壁设有单向阀，封闭池体的上壁贯穿设有可插入并开启单向阀的泄压管。将输气管道的接头通过管道与进气管连通，使得输气管道中的气体压力与软袋中的气体压力相同。软袋起到了控制压力和收集气体的作用。当输气管道中的气体压力持续增加时，单向阀向上移动直到泄压管完全穿过单向阀，使得软袋的内部通过泄压阀与外界连通，使得过压的气体通过泄压管迅速排入大气中，起到对外泄压的作用。另外当软袋的体积膨胀到一定程度，软袋会先于输气管道发生破裂，破裂后的气体从泄压阀排出，起到极限防爆的作用。

说明书

技术领域

本发明涉及燃气安全运输领域，具体涉及一种输气管道保压泄压装置。

背景技术

天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、岩石圈中各种自然过程形成的气体（包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等）。而人们长期以来通用的“天然气”的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。

天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等，也有少量出于煤层。它是优质燃料和化工原料。天然气主要用途是作燃料，可制造炭黑、化学药品和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。天然气主要由气态低分子烃和非烃气体混合组成。天然气主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。天然气在送到最终用户之前，为助于泄漏检测，还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。

目前，管道天然气的运输采用气体管道的方式。管道运输的成本较低，可以进行长距离运输。但是管道运输除了需要解决接头处的密封和泄漏问题外，还需要防止管道中的气体压力激增而造成的爆炸问题。通常情况下，在管道的起始端都设有安全泄压阀，用来控制管道的压力。但是在管道的中间段并没有有效的泄压措施，一旦管道内压力过大，将极易造成管道的损坏，引起安全事故。而且，管道的中间段一般是埋在地下，即使增加泄压阀，也存在安装不易的问题。再者，泄压阀的工作原理是直接将过压的气体排放到大气中，并不能将该部分气体回收利用，造成浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输气管道保压泄压装置，安装在输气管道上，起到安全防爆和回收泄压气体的作用。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：输气管道保压泄压装置，包括设置在地面上的封闭池体，所述封闭池体侧壁贯穿设有进气管，所述封闭池体的内部设有可充气的软袋，所述进气管插入软袋中并且与软袋密封连接；所述软袋的上袋壁设有单向阀，所述封闭池体的上壁贯穿设有可插入并开启单向阀的泄压管。

采用上述技术方案时，将封闭池体设置在地埋的输气管道的上方，并且将输气管道的接头通过管道与进气管连通，使得输气管道中的气体压力与软袋中的气体压力相同。当输气管道中的气体压力增加时，气体通过进气管进入到软袋中，使得软袋中的气体压力与输气管道中的气体压力始终保持一致。当输气管道中的气压降低后，储存在软袋中的气体会重新进入输气管道中。这样软袋就起到了控制压力和收集气体的作用，相对传统的泄压阀的结构，能够有效利用泄压气体。再者，当输气管道中的气体压力持续增加时，软袋的体积持续变大，直到软袋的上袋壁上的单向阀向上移动直到泄压管完全穿过单向阀，使得软袋的内部通过泄压阀与外界连通，使得过压的气体通过泄压管迅速排入大气中，起到对外泄压的作用。另外，如果软袋上的单向阀和泄压管之间没有配合泄压，当软袋的体积膨胀到一定程度，由于软袋的强度远远低于输气管道的强度，软袋会先于输气管道发生破裂，破裂后的气体从泄压阀排出，起到极限防爆的泄压作用。

进一步改进方案，所述封闭池体的上壁还贯穿设有溢水管，所述溢水管上设有与封闭池体连通的进水口，所述溢水管中铰接有封闭进水口的单向挡板；所述软袋的上袋壁上设有可插入溢水管并顶开单向挡板的顶杆。在使用中，在封闭池体中充满水，使得输气管道中的气压、软袋中的气压和封闭池体中的水压始终处于压力相同的状态。当软体中的气体压力增加，并且无法通过泄压管对外界泄压时，软袋上的顶杆继续上移，顶开溢水管上的单向挡板，将封闭池体中的水在水压的作用下通过溢水管排出。一方面，从溢水管中排出的水可以起到提示底面上工作人员的作用，另一方面，通过排出水，降低水压，使得软袋可以继续膨胀，直到软袋破裂。软袋破裂后，气体可以通过泄压管和溢水管排出，起到泄压的作用。

进一步改进方案，溢水管的下端为三通节，所述进水口位于三通节的水平支节上，所述单向挡板位于三通节的竖上支节上。设置三通节，可以有一个专门的进水口，而不用让顶杆通过进水口插入三通节中，提高整个结构的可靠性。

进一步改进方案，所述单向阀的底端设置单向阀瓣，所述泄压管的下端面与单向阀瓣之间的距离小于顶杆的上端面与单向挡板之间的距离。单向阀瓣结构简单，可以起到单向封闭的作用。另外，上述设置，可以确保在正常情况下泄压管优先于泄压管工作，使得整个装置优先泄压，在不能正常泄压时通过溢流管排水进行警示和泄压。

进一步改进方案，所述泄压管和溢水管伸出封闭池体的开口端水平设置。开口端水平设置可以防止沙石直接进入其中，起到保护管道和防堵的作用。

进一步改进方案，所述泄压管和溢水管的开口端的朝向相反。设置相反的朝向可以有更大的安装空间，并且可以将泄压管和溢水管的间距设置得更小。

进一步改进方案，所述软袋的底部与封闭池体的底部固定连接。该设置可以限定软袋的位置，并且限定软袋的膨胀方向，使得泄压更加的精确和可靠。

进一步改进方案，所述单向挡板的上端固定连接有钢丝绳，所述钢丝绳的端部伸出溢水管。设置钢丝绳，可以通过拉扯钢丝绳的末端打开单向挡板，可以用来检测封闭池体内部的水压或者向其中灌注水。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明输气管道保压泄压装置实施例的结构示意图；

图2是图1在泄压状态下的结构示意图。

具体实施方式

附图标记：封闭池体1，密封垫11，进气管2，软袋3，单向阀4，泄压管5，顶杆6，溢水管7。

如图1所示，本发明输气管道保压泄压装置，包括了设置在地面上的封闭池体1，封闭池体1可以采用钢筋混凝土现场浇筑，也可以采用工厂预制，现场安装的方式。封闭池体1修筑在输气管道的上方，在封闭池体的侧面设置有一个进气管2，进气管2用于与地下埋藏的输气管道的三通预留接头管进行连接。在封闭池体1内，安装有一个封闭的软袋3，进气管2伸入软袋3中，并且进气管2与软袋3封闭连接。软袋3的底部固定在封闭池体1的底部，软袋3的上部设置有一个单向阀4，单向阀4上设有单向阀瓣，单向阀瓣只能从上方顶开。在封闭池体1的上方设置有一个泄压管5。封闭池体1的上方壁上安装有密封垫11，泄压管5插入密封垫11中，通过密封垫11保证泄压管5和封闭池体1之间无泄漏缝隙。泄压管5的下端插入软袋3上的单向阀4中，并且在通常状态下，泄压管5的下端面与单向阀4的单向阀瓣之间留有间隙。另外，在软袋3的上方，位于单向阀4的旁边固定有一个竖向的顶杆6。在封闭池体1的上方壁上对应顶杆6的位置上安装有一个溢水管7，顶杆6的上端从溢水管7的下端口插入。溢水管7的下段是一个三通节，三通节的横向管的管口与封闭池体1的内腔连通。三通节的上方开口处安装有一个单向挡板，该单向挡板铰接在三通节的内壁上，并且单向挡板可向上旋转打开三通节，在单向挡板的转轴处安装有扭簧，通过扭簧迫使单向挡板向下旋转在水平位置封闭三通节。在设计时，顶杆6的上端面与单向挡板之间的距离大于泄压管5下端面与单向阀4下方单向阀瓣之间的距离。

如图2所示，使用时，将进气管2与地下埋藏的输气管道的泄压接头利用管道连通，并且在封闭池体1中注满水。由于进气管2插入软袋3中，使得软袋3中的气压与输气管道中的气压相同。当输气管道中的气体压力增加时，气体进入到软袋3中，使得软袋3的体积膨胀。由于整个封闭池体1中装满了水，并且整个封闭池体1形成一个封闭的空间，当软袋3的体积膨胀后，封闭池体1中的水压会增加，始终保持软袋3中的气压，输气管道中的气压，封闭池体1中的水压三者相等。当输气管道中的气压不再继续增加时，整个软袋3的体积停止膨胀，并且软袋3还起到了收集气体的作用，当输气管道中的气压恢复正常后，软袋3中的气体会进入到输气管道中，起到了调压和收集泄压气体的作用。再者，当输气管道中的气体压力持续增加时，软袋3的体积持续膨胀，使得软袋3上部的袋壁持续向上移动，在此过程中，封闭池体1上的泄压管5插入软袋3上的单向阀4中的深度不断增加，直到泄压管5穿透单向阀4的单向阀瓣，使得泄压管5与软袋3连通，软袋3中的气体源源不断从泄压管5中排出，起到极限泄压的作用，放置整个装置压力过载后发生爆炸。处于安全的考虑，如果上述单向阀4和泄压管5没有起到极限泄压的作用时，需要有直观的观察手段。由于在软袋3上还有一个顶杆6，在软袋3膨胀的过程中，顶杆6插入溢水管7上三通节的长度也不断增加，直到顶杆6插入的长度足以顶开三通节上的单向挡板时，封闭池体1中的水，在水压的作用下，通过三通节，从溢水管7中流出。一方面，地面上的工作人员能够通过从溢水管7中流出的水流判断单向阀4与泄压管5的工作状态，再者，通过溢水管7，也能够起到对封闭池体1中的水泄压的作用，可以在短期内缓解软袋3，使其继续膨胀。如果无法及时处理时，当封闭池体1中的水排出到一定时候，软袋3会持续膨胀直到整个软袋3发生破裂，破裂后，软袋3和输气管道中的气体将通过泄压管5和溢水管7直接泄压，防止出现安全事故。

另外，在单向挡板的上端固定连接有钢丝绳，所述钢丝绳的端部伸出溢水管7。设置钢丝绳，可以通过拉扯钢丝绳的末端打开单向挡板，可以用来检测封闭池体1内部的水压，通过水压数据测定气压数据，或者在封闭池体1内水大量流失后向其中灌注加水。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。