基于气源伺服装置的循环惰封系统及QHSE储运方法与流程

文档序号:12707978阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种气源伺服装置,其特征在于,包括伺服恒压单元,用于提供和收储工质气体;所述伺服恒压单元具体包括:依次接驳并单向阀控连通的来气压缩机、充气止回阀、气源容器和去气阀控组件;其中:

来气压缩机,能够以自动、联动和\或手动模式控制启动运行和停机联锁,用以出力将其来气侧的所述工质气体压缩和充装至所述气源容器,并反馈控制其来气侧的所述工质气体的状态,使之保持在不大于预设压力参数的范围;

充气止回阀,与所述来气压缩机的额定排气压力相匹配,设置于所述来气压缩机排气侧至所述气源容器进气侧之间的管路上,用于配合所述气源容器收储所述工质气体并积蓄压力势能;

气源容器,与所述来气压缩机的额定排气压力及预设收储量相匹配,用以收储和提供所述工质气体;和

去气阀控组件,能够以自力、自动、联动和\或手动模式控制开闭,用以控制所述气源容器中的所述工质气体经节流和减压,释放至所述去气阀控组件的去气侧,并反馈控制所述去气阀控组件的去气侧的所述工质气体的状态,使之保持在不小于预设压力参数的范围。

2.根据权利要求1所述的气源伺服装置,其特征在于,所述来气压缩机配有第一压力变送器,所述第一压力变送器安装在所述来气压缩机的来气侧的管路上,直接或经控制系统与所述来气压缩机通信连接,用以侦测所述来气压缩机的来气侧工质气体的压力变量,并推送用于自动控制所述来气压缩机启动运行和停机联锁的第一预设压力参数变送信号。

3.根据权利要求1所述的气源伺服装置,其特征在于,还包括气源周转单元,用以扩充工质气体容量,并能够对外输出和\或对内输入所述工质气体;所述气源周转单元具体包括依次接驳并单向阀控连通的储气增压机、充装止回阀、周转容器和补气阀控组件,其中:

储气增压机,其进气侧与所述气源容器单向接驳并阀控连通,能够以自动、联动和\或手动模式控制启动运行和停机联锁,用以出力将所述气源容器中的所述工质气体转移、进一步压缩和充装至所述周转容器,并反馈控制所述气源容器中的所述工质气体的状态,使之保持在不大于预设压力参数的范围;

充装止回阀,与所述储气增压机的额定排气压力相匹配,设置于所述储气增压机排气侧至所述周转容器进气侧之间的管路上,用于配合所述周转容器收储所述工质气体并积蓄压力势能;

周转容器,与所述储气增压机的额定排气压力及预设收储量相匹配,用以积蓄压力势能、收储和\或周转工质气体;和

补气阀控组件,其去气侧与所述气源容器单向接驳并阀控连通,能够以自力、自动、联动和\或手动模式控制开闭,用以控制所述周转容器中的所述工质气体通过节流和减压后,释放至所述气源容器,并反馈控制所述气源容器中的所述工质气体的状态,使之保持在不小于预设压力参数的范围。

4.根据权利要求3所述的气源伺服装置,其特征在于,所述储气增压机为电驱增压机,该电驱增压机还配有安装在其进气侧、并与其直接或经控制系统通信连接的第二压力变送器,用以侦测所述气源容器中所述工质气体的压力变量、向所述储气增压机推送第二预设压力参数变送信号以及自动控制所述储气增压机启动运行和停机联锁。

5.根据权利要求1所述的气源伺服装置,其特征在于,还包括气源周转单元,用以扩充工质气体容量,并能够对外输出和\或对内输入所述工质气体;所述气源周转单元具体包括储气增压机以及依次接驳并单向阀控连通的充装止回阀、周转容器和补气阀控组件,其中所述储气增压机为气驱增压机,所述气驱增压机具有驱动气体输入接口、驱动气体输出接口、工质气体进气口和工质气体排气口,该气驱增压机还配有接力容器、驱动气体循环接管和循环气体泄压阀,用于以所述来气压缩机排出的工质气体作为所述气驱增压机的驱动气体,驱动其运行;

所述来气压缩机的排气口与所述气驱增压机的驱动气体输入接口单向接驳连通;所述接力容器串联式接驳于所述驱动气体输出接口与所述工质气体进气口之间的管路上,所述驱动气体经所述接力容器流向所述工质气体进气口;所述工质气体排气口通过所述充装止回阀与所述周转容器的进气口止回式接驳连通;

补气阀控组件的去气侧与所述气源容器单向接驳并阀控连通,能够以自力、自动、联动和\或手动模式控制开闭,用以控制所述周转容器中的所述工质气体通过节流和减压后,释放至所述气源容器,并反馈控制所述气源容器中的所述工质气体的状态,使之保持在不小于预设压力参数的范围;

所述驱动气体循环接管接驳于所述接力容器至所述来气压缩机的进气侧;所述循环气体泄压阀串联于所述驱动气体循环接管之中,用于限制所述接力容器中的工质气体压力,以确保所述驱动气体输入接口与所述驱动气体输出接口之间的驱动气体压力差。

6.根据权利要求3~5任一所述的气源伺服装置,其特征在于,所述周转容器为快装钢瓶组,所述快装钢瓶组中的各个钢瓶均带有充放组件,所述气源周转单元还包括充放汇流组件,所述充放汇流组件具有来气输入接口、去气输出接口和钢瓶接口,所述充放汇流组件的来气输入接口接驳于所述充装止回阀的气体输出侧,所述去气输出接口接驳至所述补气阀控组件的气体输入侧,所述钢瓶接口分别与各个钢瓶的所述充放组件接驳并双向阀控连通。

7.根据权利要求1所述的气源伺服装置,其特征在于,所述气源容器为快装钢瓶组,所述快装钢瓶组中的各个钢瓶均带有充放组件,所述伺服恒压单元还包括充放汇流组件,所述充放汇流组件具有来气输入接口、去气输出接口和钢瓶接口,所述充放汇流组件的来气输入接口接驳于所述充气止回阀的气体输出侧,所述去气输出接口接驳至所述去气阀控组件的气体输入侧,所述钢瓶接口分别与各个钢瓶的所述充放组件接驳并双向阀控连通。

8.根据权利要求3~5任一所述的气源伺服装置,其特征在于,所述补气阀控组件还配有气体加热设备,用于防止所述补气阀控组件的减压冻堵。

9.根据权利要求3~5任一所述的气源伺服装置,其特征在于,所述来气压缩机和\或所述储气增压机分别包括并联设置的至少两台,能够陆续启动运行和分别停机联锁,用以适配工况、互为备用和应急共用。

10.一种基于权利要求1~9中任一项所述气源伺服装置的循环惰封系统,其特征在于,包括所述气源伺服装置、惰封管路和物料容器,所述工质气体为惰封介质,所述惰封介质为采用窒息式消防方法所应用的气体型消防介质;所述气源伺服装置具有来气接口和去气接口,所述来气接口为所述来气压缩机的进气口,所述去气接口为所述去气阀控组件的出气口;所述惰封管路包括来气管路和去气管路;所述物料容器的顶部具有呼气输出接口和吸气输入接口;其中,所述物料容器的所述呼气输出接口通过所述来气管路与所述气源伺服装置的所述来气接口依次接驳并单向阀控连通;所述气源伺服装置的去气接口通过所述去气管路与所述物料容器的所述吸气输入接口依次接驳并单向阀控连通,用以反馈控制所述物料容器气相空间中所述惰封介质的气体状态。

11.根据权利要求10所述的循环惰封系统,其特征在于,所述气源伺服装置还包括伺服调温单元,用于以自动、联动和\或手动模式反馈控制所述物料容器气相空间的温度。

12.根据权利要求11所述的循环惰封系统,其特征在于,所述伺服调温单元具体包括安装在所述来气压缩机排气侧的工质气体冷却设备和\或安装在所述去气阀控组件进气侧的工质气体加热设备,以及安装在所述来气管路和\或所述去气管路上的温度变送器,其中,所述温度变送器直接或经控制系统与所述来气压缩机通信连接,用以侦测所述物料容器的气相空间的温度变量,并推送用于自动控制所述来气压缩机启动运行和停机联锁的预设温度参数变送信号。

13.根据权利要求11所述的循环惰封系统,其特征在于,所述物料容器外部还罩设有调温结构,所述调温结构采用不透气的金属和\或非金属的硬质和\或软质材料建成,所述调温结构的内壁与所述物料容器的外表面之间形成与大气隔绝的夹层空间,所述惰封管路经该夹层空间与所述物料容器内的气相空间连通,用以通过对所述夹层空间及所述物料容器内气相空间的温度调节,对所述物料容器内物料的温度进行控制。

14.根据权利要求10所述的循环惰封系统,其特征在于,还包括气源净化单元,所述气源净化单元包括微压差净化组件和/或饱和净化组件,用于以联动、自动和\或手动模式控制所述惰封介质中的可凝结或可滤沥的气态物质,其中,所述微压差净化组件与所述来气管路并联设置,由第一切换阀组切换接驳连通,所述第一切换阀组包括直通档和净化档;所述饱和净化组件与所述气源伺服装置中的所述充气止回阀至所述气源容器之间的管路并联设置,由第二切换阀组切换接驳连通,所述第二切换阀组包括直通档和净化档。

15.根据权利要求14所述的循环惰封系统,其特征在于,所述微压差净化组件具体包括微压差气液分离装置、净化产物导流阀管和液相产物汇集容器,所述微压差气液分离装置的底部经所述净化产物导流阀管与所述液相产物汇集容器单向接驳且液相阀控连通,用以在微压差条件下气相滤沥、液相汲取、疏导、汇流和回收流经自身的惰封介质中的液相净化产物和机械杂质;所述饱和净化组件具体包括与所述来气压缩机额定排气压力相匹配的承压型气液分离装置、第一背压阀、净化产物导流阀管和液相产物汇集容器,所述第一背压阀设置在所述承压型气液分离装置的去气侧管路上,所述承压型气液分离装置的底部经所述净化产物导流阀管与所述液相产物汇集容器单向接驳且液相阀控连通,用以在承压条件下滤沥、汲取、疏导、汇流和回收流经自身的惰封介质中的液相净化产物。

16.根据权利要求15所述的循环惰封系统,其特征在于,所述气源净化单元还包括采用过滤法、吸收法、吸附法、膜分离法、冷凝法当中的至少一种方法设计或组合设计的气液分离装置,用以配合所述微压差气液分离装置和\或所述承压型气液分离装置强化功能和\或提高效率。

17.根据权利要求14、15或16所述的循环惰封系统,其特征在于,还包括气源纯化单元,所述气源纯化单元包括第三切换阀组和不凝杂质气体脱除机组,所述第三切换阀组包括直通档和纯化档,所述不凝杂质气体脱除机组与所述充气止回阀至所述气源容器之间的管路并联设置,由所述第三切换阀组切换接驳连通,用于以联动、自动和\或手动模式脱除所述惰封介质中的不凝或难凝结类杂质气体,所述杂质气体至少包括氧气。

18.根据权利要求17所述的循环惰封系统,其特征在于,所述不凝杂质气体脱除机组具体包括变压吸附式制氮机组、空气压缩机、脱除产物疏导管路和第四切换阀组,所述第四切换阀组包括纯化档和制氮档,其中,所述空气压缩机与所述变压吸附式制氮机组的进气侧管路并联设置,由所述第四切换阀组切换接驳连通;所述变压吸附式制氮机组产生的脱除产物经所述脱除产物疏导管路疏导至收集装置或安全放空。

19.根据权利要求18所述的循环惰封系统,其特征在于,所述来气压缩机还配有预定气体含量传感器,所述预定气体含量传感器为氧气、氮气和物料的相际传质产物当中的至少一种气体含量传感器,所述预定气体含量传感器直接或经控制系统与所述来气压缩机、所述第一切换阀组、第二切换阀组、第三切换阀组和\或第四切换阀组通信连接,用于侦测所述物料容器气相空间的预定气体含量,并推送用于自动控制所述来气压缩机启动运行和停机联锁,以及所述第一切换阀组、第二切换阀组、第三切换阀组和\或第四切换阀组自动切换的预定气体含量的预设参数变送信号。

20.根据权利要求10所述的循环惰封系统,其特征在于,所述惰封管路中串联接驳有缓冲容器,所述缓冲容器的内部载有阻火隔爆物质,用以在各个所述物料容器之间,及所述物料容器与所述气源伺服装置之间进行阻火隔爆。

21.根据权利要求20所述的循环惰封系统,其特征在于,所述缓冲容器包括串联接驳于所述来气管路中的、具有来气输入端口和来气输出端口的来气缓冲容器,和串联接驳于所述去气管路中的、具有去气输入端口和去气输出端口的去气缓冲容器,其中,所述物料容器的呼气输出接口通过所述来气管路经由所述来气缓冲容器与所述气源伺服装置的来气接口依次单向接驳并阀控连通;所述气源伺服装置的去气接口通过所述去气管路经由所述去气缓冲容器与所述物料容器的吸气输入接口依次单向接驳并阀控连通。

22.根据权利要求21所述的循环惰封系统,其特征在于,所述物料容器为至少二个,所述来气缓冲容器的来气输入端口为至少二个,所述去气缓冲容器的去气输出端口为至少二个,其中,各个物料容器的呼气输出接口分别通过对应的来气管路与所述来气缓冲容器中对应的来气输入端口接驳连通;所述去气缓冲容器的各个去气输出端口分别通过对应的去气管路与对应的物料容器的吸气输入接口接驳连通。

23.根据权利要求21或22所述的循环惰封系统,其特征在于,所述物料容器包括固定式物料容器、移动式物料输入侧容器和移动式物料输出侧容器,所述来气管路中还串联有来气加速组件,所述去气管路中还串联有去气加速组件,所述来气加速组件和所述去气加速组件均包括管路风机,用以加快所述惰封介质在相关惰封管路中的流动速度,并加快液相物料装卸速度;所述固定式物料容器能够与所述移动式物料输入侧容器和\或所述移动式物料输出侧容器液相接驳连通、输送物料;所述移动式物料输入侧容器的气相空间通过所述来气管路、经所述来气缓冲容器及所述来气加速组件与气源伺服装置的来气接口单向接驳并阀控连通;所述移动式物料输出侧容器的气相空间通过所述去气管路、经所述去气缓冲容器及所述去气加速组件与所述气源伺服装置的去气接口单向接驳并阀控连通。

24.根据权利要求20所述的循环惰封系统,其特征在于,所述物料容器具有呼吸接口,所述惰封管路包括来气管路、去气管路和呼吸管路,所述缓冲容器具有来气输出端口、去气输入端口和呼吸气端口,其中,所述物料容器的呼吸接口通过所述呼吸管路与所述缓冲容器的呼吸气端口双向接驳连通;所述缓冲容器的来气输出端口通过来气管路与所述气源伺服装置的来气接口单向接驳并阀控连通;所述气源伺服装置的去气接口通过所述去气管路与所述缓冲容器的去气输入端口单向接驳并阀控连通。

25.根据权利要求24所述的循环惰封系统,其特征在于,所述物料容器为至少二个,所述缓冲容器的呼吸气端口为至少二个,其中,各个物料容器的呼吸接口分别通过各自的呼吸管路与所述缓冲容器上对应的呼吸气端口双向接驳连通。

26.根据权利要求25所述的循环惰封系统,其特征在于,所述缓冲容器为桥接缓冲容器,所述物料容器还包括生产装置容器,及其原料侧容器和产品侧容器,所述原料侧容器、所述生产装置容器和所述产品侧容器依次单向液相接驳并阀控连通,其中,所述原料侧容器和所述产品侧容器的呼吸接口分别通过各自的呼吸管路与所述桥接缓冲容器的各个呼吸气端口气相接驳连通,用以使所述惰封介质在物料液面升降作用下流动。

27.根据权利要求26所述的循环惰封系统,其特征在于,所述生产装置容器还包括安全泄放气体管路,所述桥接缓冲容器还包括生产装置安全泄放气体输入接口,其中,所述生产装置容器的安全泄放气体管路与所述桥接缓冲容器的生产装置安全泄放气体输入接口止回式单向接驳连通,用于令所述生产装置容器的安全泄放气体经所述桥接缓冲容器阻火、隔爆和缓冲后,在所述原料侧容器和所述产品侧容器中得以消纳,并在所述气源伺服装置中得以净化、纯化和利用。

28.根据权利要求21所述的循环惰封系统,其特征在于,所述来气缓冲容器还包括外部气源输入接口,所述去气缓冲容器还包括内部气源输出接口。

29.根据权利要求10所述的循环惰封系统,其特征在于,所述物料容器内的气体进口和出口处还安装有阻火隔爆组件,用以在所述物料容器和所述惰封管路之间进行双向阻火隔爆抑爆。

30.根据权利要求10所述的循环惰封系统,其特征在于,还包括在线监测单元和在线预警单元,所述在线监测单元用于在线监测所述循环惰封系统中的表征所述惰封介质的气体状态的技术参数,所述在线预警单元与所述在线监测单元通信连接,用于在所述惰封介质的气体状态达到预设技术参数值时触发并远程推送预警信号。

31.一种基于权利要求10~30中任一所述的循环惰封系统的QHSE储运方法,其特征在于,所述来气压缩机配有第一压力变送器,所述第一压力变送器安装在所述来气压缩机来气侧的管路上,直接或经控制系统与所述来气压缩机通信连接,用以侦测所述来气压缩机来气侧惰封介质的压力变量,并推送用于自动控制所述来气压缩机启动运行和停机联锁的预设压力参数变送信号;

所述QHSE储运方法包括以下自动伺服呼吸步骤:

所述第一压力变送器实时侦测用于表征所述物料容器的气相空间中惰封介质状态的压力变量;

当所述压力变量升至第一预设压力阈值时,所述气源伺服装置启动收气程序:所述来气压缩机启动运行,将所述气相空间内的部分惰封介质转移、压缩并收储至所述气源容器,直至所述压力变量回落到不高于第一预设压力阈值的第二预设压力阈值时所述来气压缩机停机联锁,所述收气程序结束;

当所述压力变量降至不高于所述第二预设压力阈值的第三预设压力阈值时,所述气源伺服装置启动供气程序:所述去气阀控组件开启,将所述气源容器中的惰封介质经节流和减压后,释放至所述物料容器的气相空间,直至压力变量升至第二预设压力阈值时所述去气阀控组件关闭,所述供气程序结束。

32.根据权利要求31所述的QHSE储运方法,其特征在于,所述气源伺服装置还包括伺服调温单元,所述伺服调温单元具体包括安装在所述来气压缩机排气侧的工质气体冷却设备和\或安装在所述去气阀控组件进气侧的工质气体加热设备,以及安装在所述来气管路和\或所述去气管路上的温度变送器,其中,所述温度变送器直接或经控制系统与所述来气压缩机通信连接,用以侦测所述物料容器气相空间的温度变量,并推送用于控制所述来气压缩机启动运行和停机联锁的预设温度参数变送信号;

所述QHSE储运方法还包括自动调温步骤:

所述温度变送器实时地侦测用于表征所述物料容器气相空间气体状态的温度变量;

当所述温度变量达到第一预设温度阈值时,所述气源伺服装置启动所述收气程序:所述来气压缩机出力,将所述物料容器中的部分待调温的惰封介质经所述惰封管路转移、压缩和充装至所述气源容器,并积蓄气体压力势能;

当所述压力变量降至不高于所述第二预设压力阈值的第三预设压力阈值时,所述气源伺服装置启动供气程序:所述去气阀控组件开启,将所述气源容器内的所述惰封介质经节流、减压和调温,释放至所述物料容器的气相空间;

当所述温度变量达到与期望温度对应的预设第二温度阈值时,所述来气压缩机停机联锁,收气程序停止;且当所述去气阀控组件感受到所述第二预设压力阈值时关闭,所述供气程序停止,所述自动调温步骤结束。

33.根据权利要求31所述的QHSE储运方法,其特征在于,所述物料容器包括固定式物料容器、移动式物料输入侧容器和移动式物料输出侧容器,所述来气管路中还串联有来气加速组件,所述去气管路中还串联有去气加速组件;所述QHSE储运方法还包括如下收料加速步骤和付料加速步骤:

当所述移动式物料输出侧容器与所述循环惰封系统中的所述固定式物料容器液相接驳、进行收料操作时,将所述移动式物料输出侧容器的气相空间与所述循环惰封系统的去气管路接驳连通;

在所述固定式物料容器接收所述移动式物料输出侧容器中的物料过程中,所述固定式物料容器中的待纯净的惰封介质通过来气管路、经所述来气缓冲容器及来气加速组件输送到所述气源伺服装置,所述气源伺服装置中的纯净的惰封介质通过所述去气管路、经去气加速组件及所述去气缓冲容器输送到所述移动式物料输出侧容器中,直至气液交换式收料作业结束,所述收料加速步骤结束;

当所述移动式物料输入侧容器与所述循环惰封系统中的所述固定式物料容器液相接驳、进行付料操作时,将所述移动式物料输入侧容器的气相空间与所述循环惰封系统的来气管路接驳连通;

在所述固定式物料容器向所述移动式物料输入侧容器输入物料过程中,所述气源伺服装置中的纯净的惰封介质通过所述去气管路、经去气加速组件及所述去气缓冲容器输送到所述固定式物料容器中,所述移动式物料输入侧容器中的待纯净的惰封介质和\或空气通过来气管路、经所述来气缓冲容器及所述来气加速组件输送到所述气源伺服装置中,直至气液交换式付料作业结束,所述付料加速步骤结束。

34.根据权利要求31所述的QHSE储运方法,其特征在于,还包括如下应对大气强制采样的步骤:

将所述物料容器设置在洞库中,并运行所述循环惰封系统,以使大气强制采样侦察能力失效。

35.根据权利要求30所述的QHSE储运方法,其特征在于,所述QHSE储运方法还包括如下生成防御战力的步骤:

运行所述循环惰封系统,并实时侦测所述物料容器的气相空间内部或外部的气体状态变量;

当聚能装药的破壁战斗部在所述物料容器的顶或壁侵彻开孔、随进战斗部于物料容器内成功爆轰时,爆轰能量沿所述来气管路释放,用以抑制物料发生化学和\或物理爆炸;

所述爆轰能量触发所述气源伺服装置启动强制降温程序:由所述来气压缩机出力,经所述来气管路将所述物料容器中的部分惰封介质转移、压缩、充装至所述气源容器,并对所述惰封介质进行降温;

所述去气阀控组件开启,将所述气源容器内的所述惰封介质经降温、节流和减压释放至所述物料容器的气相空间;

在所述气源伺服装置的作用下,所述物料容器中形成惰封介质的连续或脉冲式的强制对流循环、降温,用以连续减少物料蒸汽浓度,并在所述惰封介质在沿侵彻孔排出的过程中阻止空气进入物料容器。

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