充油设备防爆灭火保护系统的制作方法

本实用新型涉及充油设备安全防护技术领域，具体而言，涉及一种充油设备防爆灭火保护系统。

背景技术：

在充油设备的使用过程中，存在着过载、接地等故障，这些故障易于导致充油设备内部的压力增大，严重时将会发生燃烧、爆炸的危险。

充油设备故障产生的内部压力增大可以分为以下两种情况，分别是：

第一种，设备发生轻微故障，导致充油设备内部产生静压，充油设备内部压力缓慢上升；

第二种，设备发生严重故障，导致充油设备内部产生冲击波动压，充油设备内部压力急速剧烈增大；

目前，还没有一种能够同时解决这两种压力变化的技术，因此，充油设备面临着爆炸甚至火灾危险；另外，对于充油设备的消防，用的最多的就是水喷淋、水喷雾、泡沫，它们的作用就是在充油设备发生火灾以后对充油设备进行灭火，这些方法不能从根本上防止充油设备发生爆炸及火灾。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种充油设备防爆灭火保护系统，以针对充油设备内部故障产生的各种压力及时泄压并对其进行灭火防爆。

本实用新型提供的充油设备防爆灭火保护系统，包括：压力释放装置、灭火保护装置和检测控制装置；压力释放装置包括泄压体、一个入口和至少两个泄压口，入口用于与充油设备的泄压口连接，泄压体用于实现压力释放装置的各个泄压口的开闭；灭火保护装置与充油设备连接，用于向充油设备内注入灭火材料；检测控制装置分别与充油设备、压力释放装置及灭火保护装置连接，用于实时检测充油设备的情况，并发出相应的检测信号，以控制灭火保护装置的开启。

进一步，充油设备防爆灭火保护系统还包括油气分离罐；压力释放装置和灭火保护装置分别与油气分离罐连接。

进一步，压力释放装置为筒体，其两端开放，分别形成入口和辅泄压口；主泄压口设置于压力释放装置外壳靠近入口一侧的侧壁上；泄压体为筒体，嵌套于压力释放装置外壳中，朝向入口的一端敞开，朝向辅泄压口的一侧设置爆破膜片实现封闭。

进一步，压力释放装置还包括泄压弹簧；泄压弹簧为多个，设置于泄压体与压力释放装置外壳之间，用于使泄压体复位。

进一步，压力释放装置还包括信号开关；信号开关设置于压力释放装置的外壳上，用于根据泄压体的动作，发出压力释放信号。

进一步，灭火保护装置为装有高压氮气的氮气罐。

进一步，充油设备，包括充油设备泄压口、气体入口和液体入口；充油设备泄压口设置于充油设备靠近顶端的侧壁上，用于与压力释放装置的入口连接；气体入口设置于充油设备底部，用于与灭火保护装置连接，液体入口设置于充油设备顶部。

进一步，检测控制装置包括：油枕、断流阀和瓦斯继电器；油枕通过注油管和液体入口连接；断流阀设置于注油管靠近油枕的一端，用于检测注油管中油的流速，并根据流速，开启或关闭注油管；瓦斯继电器设置于注油管靠近充油设备的一端，用于检测管路中瓦斯气体浓度，超过阈值时发出重瓦斯报警信号。

进一步，检测控制装置，根据充油设备的情况发出故障检测信号；故障检测信号至少包括：电气故障信号、感温探测器信号、充油设备断路器跳闸信号和爆破膜片破裂信号；电气故障信号至少包括：重瓦斯信号、接地故障信号、过流信号和差动信号。

进一步，检测控制装置还包括感温探测器；感温探测器设置于充油设备顶端的外侧，用于感应充油设备内部的温度信息，并当温度信息大于设定的阈值时，发出感温探测器信号。

本实用新型提供的充油设备防爆灭火保护系统，通过检测控制装置和充油设备、压力释放装置连接，实时检测充油设备的情况；压力释放装置的入口和充油设备的泄压口连接，接收来自于充油设备内部的高压流体，进而根据压力释放装置内的压力大小，通过泄压体实现对各个泄压口的开闭，以及时泄压；同时，灭火保护装置与充油设备连接，根据检测控制装置检测到的充油设备情况控制灭火保护装置向充油设备内注入灭火材料；这一过程中，压力释放装置能够根据充油设备内部压力的各种变化做出相对应的快速响应，并且灭火保护装置能够根据检测控制装置的检测信号实现对充油设备的灭火保护，及时泄压从根本上缓解了充油设备内部故障所产生的自身危害，实用性较强，大大提高了充油设备在使用过程中的安全性、可靠性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的充油设备防爆灭火保护系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的压力释放装置的立体结构图；

图3示出了本实用新型实施例提供的带有减压仓的压力释放装置的正视剖面图；

图4示出了本实用新型实施例提供的带有减压仓的压力释放装置的俯视剖面图。

主要标号说明：

1、油枕；2、断流阀；3、瓦斯继电器；4、充油设备；5、闸阀；6、压力释放装置；7、油气分离罐；8、灭火保护装置；9、泄压体；10、入口；11、辅泄压口；12、主泄压口；13、爆破膜片；14、泄压弹簧；15、信号开关；16、法兰；17、减压仓；18、减压仓排放口；19、爆破膜片夹持器；20、支持法兰；21、密封圈；22、爆破膜片报警器；23、连接螺栓；24、弹簧定位销。

具体实施方式

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到现有技术针对充油设备的内部故障所产生的内部压力增大还没有提出有效的排放措施，基于此，本实用新型实施例提供了一种充油设备防爆灭火保护系统，能够及时排放因充油设备内部故障产生的各种压力，同时，通过灭火保护装置向充油设备内注入灭火材料保证了充油设备的安全性，下面结合图1通过实施例进行描述。

本实用新型实施例提供的充油设备防爆灭火保护系统，包括压力释放装置6、灭火保护装置8和检测控制装置；

压力释放装置6包括泄压体、一个入口10和至少两个泄压口，入口10用于与充油设备4的泄压口连接，泄压体9用于实现压力释放装置6的各个泄压口的开闭；

灭火保护装置8与充油设备4连接，用于向充油设备4内注入灭火材料；

检测控制装置分别与充油设备4、压力释放装置6及灭火保护装置8连接，用于实时检测充油设备4的情况，并发出相应的检测信号，以控制灭火保护装置8的开启。

具体的，压力释放装置6的入口10和充油设备4的泄压口连接，充油设备4内部故障所产生的高压流体可通过充油设备4泄压口注入压力释放装置6中；泄压体9筒体嵌套于压力释放装置6外壳内，可以接收来自于充油设备4内的高压流体，压力释放装置6根据其内部压力的变化选择性的打开泄压口以实现及时泄压。

另外，灭火保护装置8与充油设备4连接，可根据检测控制装置检测到的充油设备4内的情况判断是否满足灭火保护装置8启动的条件；若满足，则通过灭火保护装置8向充油设备4内注入灭火材料。

需要说明的是：充油设备，具有因内部故障而导致其内部压力增大的特点，设备中装有的高压流体常为易燃易爆的油；此种充油设备可以为油浸式变压器或者其它相关的设备，本实用新型实施例对其不作具体限定。

进一步的，

充油设备防爆灭火保护系统还包括油气分离罐7；压力释放装置6和灭火保护装置8分别与油气分离罐7连接。

具体的，油气分离罐7一方面存储通过压力释放装置6的泄压口排放的高压流体；另一方面，为了防止油气分离罐7内的高压流体发生二次危害，灭火保护装置8可以通过注氮管向油气分离罐7中注入灭火材料，以进一步保证整套系统的安全；其中，压力释放装置6的主泄压口12和减压仓排放口18通过排油管和油气分离罐7连接。

进一步的，参考图2～图4，压力释放装置6的结构如下：

压力释放装置6为筒体，其两端开放，分别形成入口10和辅泄压口11；主泄压口12设置于压力释放装置6外壳靠近入口10一侧的侧壁上；

泄压体9为筒体，嵌套于压力释放装置6外壳中，朝向入口10的一端敞开，朝向辅泄压口11的一侧设置爆破膜片13实现封闭。

压力释放装置6还包括泄压弹簧14；泄压弹簧14为多个，设置于泄压体9与压力释放装置6外壳之间，用于使泄压体9复位。

压力释放装置6还包括信号开关15；信号开关15设置于压力释放装置6的外壳上，用于根据泄压体9的动作，发出压力释放信号。

下面对压力释放装置6的结构进行具体说明：

压力释放装置6的入口10与充油设备泄压口连接，当充油设备4故障时，充油设备4内部的高压流体能通过入口10注入压力释放装置6内；泄压体9的筒体组合体嵌套在压力释放装置6外壳内，泄压体9敞开的一侧设置有边缘凸起与压力释放装置6入口10处的外壳接触形成密封，称为密封面，并在泄压弹簧14的压力作用下实现密封，爆破膜片13为开槽正拱形，凸起部分朝向辅泄压口11，凹进部分朝向入口10侧。

支持法兰20靠近辅泄压口11端与压力释放装置6外壳密封接触，连接螺栓23穿过支持法兰20和泄压体9固定，螺栓头部穿过泄压弹簧14，用于固定泄压弹簧14，爆破膜片夹持器19固定于支持法兰20与泄压体9的筒体之间，并置于爆破膜片13的前后两侧，用于夹持爆破膜片13；具体的，其中一侧的爆破膜片夹持器19与泄压体9的筒体外侧卡接固定，另一侧的爆破膜片夹持器19由支持法兰20卡接固定；爆破膜片报警器22设置于支持法兰20和与支持法兰20卡接的爆破膜片夹持器19之间，同时设置于爆破膜片13的后侧，用于根据爆破膜片13爆破的信号进行报警；泄压弹簧14的一端插入连接螺栓23的螺栓头部中，另一端固定于弹簧定位销24上；弹簧定位销24设置于弹簧压板上，弹簧压板与压力释放装置6外壳的辅泄压口11处固定连接，多个泄压弹簧14均匀分布在压力释放装置6外壳的内部边缘位置。

另外，信号开关15包括：信号弹簧、信号杆和微动开关；

信号杆插设于压力释放装置6外壳上，其前端与泄压体9接触，后端与微动开关连接；用于在泄压体9移动产生的推力作用下移动；微动开关用于在接收到信号杆的动作信号时，打开触点，发出压力释放信号；信号弹簧用于为信号杆提供推力，使信号杆始终具有向靠近泄压体9方向移动的趋势，使信号杆恢复对泄压体9的接触状态。工作过程如下：当充油设备4发生轻微故障，充油设备4内的压力上升比较缓慢时(即遇到静压上升时)，充油设备4中的高压流体通过入口10到达泄压体9内，高压流体推动泄压体9压缩泄压弹簧14移动，泄压体9与压力释放装置6入口10处的密封面打开，高压流体进入泄压体9与压力释放装置6外壳之间的空隙，主泄压口12打开，通过设置于压力释放装置6外壳上的主泄压口12泄压，高压流体排放至压力释放装置6外；

当充油设备发生严重故障，内部压力剧增，产生高速动压时，泄压弹簧14受到自身惯性的限制不能被压缩，泄压体9静止，爆破膜片13在高速动压作用下破裂，通过辅泄压口11快速泄压。

本实用新型中的压力释放装置6还包括减压仓17；减压仓17的一端通过法兰16与压力释放装置6外壳的辅泄压口11连接，减压仓17的另一端设置有减压仓排放口18；减压仓17用于接收压力释放装置6通过爆破膜片13爆破释放的压力，并通过减压仓排放口18排放至油气分离罐7；减压仓排放口18为锥形开口结构。

基于压力释放装置6，本实用新型实施例提供了两种实现泄压的方式，下面针对两种泄压的方式进行具体说明：

第一种：充油设备4内部压力缓慢增加，该压力推动泄压体9压缩泄压弹簧14而移动，打开泄压体9与压力释放装置6入口10处的密封面并通过主泄压口12完成的泄压过程：

具体的，在充油设备4内部发生轻微故障时，压力缓慢增大，当压力大于第一压力阈值时，内部的高压流体会通过充油设备4的泄压口注入压力释放装置6的入口10中，泄压体9内部的压力增大，当达到第一压力阈值(即泄压弹簧14压缩的压力值)时，推动泄压体9筒体压缩泄压弹簧14移动，打开泄压体9与压力释放装置6入口10处的密封面，同时信号开关15发出压力释放信号，泄压体9与压力释放装置6入口10处的密封面打开后，泄压体9内的高压流体通过主泄压口12排放至外界，从而完成泄压；当泄压体9筒体内的压力小于泄压弹簧14的弹性恢复力时，泄压体9在泄压弹簧14的推动下逐渐回到初始位置，泄压体9与压力释放装置6入口10处的密封面关闭，同时主泄压口12关闭，终止充油设备4向外界泄压，同时信号开关15恢复对泄压体9的接触状态。

第二种：充油设备4中的压力骤然剧增时，通过爆破膜片13爆破经由辅泄压口11泄压的过程：

具体的，在充油设备4内部出现严重故障时，会急速产生巨大的冲击波压力，此时充油设备4中的高压流体会通过充油设备4的泄压口快速冲入压力释放装置6的入口10中，泄压体9筒体内的压力骤增，泄压弹簧14受到自身惯性的限制不能被压缩，高速高压流体冲向泄压体9的爆破膜片13端，爆破膜片13自身存在爆破的压力阈值，当泄压体9内的压力大于第二压力阈值(即爆破膜片13爆破的压力阈值)时，高压流体会冲破爆破膜片13通过辅泄压口11进行泄压，爆破膜片13爆破时，爆破膜片报警器22会收到信号并发出爆破膜片13爆破的警报，进一步的，辅泄压口11处通过法兰16和减压仓17连接，减压仓17接收来自于辅泄压口11的高压流体，对其进行一个缓冲作用，以减小高压流体的动能，最终通过减压仓排放口18将高压流体排放至外界。

另外，需要说明的是泄压弹簧14的压力释放值小于爆破膜片13爆破的压力释放值；第一压力阈值可以为0.055MPa；第二压力阈值可以为0.08MPa，压力的缓慢增大具体是指压力上升梯度低于25bar/s，压力急速变化具体是指压力上升梯度高于25bar/s，本实用新型实施例中对上述第一压力阈值、第二压力阈值及压力上升梯度值不做具体限制。

参考图1，在本实用新型实施例中的灭火保护装置8为装有高压氮气的氮气罐；而充油设备4，包括充油设备泄压口、气体入口和液体入口；充油设备泄压口设置于充油设备4靠近顶端的侧壁上，用于与压力释放装置6的入口10连接；气体入口设置于充油设备4底部，用于与灭火保护装置8连接，液体入口设置于充油设备4顶部。

在本实用新型实施例中，提供了一种充油设备的防爆灭火保护系统，充油设备4包括设置于充油设备4靠近顶端侧壁上的充油设备泄压口，其通过闸阀5和压力释放装置6的入口10连接，闸阀5的设置可以在对充油设备4以及压力释放装置6检修时提供方便，当检修时，需要将闸阀5关闭，这样，就能防止充油设备4中油溢出；而在整个系统的使用过程中，闸阀5通常处于打开状态。另外，在充油设备4的顶部还设置有液体入口，液体入口的设置是为了方便向充油设备4中注入其工作时所必需的油；此外，在充油设备4的底部还设置有气体入口，以实现灭火保护装置8向充油设备4中注入灭火材料，保证整个充油设备4的安全。

进一步的，

参考图1，检测控制装置包括：油枕1、断流阀2和瓦斯继电器3；油枕1通过注油管和液体入口连接；断流阀2设置于注油管靠近油枕1的一端，用于检测注油管中油的流速，并根据流速，开启或关闭注油管；瓦斯继电器3设置于注油管靠近充油设备4的一端，用于检测管路中的瓦斯气体浓度，超过阈值时发出重瓦斯报警信号。

另外，检测控制装置还包括充油设备自身的安全检测装置，比如充油设备断路器，感温探测器及其它用于检测电气故障的器件。

具体的，检测控制装置还包括感温探测器；感温探测器设置于充油设备顶端的外侧，用于感应充油设备内部的温度信息，并当温度信息大于设定的阈值时，发出感温探测器信号。

下面对上述器件的工作过程进行具体说明：

充油设备4工作时，油枕1可以通过注油管向充油设备4中注入其工作时所必需的油，而在充油设备4正常工作时，油一般以一定的流速(比如90-120ml/min)范围向充油设备4中注入；而当充油设备4内部出现故障时，充油设备4中的油大部分将会通过充油设备泄压口注入压力释放装置6中，这样油枕1将会以更大的流速向充油设备4中注入油，此时，设置于注油管靠近油枕1端的断流阀2检测到油的流速大于正常工作时的流速(比如90-120ml/min)时，判定充油设备4工作异常、出现故障，将会自动关闭注油管，以阻止油枕1继续供给充油设备4油，同时设置于靠近充油设备4端的瓦斯继电器3感应到管路中的瓦斯气体浓度大于其阈值时，将会发出重瓦斯报警信号，以通知其它相关器件根据信号执行相应的保护措施。

本实用新型实施例中，检测控制装置可根据充油设备4的情况发出各种故障信号，具体的，检测控制装置，根据充油设备4的情况发出的故障检测信号至少包括：电气故障信号、感温探测器信号、充油设备断路器跳闸信号和爆破膜片破裂信号；电气故障信号至少包括：重瓦斯信号、接地故障信号、过流信号和差动信号。

具体的，在充油设备4内部出现故障时，充油设备4内压力上升，若充油设备内压力上升比较缓慢，注入压力释放装置6中的高压流体通过泄压体9压缩泄压弹簧14移动，打开泄压体9与压力释放装置6入口10处的密封面，泄压体5与压力释放装置6入口10处的密封面打开后，泄压体9内的高压流体通过主泄压口12排放至与其管路连接的油气分离罐7中；若充油设备4内部压力急速上升，充油设备4中的高压流体冲向泄压体9的爆破膜片13端，进入压力释放装置6内的高压流体动能比较大，泄压弹簧14受到自身惯性的限制不能被压缩，高压流体将冲破爆破膜片13通过辅泄压口11进行泄压，发生这一过程的时间很短，爆破膜片13爆破后，设置于爆破膜片13后侧的爆破膜片报警器22发出爆破膜片13破裂警报，同时充油设备4自身装有感温探测器，感温探测器设置于充油设备4外壳的顶部，在感应到充油设备4内的温度大于其温度阈值时，会发出感温探测器信号，而在充油设备4内部故障的同时，其自身的充油设备断路器会发出跳闸信号，并且相关器件会发出电气故障信号，电气故障信号至少包括：重瓦斯信号、接地故障信号、过流信号和差动信号。

对充油设备防爆灭火保护系统的工作过程进行整体说明：

在充油设备4正常工作时，油枕1会通过注油管向充油设备4中注入其工作时需要的油，而当充油设备4内部出现轻微故障时，内部压力上升，当压力大于第一压力阈值(可以为0.055MPa)且小于第二压力阈值(可以为0.08MPa)时，充油设备4内部的油及可燃气体会通过充油设备泄压口注入压力释放装置6中，推动泄压体9压缩泄压弹簧14移动，打开泄压体9与压力释放装置6入口10处的密封面，同时信号开关15发出压力释放信号，泄压体9与压力释放装置6入口10处的密封面打开后，泄压体9内的油及可燃气体通过主泄压口12释放，最终由和主泄压口12连接的排油管将油及可燃气体排放至油气分离罐7中，压力释放完成后，当泄压体9筒体内的压力小于泄压弹簧14的弹性恢复力时，泄压体9在泄压弹簧14的推动下逐渐回到初始位置，泄压体9与压力释放装置6入口10处的密封面关闭，同时主泄压口12关闭，终止充油设备4向外界泄压，同时信号开关15恢复对泄压体9的接触状态，而在压缩泄压弹簧14通过主泄压口12泄压的过程中，由于压力上升速度缓慢，泄压排出的油及油蒸汽含量少，没有达到灭火保护装置8的启动条件，所以，不需要向各装置中注入灭火材料。

当充油设备4内出现严重故障(当充油设备4中产生电弧，会瞬间产生大量气泡，形成动压)时，内部压力上升迅速，当压力大于第二压力阈值时，充油设备4中的油及可燃气体快速到达压力释放装置6中，油及可燃气体的动能比较大，当泄压体9筒体内的压力大于爆破膜片13爆破的压力值时，油及可燃气体将会冲破爆破膜片13实现快速泄压，爆破膜片13爆破后爆破膜片报警器22发出爆破膜片13爆破的警报，同时，充油设备4自身携带的器件会发出相对应的故障信号，主要有感温探测器信号、电气故障信号、充油设备断路器跳闸信号，而通过辅泄压口11完成泄压的方式流出的油及可燃气体含量大，压力释放装置6还包括减压仓17，能缓冲辅泄压口11流出的油及可燃气体的动能，最终通过减压仓排放口18由排油管排放至油气分离罐7；并且，检测控制装置在检测到爆破膜片破裂信号、任一电气故障信号和/或感温探测器信号以及充油设备断路器跳闸信号后，满足了灭火保护装置8的启动条件，灭火保护装置8向充油设备4以及油气分离罐7内注入灭火材料，以进一步保证整个系统的安全。

本实用新型实施例提供了一种充油设备防爆灭火保护系统，能够根据充油设备4内部的压力信息通过压力释放装置6实现不同渠道的泄压，以将充油设备4内的压力及时释放至外界，即能够快速响应充油设备4内的各种压力变化进行泄压，实用性好，应用范围更广，并且，当充油设备4内部压力上升迅速时，灭火保护装置8会根据需要向易燃易爆的装置中注入灭火材料，更加可靠的保证了整套系统的安全性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。