一种隔膜气压罐及其安全检测方法与流程

本发明涉及压力平衡容器技术领域，尤其是涉及一种隔膜气压罐及其安全检测方法。

背景技术：

隔膜气压罐，是成套自动给水设备必不可少的组成部分之一，其作用主要是贮能保压，在少量供水和管网泄露的情况下，维持管网系统压力。当管网系统水压下降时，隔膜气压罐内贮存的存储水可在压力作用下补充至管网系统中，以达到补压、缓冲的目的。

结合图2和图3所示，在现有技术中，隔膜气压罐包括有罐身1，罐身1内安装有胶囊3，胶囊3的两端分别与罐身1的两封头2密封连接，且罐身1的进出水管5穿设封头2并与胶囊3的下端接口相连通。罐身1与内部的胶囊3之间形成有腔体结构6，腔体结构6内预先注入有氮气或者压缩空气，氮气为更优选择，但其价格更高。胶囊3的内腔结构通过胶囊3的下端接口、罐身1的进出水管5与外部管网系统相连通；当管网系统内压力下降时，腔体结构6内的外压力挤压胶囊3，以使得内腔结构中的存储水通过进出水管5排出至管网系统中，实现补压、缓冲的目的。罐身1的封头2上安装有压力表7，罐身1的封头安装有补气阀，压力表7的设置便于检修人员观察判断腔体结构6内的气体压力值是否在规定范围内，一般为0.2-0.3mpa，而补气阀用于为腔体结构补充气体损失。

在实际使用过程中，需要定期检查压力表的数值，当压力表的数值接近规定范围的下限值或者低于下限值时，即需要通过补气阀为腔体结构补气。但是，在定期检修间隔时间中，容易出现隔膜气压罐处于低气体压力值下的非正常工作时间段，该时间段内的隔膜气压罐不能提供满足预期的稳压、缓冲功能，进而影响外部管网系统的供水稳定性，现有技术存在可改进之处。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种隔膜气压罐，通过补气装置与压力表相联动，实现为隔膜气压罐自动补气的目的，进而达到提高隔膜气压罐以及所连接的外部管网系统的运转稳定性。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种隔膜气压罐，包括有罐身，所述罐身内设置有胶囊，所述罐身与胶囊之间形成有用于注入压力气体的腔体结构，所述罐身上设置有联动配合使用的压力表和补气装置；所述补气装置包括有与腔体结构相连通的补气管道，所述补气管道连接有储气压力容器，所述储气压力容器上设置有与压力表相联动的第一自动阀，且所述补气管道上设置有与压力表相联动的第二自动阀；所述补气管道并联连接有旁通管道，所述旁通管道与储气压力容器相连接，且所述旁通管道上设置有第一手动阀和第二手动阀；所述补气装置还包括有控制模块，所述控制模块与压力表、第一自动阀和第二自动阀信号连接，且所述控制模块同步控制第一自动阀和第二自动阀的开启/闭合。

通过采用上述技术方案，当罐身因长期使用而发生气体损耗、罐身发生结构漏气或者连接结构位置处发生漏气现象时，压力表所检测到的腔体结构的气体压力值会低于规定的压力值范围的下限值。控制模块检测到压力表的检测数值低于规定压力值范围的下限值，联动控制第一自动阀和第二自动阀开启，为腔体结构补气直至压力表检测数值恢复至规定压力值范围内为止，从而实现自动检测和补气的目的。在第一自动阀或第二自动阀不能正常工作时，使用者可通过第一手动阀和第二手动阀实现补气操作，且双阀门的设置，有利于提高手动操作的安全性。自动补气模式与手动补气模式相结合，可以有效提高隔膜气压罐以及其接入的外部管网系统的运转稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述补气管道并联连接有临时管道，所述临时管道上设置有气体压力调节阀，且所述气体压力调节阀的开启压力值小于第一自动阀、第二自动阀所对应的开启压力值。

通过采用上述技术方案，在压力表、第一自动阀或第二自动阀均不能正常工作，且腔体结构内的气体压力值下降并超过第一自动阀和第二自动阀所对应的气体压力值时，气体压力调节阀自动开启，储气压力容器通过临时管道为腔体结构自动补气。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述补气管道上连接有液体收集罐，所述液体收集罐设置为透明罐体结构；沿补气管道由进气至出气的延伸方向依次连接有所述液体收集罐和所述第二自动阀。

通过采用上述技术方案，检测人员可以定期开启液体收集罐，观察是否有液体经由补气管道流入液体收集罐中，若有液体流入液体收集罐中，则可以判断胶囊发生破损，需要进行检修。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述液体收集罐内设置有液位传感器，所述补气装置还包括有与液位传感器联动配合使用的报警器。

通过采用上述技术方案，液位传感器与报警器配合实现自动报警的目的，及时提醒检修人员进行检修维护。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制模块与报警器相联动将报警信息和压力表的压力信息上传至终端，并存储报警时间、报警解除时间以及压力数值。

通过采用上述技术方案，控制模块可将报警时间、报警解除时间以及报警时的压力数值上传至用户或者检修人员的使用终端，以便于用户或者检修人员及时进行检修处理，且上述数据可以存储于控制模块中，便于用户或者检修人员进行调取。

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之二在于提供一种隔膜气压罐安全检测方法，通过针对罐身结构、罐身与胶囊配合结构以及补气装置的检测，实现提高隔膜气压罐生产加工质量以及使用稳定性的目的。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种如权利要求1-5任意一项所述隔膜气压罐的安全检测方法，包括有如下步骤，s1.对完成罐身焊接、罐身与胶囊组装后的隔膜气压罐的主体结构充气，并在充气完成后观察压力表的显示状态；s2.对完成压力表显示检测且检测正常的隔膜气压罐的主体结构注水，并在注水过程中以及注水完成后的稳定时间段内观察压力表的工作状态；s3.利用具有漏气的罐身的隔膜气压罐，装配补气装置，并观察压力表与补气装置是否可以正常联动；s4.利用具有破损的胶囊的隔膜气压罐，装配完成步骤s3检测的补气装置，并观察控制模块是否可以正常报警；s5.最后装配检测正常的补气装置与隔膜气压罐的主体结构。

通过采用上述技术方案，首先，对焊接和组装后的隔膜气压罐的主体结构充气，然后对胶囊注水，并分别观察压力表在不同检测阶段的显示状态；然后利用罐身漏气的隔膜气压罐和胶囊漏气的隔膜气压罐与待检测的补气装置组装，并完成补气装置的联动检测作业和报警检测作业，最后完成补气装置与隔膜气压罐的主体结构的装配作业。模拟隔膜气压罐在使用时的充气和注水状态，以判断压力表的工作可靠性，再结合具有不同缺陷的隔膜气压罐标准结构与待检测的补气装置装配，以检测补气装置的工作可靠性，两者相结合，进而提高隔膜气压罐生产、出厂质量以及隔膜气压罐、所接入的管网系统的运行稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤s3中，需要观察第一自动阀与第二自动阀是否可以同时开启/闭合，并需要检测第一手动阀和第二手动阀是否可以正常开启/闭合。

通过采用上述技术方案，在检测压力表与补气装置是否可以正常联动使用时，在检测第一自动阀和第二自动阀的同时，还需要对第一手动阀和第二手动阀进行检测，以达到全面检测补气装置使用状态的目的。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：包括有用于检测隔膜气压罐结构、功能完整性的检测装置，所述检测装置包括有水槽和抽水泵，所述抽水泵与水槽连接有抽水管路，所述抽水管路上并联设置有多个支管，所述支管与罐身上的进出水管连通配合使用，且所述支管上设置有控制阀门；所述水槽上铺设有孔板，待检测的隔膜气压罐设置于所述孔板上。

通过采用上述技术方案，各隔膜气压罐的进出水管与各支管相连接，抽水泵抽取水槽中的存储水，并通过抽水管路和支管为胶囊供水，以模拟接入管网系统后的正常使用情况，以便于检测人员检测判断隔膜气压罐的罐身与胶囊配合结构的密封性，补气系统是否可以正常运转，具有较好的实用性和使用灵活性，且可以同时检测多个隔膜气压罐及其配套的补气装置，具有较高的检测效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支管并联连接有安全管路，所述安全管路与水槽直接连通，且所述安全管路上设置有安全阀门。

通过采用上述技术方案，安全管路和安全阀门的设置，可以在隔膜压力罐发生故障或者抽水泵发生故障时，作为临时管道使用，具有较好的检测安全性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在进行步骤s1时需要对罐身进行探伤检测。

通过采用上述技术方案，利用探伤技术检测罐身结构的完整性，再进行焊接作业和组装作业，以达到提高隔膜气压罐生产质量以及隔膜气压罐使用的稳定性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.控制模块利用压力表所检测到的气压值与标准气压值进行对比，并根据对比结果控制第一自动阀和第二自动阀的开启和闭合，从而实现自动检测和补气的目的；

2.由第一手动阀和第二手动阀配合实现手动调节，并利用气体压力调节阀实现安全补压，具有较好的使用灵活性和工作稳定性；

3.模拟隔膜气压罐在使用时的充气和注水状态，以判断压力表的工作可靠性，再结合具有不同缺陷的隔膜气压罐标准结构与待检测的补气装置装配，以检测补气装置的工作可靠性，两者相结合，进而提高隔膜气压罐生产、出厂质量以及隔膜气压罐、所接入的管网系统的运行稳定性。

附图说明

图1是一种隔膜气压罐的总体结构示意图；

图2是现有技术中的隔膜气压罐的结构示意图；

图3是隔膜气压罐的罐身剖面示意图；

图4是隔膜气压罐的控制系统示意图；

图5是隔膜气压罐安全检测方法流程框图；

图6是检测装置的结构示意图。

图中，1、罐身；2、封头；21、上封头；22、下封头；3、胶囊；4、控制模块；41、报警器；5、进出水管；6、腔体结构；7、压力表；8、补气装置；81、补气管道；82、自动管道；821、第一自动阀；822、第二自动阀；83、旁通管道；831、第一手动阀；832、第二手动阀；84、临时管道；841、气体压力调节阀；85、一体管道结构；86、储气压力容器；87、液体收集罐；9、检测装置；91、水槽；92、抽水泵；93、抽水管路；94、支管；95、控制阀门；96、孔板；97、安全管路；98、安全阀门。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

结合图1和图3所示，一种隔膜气压罐，包括有竖直设置的罐身1，罐身1呈直立圆筒状结构，罐身1的上下两端焊接有封头2，封头2呈碗装结构。罐身1内部安装有胶囊3，胶囊3的两端分别穿设出相对应的封头2，并通过法兰盘与封头2固定连接。封头2包括有上封头21封头2和下封头22封头2，上封头21封头2处的法兰盘与胶囊3的上端部通过螺栓穿设锁定并封闭上封头21封头2；下封头22封头2处的法兰盘与胶囊3的下端部通过螺栓穿设连接并形成开口。开口处焊接安装有进出水管5，进出水管5穿设下封头22封头2并与胶囊3相连通，且进出水管5与外部的管网系统相连通。罐身1与胶囊3中间形成有腔体结构6，腔体结构6内预先充入有氮气或者压缩空气，优先选用氮气；当管网系统中的水压降低时，腔体结构6内的压缩气体挤压胶囊3，为管网系统中补水，从而达到稳压的目的。

如图1所示，罐身1的两封头2上分别安装有压力表7和补气装置8，压力表7安装于上封头21封头2上并用于检测腔体结构6的内部压力，而补气装置8安装于下封头22封头2上并用于为腔体结构6补气。压力表7和补气装置8联动配合使用；充气后的压力表7的标准范围值为0.2-0.3mpa，当压力表7所检测到的压力值低于0.2mpa时，补气装置8自动开启并为腔体结构6补气，当压力表7所检测到压力值重新处于标准范围值内时，补气装置8自动停止补气，以实现自动化补气的目的，进而达到提高隔膜压力罐及其所接入的管网系统的运行稳定性的目的。

如图1所示，补气装置8包括有与下封头22封头2一体成型的补气管道81，补气管道81与腔体结构6相连通，且补气管道81连接有自动管道82、旁通管道83和临时管道84；自动管道82、旁通管道83以及临时管道84三者并联构成一体管道结构85，一体管道结构85的出气端与补气管道81相连通，而一体管道结构85的进气端连接有储气压力容器86，储气压力容器86可采用类似于压力气罐的供气装置。自动管道82上靠近于补气管道81一端安装有第二自动阀822，而储气压力容器86的上端与自动管道82相连接位置处安装有第一自动阀821；当压力表7所检测到的气压数值低于标准范围的下限值时，第一自动阀821和第二自动阀822可自动开启，以实现自动补气的目的，而当补气完成后，第一自动阀821和第二自动阀822可自动关闭。旁通管道83上靠近于补气管道81和储气压力容器86的两端分别安装有第一手动阀831和第二手动阀832；在自动管道82无法正常工作时，使用者可利用该旁通管道83实现手动补气稳压的目的。临时管道84上安装有气体压力调节阀841，气体压力调节阀841的开启压力值小于第一自动阀821和第二自动阀822所对应的开启压力值；当自动管道82无法正常工作，检修人员暂时无法进行人工补气，且腔体结构6内的压力值持续下降至气体压力调节阀841的开启临界值时，气体压力调节阀841自动开启，为隔膜气压罐临时补气。

如图1所示，储气压力容器86的顶端同时与自动管道82、旁通管道83和临时管道84相连通，其中，储气压力容器86自带的阀门接头与自动管道82相连接，该阀门接头即可作为第一自动阀821使用，而旁通管道83和临时管道84同样可利用储气压力容器86上另外两个阀门接头实现连接，并使得阀门接头处于常开状态，或者是采用管接头直接连接的方式进行连接。气体压力调节阀841自带压力检测装置9以及驱动装置，压力检测装置9用于检测气体压力值，而驱动装置通过电机驱动阀门开启或者闭合；气体压力调节阀841与第一自动阀821、第二自动阀822的区别仅在于是否带有与本身的驱动装置相联动的检测装置9，压力表7即相当于第一自动阀821和第二自动阀822的检测装置9，但压力表7与第一自动阀821和第二自动阀822是分离设置的。

如图1所示，补气管道81上还通过管接头安装有透明罐体结构的液体收集罐87，液体收集罐87自带阀门，且液体收集罐87内设置有液位传感器；使用者可通过开启液体收集罐87，观察是否有液体从腔体结构6、补气管道81流入液体收集罐87内，或者通过液位传感器判断是否有液体流出，从而获知胶囊3是否发生破损现象。

结合图1和图4所示，补气装置8包括有控制模块4，控制模块4由plc、电源、显示屏、控制柜等电气元件构成，且控制模块4与压力表7、第一自动阀821、第二自动阀822以及液体收集罐87内的液位传感器信号连接。压力表7所检测到的腔体结构6的气体压力值可转化为数字信号并传输给控制模块4，控制模块4将其与预先设定于系统内的标准压力范围数值进行对比，若实际检测数值低于标准范围的下限值时，则控制模块4发出信号同步控制第一自动阀821和第二自动阀822开启，而当实际检测数值重新恢复至标准范围内时，控制模块4发出信号同步控制第一自动阀821和第二自动阀822关闭。控制模块4控制连接有报警器41，当液位传感器检测到液位信号时，控制模块4接收到检测信号并控制报警器41报警。

控制模块4还与检修人员或者用户的使用终端信号连接，其可将报警时间、报警解除时间以及检测到的压力数值上传，以便于检修人员或者用户及时掌握现象情况，并可在自身内部存储报警时间、报警解除时间以及压力数值，以便于后续调阅。

下面结合具体原理对本实施例作进一步阐述：

当压力表7检测到腔体结构6内的气体压力值低于标准范围的下限值时，控制模块4同步控制第一自动阀821和第二自动阀822开启，为腔体结构6补气，并存储压力数值信息、上传压力数值信息至使用终端，而压力表7检测到气体压力值重新恢复至标准范围内时，控制模块4同步控制第一自动阀821和第二自动阀822关闭。当第一自动阀821或者第二自动阀822不能正常工作时，检修人员可根据压力表7的检测数值自行通过第一手动阀831、第二手动阀832进行调控。当第一自动阀821和第二自动阀822无法正常工作，检修人员无法进行调控操作，且腔体结构6的气体压力值持续下降至气体压力调节阀841的开启临界值时，气体压力调节阀841自动开启进行补气，直至腔体结构6内的气体压力值重新恢复至标准范围内时，气体压力调节阀841自动关闭。

实施例二：

如图5所示，一种隔膜气压罐的安全检测方法，包括有如下步骤，

s1.对焊接后的罐身1进行探伤，探伤合格后的罐身1与胶囊3组装，再对组装后的隔膜气压罐的主体结构充气，并在充气完成后观察压力表7的显示状态，需要观察其是否能正常显示压力值，是否有指针摆动不定的现象，若不能正常显示或者指针摆动不定，则需要更换压力表7。

s2.对完成压力表7显示检测且检测正常的隔膜气压罐的主体结构注水，并在注水过程中以及注水完成后的稳定时间段内观察压力表7的工作状态，需要观察压力表7是否能准确测量气体压力值，是否存在指针摆动不定的现象，若不能准确测量压力值或者指针摆动不定，需要更换压力表7。

s3.利用具有漏气的罐身1的隔膜气压罐，装配补气装置8，并观察压力表7与补气装置8是否可以正常联动，在此过程中，需要观察第一自动阀821与第二自动阀822是否可以同时开启/闭合，并需要检测第一手动阀831和第二手动阀832是否可以正常开启/闭合。具有漏气的罐身1的隔膜气压罐相当于是检测使用的检测用气压罐，其是利用不合格产品进行检测作业。

s4.利用具有破损的胶囊3的隔膜气压罐，装配完成步骤s3检测的补气装置8，并观察控制模块4是否可以正常报警。具有破损的胶囊3的隔膜气压罐相当于是检测使用的另一组检测用气压罐，其同样是利用不合格产品进行检测作业。

s5.最后装配检测正常的补气装置8与隔膜气压罐的主体结构。

结合图5和图6所示，在步骤s2中需要使用到用于检测隔膜气压罐结构、功能完整性的检测装置9，该检测装置9包括有在底面挖设的水槽91以及与水槽91配合使用的抽水泵92，抽水泵92与水槽91连接有抽水管路93，抽水管路93上并联设置有多个支管94，支管94与罐身1上的进出水管5连通配合使用，且支管94上设置有控制阀门95，检测人员通过控制阀门95和抽水泵92控制注水作业。

如图6所示，水槽91上铺设有孔板96，待检测的隔膜气压罐设置于该孔板96上，溢出的水可直接流入下方的水槽91中；每组支管94均并联连接有安全管路97，安全管路97与水槽91直接连通，且安全管路97上设置有安全阀门98，当隔膜气压罐、水泵或者控制阀门95出现故障时，可直接开启安全阀门98，以达到安全泄压的目的。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。