一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置

本发明属于爆炸试验设备，涉及一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置。

背景技术：

1、碳氢化合物的混合物，是被广泛用于发热和供电行业的燃料。为扩大储运量、降低运输成本，这些气体以液化气的形式储存和运输。液化气体加工和储运过程中，若储罐受到外部物体的物理撞击、周围热源的热辐射或容器内部腐蚀等原因导致储罐破裂，罐内压力会迅速降低，液化气体迅速达到过热状态而发生剧烈汽化沸腾，使容器内部超压进而引起容器破裂，最终导致沸腾液体扩展蒸气爆炸，即bleve，一旦发生，往往造成严重的损失和伤亡。

2、触发过热液体爆沸发生的泄放装置安装于带压容器，如实验用立式容器或卧式容器预置开口处，用于在爆炸试验过程中，触发过热液体产生爆沸，目前已有的触发过热液体爆沸发生的泄放装置，设计较为笨重，泄放程序繁琐，存在一定危险，无法控制和改变泄放尺寸，不能快速、便捷、安全地模拟现实生活中的沸腾液体扩展蒸气爆炸场景，且实验成本较高。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，所述高效泄放装置包括法兰连接段1、密封段2、夹持组3和电热丝回路4。

4、所述的法兰连接段1由筒节11和不锈钢环a 12焊接而成，二者内径均与带压容器预置开口的内径相同，不锈钢环a 12外径大于筒节11外径，二者同轴且不锈钢环a 12位于筒节11上方，筒节11底端焊接在带压容器预置开口上。

5、所述密封段2用于密封带压容器的预置开口，包括底层密封橡胶圈21、密封膜22、预制开口的不锈钢片23、上部密封橡胶圈24、不锈钢环b 25、伸缩导线盒26和导线固定位27。所述的底层密封橡胶圈21、密封膜22、预制开口的不锈钢片23、上部密封橡胶圈24和不锈钢环b 25由下至上依次叠放在法兰连接段1的不锈钢环a 12上，且与不锈钢环a 12同轴，其中，底层密封橡胶圈21、上部密封橡胶圈24和不锈钢环b 25均为环形，其内、外径尺寸与法兰连接段1的不锈钢环a 12相同；密封膜22为直径与不锈钢环a 12外径相同的圆形；预制开口的不锈钢片23外径与不锈钢环a 12外径相同，其中部开口作为泄放口，且该开口大小小于不锈钢环a 12的内圆；两个伸缩导线盒26对称安装于密封段2直径方向的两侧壁上，其内含蜗卷形弹簧，对缠绕导线有一定的预紧力，预紧力大小通过控制弹簧松紧调节；两个导线固定位27对称焊接在不锈钢环b 25上表面的内圆外侧，且二者与两个伸缩导线盒26在同一直径上。

6、所述的夹持组3用于夹持法兰连接段1和密封段2，起密封的作用，其由c形夹持框与螺栓组成，可旋转的螺栓穿过c型夹持框的上板，且二者螺纹配合，从外侧夹持在法兰连接段1的不锈钢环a 12和密封段2上，通过拧动螺栓夹紧和放松。

7、所述的电热丝回路4包括遥控开关41、开关电源42和电热丝43，通过导线连通。与电路电源连接的导线上依次布置遥控开关41、开关电源42后，分成两路与电热丝43的两端连接组成电热丝回路4；其中，遥控开关41用于遥控电路闭合开启，开关电源42用于降低电路电源的电压至指定电压值；所述的电热丝43两端的导线分别穿过两侧的导线固定位27后，缠绕在两侧的伸缩导线盒26内，使电热丝43置于两个导线固定位27之间，并悬于泄放口上方，用于高温割裂密封膜22，通过控制伸缩导线盒26内弹簧的松紧调节导线预紧力，进而控制电热丝43对受压鼓起的密封膜22的压迫程度。

8、进一步的，所述的预制开口的不锈钢片23根据需要确定开口形状及大小，以控制泄放尺寸。

9、进一步的，所述的密封膜22设一层或多层，其层数由带压容器设置的泄放压力决定。

10、进一步的，所述的夹持组3设一组或结构相同的多组，当其设多组时为偶数组，每两个为一对，每对的两个夹持组3沿直径方向对称使用。

11、进一步的，所述的电热丝回路4中，开关电源42功率为12v 29a348w，可将220v交流电变为12v的直流电，电热丝43直径为0.35mm。

12、进一步，所述的密封膜22材质为聚四氟乙烯，电热丝43材质为镍铬合金，高效泄放装置其他的金属部件材质均为q306不锈钢。

13、一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置的使用过程，具体步骤如下：

14、将底层密封橡胶圈21、密封膜22、预制开口的不锈钢片23、上部密封橡胶圈24和不锈钢环b 25由下至上依次叠放在法兰连接段1的不锈钢环a 12上，且与不锈钢环a 12同轴。根据不锈钢环a 12口径大小设置夹持组3个数，使用夹持组3在同一直径上对称夹持法兰连接段1和密封段2。通过导线依次连接遥控开关41和开关电源42，其后分两路与电热丝43的两端连接，电热丝43两端的导线分别穿过两侧的导线固定位27后，缠绕在两侧的伸缩导线盒26内，使电热丝43置于两个导线固定位27之间，并悬于泄放口上方，用于高温割裂密封膜22，可调节伸缩导线盒26内部蜗卷形弹簧松紧至适合，如过紧则电热丝43易崩坏，如过松则电热丝43与受压膨胀的密封膜22贴合不紧密，电热丝43通电后无法烫开密封膜22。

15、当带压容器内压力增大时，密封膜22受压膨胀，致使电热丝43贴紧密封膜22，此时，导线固定位27固定导线及电热丝43不移位。当带压容器内压力和温度达预定条件时，通过遥控开关41远程遥控电路接通，电热丝43通电瞬间产生高温将密封膜22烫破，使得带压容器内的高温高压液体泄放。

16、本发明的有益效果：本发明提供的一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，通过密封段密封带压容器，设置的夹持组用于固定连接段和密封段，通过电热丝回路精确控制泄放条件，装置轻便，安装快速，可精确控制和改变泄放尺寸，同时远距离遥控泄放无安全风险，能够为过热液体爆沸实验的高效开展提供有力支持。

技术特征：

1.一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，其特征在于，所述高效泄放装置包括法兰连接段(1)、密封段(2)、夹持组(3)和电热丝回路(4)；

2.根据权利要求1所述的一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，其特征在于，所述的预制开口的不锈钢片(23)根据需要确定开口形状及大小，以控制泄放尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，其特征在于，所述的密封膜(22)设一层或多层，其层数由带压容器设置的泄放压力决定。

4.根据权利要求1所述的一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，其特征在于，所述的两个伸缩导线盒(26)内含弹簧，用于缠绕导线，通过控制弹簧的松紧调节导线预紧力，进而控制电热丝(43)对受压鼓起的密封膜(22)的压迫程度。

5.根据权利要求1所述的一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，其特征在于，所述的夹持组(3)由c形夹持框与螺栓组成，螺栓穿过c型夹持框的上板，且二者螺纹配合，从外侧夹持在法兰连接段(1)的不锈钢环a(12)和密封段(2)上。

6.根据权利要求1或3所述的一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，其特征在于，所述的夹持组(3)设一组或结构相同的多组，当其设多组时为偶数组，每两个为一对，每对的两个夹持组(3)沿直径方向对称使用。

7.根据权利要求1所述的一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，其特征在于，所述的电热丝回路(4)中，开关电源(42)能够将220v交流电变为12v的直流电。

8.根据权利要求1或3所述的一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，其特征在于，所述的密封膜(22)材质为聚四氟乙烯，电热丝(43)材质为镍铬合金，高效泄放装置其他的金属部件材质均为q306不锈钢。

技术总结
本发明提供一种触发过热液体爆沸发生的高效泄放装置，属于爆炸试验设备技术领域，包括法兰连接段、密封段、夹持组和电热丝回路，法兰连接段由筒节和不锈钢圆环组成，焊接在带压容器预置开口上部，密封段用于密封法兰开口，夹持组用于夹持法兰连接段和密封段起密封作用，电热丝回路包括遥控开关、开关电源和镍铬合金电加热丝，用于触发泄放。本发明提供的一种控制过热液体爆沸发生的高效泄放装置可以快速、便捷、安全的触发带压容器泄放，为开展沸腾液体扩展蒸气爆炸实验提供支撑，对研究带压容器爆沸机理具有重大意义。

技术研发人员：任婧杰,刘兴,邓子龙,于迪,罗炜晔,毕明树
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12