[发明专利]用于可燃气体压力容器的防爆装置

说明书

技术领域

概括而言，本发明涉及一种防爆装置。更具体地说，本发明涉及一种用于可燃气体压力容器的防爆装置。

背景技术

在压力容器的设计、制造以及使用过程中，压力容器的安全性是一个不可忽略的方面。具体对于可燃气体压力容器而言，其安全性更是一个首要方面。

随着人类生产和生活活动的日益频繁多样，对能源的需求量越来越大。然而，随之而来的现象却是例如煤炭、石油、天然气等的矿石能源的日渐枯竭。而且，矿石能源的生产和使用对环境造成的负面影响也越来越引起广泛的关注和焦虑。可喜的是，加快开发使用清洁的非矿石能源已然成为当今有识之士的共识。“氢燃料”能源由于其制备和贮存相对容易和稳定，且使用领域相对广泛，因而其工业化应用的深度和广度在主动性意义上领先于风能、太阳能等清洁能源。

目前对氢燃料能源的推广使用造成制约的一个重大因素是：氢燃料能源的安全性问题尚未得到根本解决。氢燃料能源的一般存在方式是容纳于压力容器中的氢气，或者是容纳于压力容器中的氢气和氧气混合气体(以下称为氢氧混合气)。氢燃料能源的使用一般是将容纳于压力容器中的氢气或者氢氧混合气通过导管导向燃烧装置进行燃烧，进而对燃烧获得的热能加以直接利用，或者再对燃烧获得的热能进行相应转换而获得机械能等其它类型的能量以用于各种用途。

与容纳于压力容器中的其它可燃气体燃料的燃烧类似，氢燃料能源的燃烧也受到回火问题的困扰。这里所说的“回火”是指当容纳在可燃气体燃料的压力容器中的可燃气体燃料的压力变化或者该压力容器与燃烧装置之间的导管中的压力变化时，燃烧装置上的火焰沿逆向导入导管甚至是压力容器，导致危险甚至压力容器的爆炸。氢燃料能源的回火比其它可燃气体燃料的回火更为危险，这是因为由于氢气的易燃易爆特性以及其爆炸的剧烈性，氢燃料能源的回火一般都会酿成剧烈爆炸和各种资源(甚至包括人的生命)的重大损失。

鉴于上述情况，在现有技术中，燃气(例如乙炔气)利用装置通常使用尽可能长的燃气导管(例如，至少30米)，从而在发现回火时通过弯折燃气导管的方法来中断回火。在氢燃料能源利用装置中，还附加使用一种名为“逆火防止器”的回火防止装置，该逆火防止器一般设置于靠近氢燃料能源压力容器出口处，与导管相连接。从而，一旦发生回火，回火火焰在将要进入压力容器之前被该逆火防止器所抑制而熄灭，从而保护压力容器使之免于爆炸。

然而，上述尽可能长的燃气导管以及逆火防止器的使用并不能保证百分之百地有效。一旦其失效，仍将酿成爆炸和损失，而这是不能接受的从而也是不允许的。

发明内容

有鉴于上述现有技术领域中的困扰，本发明人把在可燃气体燃料的压力容器发生爆炸时将爆炸造成的危害降至最低作为其力图达成的目标甚至是使命。

为实现上述目标，本发明人在此提供一种用于可燃气体压力容器的防爆装置，所述可燃气体压力容器具有罐体，所述罐体的下端为一体封闭端，所述罐体的上端设有一法兰，所述法兰的上侧设有一密封圈，所述密封圈的上侧设有一防爆膜，在正常使用状态下，所述防爆膜与所述密封圈紧密配合而形成密封，从而所述可燃气体压力容器中的可燃气体通过其另外设置的出口管道而供向用气点，所述防爆膜的上侧设有一顶盖，所述顶盖的中央设有一贯穿孔，所述贯穿孔与一消音器相连，当可燃气体压力容器中发生爆炸时所述防爆膜可被破碎，从而定向地释放所述可燃气体压力容器内的爆破压力，保护所述可燃气体压力容器的其余部分使其免于被破坏，且爆炸产生的声响被所述消音器所大大削弱。

可以看出，本发明的防爆装置实际上是对爆炸进行定向疏导，将破坏局限于在可燃气体压力容器上特别设置的一个特定的可更换的可破碎零件上，从而保护所述可燃气体压力容器的其余部分(例如罐壁)，使其免于被破坏。如此，罐体部分不会由于爆炸造成变形或成碎片，从而罐体部分得以保全，而且不会形成碎片也就不会带来碎片可能形成的对周围环境甚至是人的伤害。而且，爆炸产生的声响被所述消音器所大大削弱，这使得事故对周围环境的影响进一步减小。

本发明人在此提供的用于可燃气体压力容器的防爆装置还可包括以下可选特征的一种或多种或它们的各种组合。

-在所述防爆膜的上侧还设有一个刀口环，从所述刀口环的径向剖面看，所述刀口环的下表面为平面，所述刀口环的上表面的内环区域从外到内为逐渐下行而接近所述下表面的斜面，从而所述刀口环从外边缘向内其厚度逐渐减小，在其内边缘处形成当可燃气体压力容器中发生爆炸时用于切割所述防爆膜的刀口。