一种高背压防倒灌安全排放装置.pdf

本发明公开了一种高背压防倒灌安全排放装置，包括单向阀与管路系统，单向阀进出口分别与承压设备、高背压介质侧连通，在所述的单向阀后面，串联了一个爆破膜装置；爆破膜装置的反向爆破压力远大于正向爆破压力；爆破膜装置由抗高背压介质侧介质腐蚀的材料制成；该装置适用于超压排放或紧急排放时，外界有较高背压，平时正常工作时不排放，并且不允许反向泄漏；安全需要时能可靠排放，排放后可防止外界介质倒灌的场合，其具有结构简单，安全可靠等优点，适合海洋、化工领域。

1、  一种高背压防倒灌安全排放装置，包括单向阀(2)与管路系统，单向阀(2)进口与承压设备(1)相连通，出口与高背压介质侧(4)连通，承压设备(1)通过安全排放装置控制内部介质的超压或紧急排放，其特征在于：在所述的单向阀(2)后面，串联了一个爆破膜装置(3)；爆破膜装置(3)的反向爆破压力远大于正向爆破压力；爆破膜装置(3)由抗高背压介质侧(4)介质腐蚀的材料制成。

2、  根据权利要求1所述的高背压防倒灌安全排放装置，其特征在于：所述的爆破膜装置(3)由爆破膜(304)、背压支撑环(303)、与承压设备(1)相连的进口法兰(302)、与高背压介质侧(4)相连的出口法兰(305)，以及锁紧螺栓(301)组成；爆破膜(304)与背压支撑环(303)贴合在一起，由进口法兰(302)、出口法兰(305)和螺栓(301)压紧固定，背压支撑环(303)安装在进口法兰(302)侧，爆破膜(304)安装在出口法兰(305)侧。

3、  根据权利要求2所述的高背压防倒灌安全排放装置，其特征在于：所述的背压支撑环(303)为一个圆盘形结构，在其表面开了许多沿圆周均匀布置的通孔，用作承压设备(1)内介质超压排放的流道，通孔的总流通面积能满足承压设备(1)内介质超压排放的流量要求。

4、  根据权利要求2或3所述的高背压防倒灌安全排放装置，其特征在于：所述的高背压介质侧(4)介质为海水，爆破膜(304)、进口法兰(302)和出口法兰(305)材料为耐海水腐蚀性能的Hastelloy C-276材料。

一种高背压防倒灌安全排放装置
技术领域
本发明涉及安全排放装置，尤其是高背压腐蚀性介质防倒灌安全排放场合。
背景技术
安全排放装置是压力容器必备的装置之一，对于防止压力容器超压、保护设备的安全运行具有重要意义，压力容器设置安全排放装置是压力容器设计的强制性规范，主要的安全装置类型有溢流阀、爆破膜、自动控制阀等。对于一些特殊的场合，特别是有高背压，且背压介质有腐蚀性的场合，如海洋环境下的水下超压排放、有背压的且有腐蚀性化工领域介质的排放，这对安全排放装置提出了更高的要求，要求在承压设备内介质超压时，能安全排放出去，同时又要防止排放侧，即高背压介质侧的介质倒灌到承压设备中，因此在排放管路上增加了一个单向阀，防止高背压介质侧的介质倒灌。如随着各国对海洋开发技术的发展，海洋潜水器已成为海洋开发，特别是深海开发不可缺少的工具之一，由于在水下要满足人员呼吸用氧、压载水箱吹扫、各种气动设备等气体、或液体储存需要，潜水器往往都携带了大量气体或液态气体储罐，为保证压力容器的安全，一般都带有超压排放装置，同时考虑到水下运行，排放口有较高的海水背压，为防止超压排放时，海水倒灌，往往在排放管路上，安装了一个单向阀，该结构简单，有效解决了海水倒灌问题，对上游设备起到了安全保护作用。但对于海洋环境、化工领域，它具有如下不足：
1、由于安全排放是在承压设备超压条件下的保护措施，发生的概率很低，也就是单向阀长期处于不动作的状态，相反若单向阀长时间浸泡在外界介质中，长期不动作可能导致在需要时动作失灵，影响超压排放的安全性；此外，单向阀还存在反向泄漏的可能；
2、由于海水、化工领域的许多介质都有较强的腐蚀性，容易对安全阀的阀体、密封面造成腐蚀，严重时容易导致安全阀失效。此外，杂质、海洋滋生物也容易导致安全阀失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高背压防倒灌安全排放装置，解决压力容器排放口有较高的背压、排放口介质且有腐蚀性的特殊排放场合的排放装置的可靠性，该装置具有结构简单，安全可靠的特点。
本发明的目的是通过以下的技术方案来解决的：
一种高背压防倒灌安全排放装置，包括单向阀与管路系统，单向阀进口与承压设备相连通，出口与高背压介质侧连通，承压设备通过安全排放装置控制内部介质的超压或紧急排放，在所述的单向阀后面，串联了一个爆破膜装置；爆破膜装置的反向爆破压力远大于正向爆破压力；爆破膜装置由抗高背压介质侧介质腐蚀的材料制成。
上述的高背压防倒灌安全排放装置，所述的爆破膜装置由爆破膜、背压支撑环、与承压设备相连的进口法兰、与高背压介质侧相连的出口法兰，以及锁紧螺栓组成；爆破膜与背压支撑环贴合在一起，由进口法兰和出口法兰压紧固定，背压支撑环安装在进口法兰侧，爆破膜安装在出口法兰侧。
上述的高背压防倒灌安全排放装置，所述的背压支撑环为一个圆盘形结构，在其表面开了许多均匀布置的通孔，用作承压设备内介质超压排放的流道，通孔的总流通面积能满足承压设备内介质超压排放的流量要求。
上述的高背压防倒灌安全排放装置，所述的高背压介质侧介质为海水，爆破膜、进口法兰和出口法兰材料为耐海水腐蚀性能的Hastelloy C-276材料。
本发明的有益效果是：
1、该发明通过在单向阀后增加一个爆破膜装置，爆破膜装置具有反向爆破压力远大于正向爆破压力的特性，即当承压设备内介质超压排放时，爆破膜装置爆破，介质顺利排放，而爆破膜装置反向能承受排放侧的高背压不爆破，该装置能保护单向阀的可靠性，保证其防倒灌功能。该系统结构简单、可靠性高、成本低。
2、爆破膜装置由防腐蚀性的材料制成，能保证该装置在具有腐蚀性的海水、化工领域的应用。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构原理图。
图2是图1中爆破膜装置的剖视图。
图3是爆破膜装置中背压支撑环的结构外形图。
图中：1.承压设备，2.单向阀，3.爆破膜装置，4.高背压介质恻，A.进口，B.出口，301.螺栓，302.进口法兰，303.背压支撑环，304.爆破膜，305.出口法兰。
具体实施方式
图1所示是本发明的一个实施例。该系统包括承压设备1、单向阀2、爆破膜装置3、高背压介质侧4，承压设备1内装载气体或液态介质，承压设备1设置有安全排放装置，如溢流阀、自动控制阀，在异常情况下，承压设备1内气体或液态介质发生超压，或紧急情况需要排出内部介质时，通过安全排放装置的溢流阀、自动控制阀起动将超压介质排放出去，依次经过单向阀2、爆破膜装置3及相应的管路系统排放到高背压介质侧4。安全排放后，单向阀2可以防止外界介质倒灌。爆破膜装置3的反向爆破压力远远大于正向爆破压力，当承压设备1超压排放时，能将爆破膜装置3的爆破膜304冲破，将介质排放出去，而方向爆破膜装置3能承受高背压侧介质的压力，保证在最大背压介质压力工作范围内不爆破，爆破膜装置3的零泄漏性能可以有效保护单向阀2，使高背压侧介质不接触到安全阀，保证安全阀的可靠性，确保其能需要时可靠开启。
如图2所示，爆破膜装置3由进口法兰302、出口法兰305、螺栓、爆破膜304、背压支撑环303等组成，爆破膜304、背压支撑环303贴合在一起，通过进口法兰302、出口法兰305、用螺栓301压紧固定，爆破膜304安装在出口法兰305一侧，即高背压介质侧4，或外界介质侧，背压支撑环303安装在进口法兰302一侧，使爆破膜304能够承受一定的背压。背压支撑环303为一个圆盘形结构，在其表面开了许多均匀布置的通孔，用作承压设备1内介质超压排放的流道，通孔的大小和数量，即总流通面积要能满足承压设备1内介质超压排放的流量要求。背压支撑环303需要具有一定的强度，需要承受高背压介质侧4介质通过爆破膜304传递的压力，保证不变形、不泄漏。背压支撑环303还可以是其他的结构，如栅栏、丝网等结构，只要能满足上述功能要求即可。爆破膜装置3安装时，进口A朝排放介质侧，出口B朝外界介质侧，即高背压介质侧4。
为保证该装置海水、化工介质等特殊领域的应用，特别是高背压排放侧介质具有腐蚀性的场合，爆破膜装置3尤其是爆破膜304、出口法兰305材料为耐腐蚀性的材料。对于海水环境，爆破膜装置3的爆破膜304、进口法兰302、出口法兰305材料为耐海水腐蚀性能的Hastelloy C-276材料。
本发明可以应用于水下作业使用，如海洋潜水器装载液氧、液氮、气体等介质的超压排放，是压力容器设备可靠的安全保护措施。该发明还可应用于对外界介质的反向泄漏要求极高的化工等领域，可提高系统的安全性。当爆破膜装置3偶然爆破后，更换爆破膜304就可继续使用。
本发明不局限上述的结构或应用领域，还可以是其他形式的变换，如改变爆破膜装置的材料、改变爆破膜装置的结构，但只要采用了“单向阀后串联爆破膜装置”的方案，都将落入本发明的保护范围。