[發明專利]一種便攜式燃氣置換裝置及置換方法

有效

• 申請號: 201610451248.9
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN106015936B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 李波;劉全;歐成華
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: F17D1/04
• 分類號: F17D1/04;F17D1/20;F17D3/01;F17D3/14;F17D3/16;F17D5/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 裴娜

技術領域

本申請屬于燃氣置換技術領域，具體地說，涉及一種便攜式燃氣置換裝置，還涉及一種燃氣置換方法。

背景技術

在現代城市燃氣維修施工、維修以及檢測過程中勢必會造成空氣滯留在管線中，由于天然氣的密度小，相對密度一般為0.6左右，管道中的天然氣和空氣就會因密度差異發生分層現象，天然氣在管道上部，空氣在管道下部，滯留在供氣管道內的空氣中的氧氣與天然氣混合，有可能達到爆炸臨界值，從而發生爆炸，造成巨大的經濟損失和人員傷亡，其影響將非常惡劣。因而需要對供氣管道中的氣體進行置換(注：維修、檢測施工前需要置換的是管道中的天然氣，施工后需要置換的是管道中的空氣)，目前主要有直接置換、間接置換、阻隔置換三種置換方式，各種方式的優缺點如下：

直接置換操作簡便、經濟；但置換必然會一部分天然氣與空氣直接接觸，產生的混合氣體很容易在外界因素誘發下(如管道內的鋼渣、金屬顆粒的滾動等)產生爆炸，危險性較大。

間接置換就是采用其它惰性氣體置換出管道內的氣體。此方法優點是可靠性好、安全系數高、成功率也高；但是缺點是換氣時間長，工作量大，用于長管道時經濟性較差。

阻隔置換是采用隔離設備將置換氣體與驅替氣體隔離，優點是經濟性、安全性優勢明顯；缺點是技術要求高、操作難度大、對管線承壓能力要求高，需采用專用加壓設備，不方便攜帶。

在城市燃氣施工實踐表明，出于安全等因素考慮，城市燃氣施工一般不采用直接置換；阻隔置換由于設備巨大，技術要求高、操作難度大、耗時長，城市燃氣現場施工亦不采用；城市燃氣施工現場一般采用間接置換的方式對燃氣管道內的空氣進行置換。

通過查閱相關資料和文獻發現：燃氣置換主要采用，如N₂、CO₂、He等惰性氣體，最常采用的是N₂。目前市面上沒有專門針對燃氣管道間接置換的專門裝置，現場施工一般直接將氮氣瓶與管線連接，采用N₂氣瓶供氣的方式，如圖1所示。氣瓶標定是15Mpa，一般充裝到12Mpa。常見的40L氣瓶放出后相當于標準狀態下約7m³，通常一瓶不能滿足氣體置換要求，需要更換氮氣瓶，然而更換氣瓶會造成供氣中斷，有可能導致N₂和空氣重新混合，甚至發生回流；為了要達到良好的驅替效果，勢必需要消耗更多的N₂，長此以往造成N₂的巨大大浪費。這種置換方式，由于氣瓶中的氣體減少、壓力降低，造成供氣壓力逐漸降低、波動，換氣時間長，工作量大，驅替效果不佳。

另外，現有技術氮氣中的液體和微小的固體雜質會隨著N₂進入置換管道，可能發生液體析出，對管道造成腐蝕，甚至因溫度變化產生冰堵(冰堵由于壓力降低引起溫度或溫度降低到臨界點形成的天然氣水合物堵塞管道)等問題。

發明內容

有鑒于此，本申請針對燃氣置換中更換氣瓶造成供氣中斷、供氣壓力波動大以以及氣體中雜質進入置換管道造成管道腐蝕甚至產生冰堵的問題，提供了一種便攜式燃氣置換裝置，供氣壓力穩定、氣體壓力波動小，可避免液體進入管道對管道產生腐蝕及產生冰堵，驅替效果好。

為了解決上述技術問題，本申請公開了一種便攜式燃氣置換裝置，包括筒體，所述筒體內與進氣端連接處設置有氣體過濾器、筒體內與出氣端連接處設置有除霧器，所述筒體的出氣端連接紊流發生器且所述紊流發生器與所述除霧器相連通，所述筒體的進氣端可同時連接多個氣瓶；

由于筒體具有一定體積，當其中一個氣瓶停止供氣時筒體內壓力基本維持不變，避免更換氣瓶產生壓力波動；經氣體過濾器、筒體和除霧器對氣體中固體及液體雜質的過濾，避免了雜質進入置換管道中對管道造成腐蝕，甚至產生冰堵。

進一步地，所述氣體過濾器為一根管壁上分布有若干小孔的圓管。

進一步地，所述除霧器包括一根管壁上均勻分布有若干割縫的圓管，所述管壁上均勻分布有若干割縫的圓管外纏繞有塑料絲。

進一步地，所述紊流發生器包括兩根直徑不等相嵌套的圓管，直徑較小的圓管管壁上隨機分布有小孔，且小孔方向與氣體流向呈一定夾角。

進一步地，所述筒體的進氣端通過接頭連接高壓軟管，所述高壓軟管與氣瓶相連，所述接頭包括但不限于：直接接頭、三通接頭、四通接頭。

進一步地，還包括：保護外罩，所述保護外罩套于所述筒體外，所述保護外罩兩端設置有粘連扣，所述保護外罩上設置有手提帶，所述保護外罩上還設置有工具袋，所述保護外罩底部設置有支座。