一种带有气压式安全防护功能的液氮存储罐的制作方法

1.本技术涉及低温液体存储设备的领域，尤其是涉及一种带有气压式安全防护功能的液氮存储罐。


背景技术：

2.低温液体储罐是一种紧凑、各种配备（阀门、安全系统等）相对齐全的低温液体储存设备。液氮罐一般可分为液氮储存罐、液氮运输罐两种，贮存罐主要用于室内液氮的静置贮存，不宜在工作状态下作远距离运输使用；液氮运输罐为了满足运输的条件，作了专门的防震设计。
3.授权公告号为cn212745960u的专利公开了一种低温存储液氮罐体，包括罐本体外壳和罐体内胆；罐本体外壳的壳壁为内部中空的结构；罐体内胆的胆壁为内部中空结构，且设置在罐本体外壳内。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：液氮罐在运输等使用过程中，因为不正确操作，容易造成罐体的外壳出现肉眼不可观察的裂缝，如不及时处理，在罐体内胆破裂时，溢出的液氮容易使外壳上的裂缝扩大，并对实验人员带来安全隐患。


技术实现要素：

5.为了提高液氮存储罐的安全防护性能，本技术提供一种带有气压式安全防护功能的液氮存储罐。
6.本技术提供的一种带有气压式安全防护功能的液氮存储罐采用如下的技术方案：一种带有气压式安全防护功能的液氮存储罐，包括外壳和内胆，所述内胆固定设置在外壳内，所述外壳与内胆之间为中空结构，所述外壳与内胆之间设置有保护套，所述保护套与外壳之间填充有高压气体，所述外壳上固定设置有连通管，所述连通管的一端连通保护套与内胆之间空隙、另一端连通内胆的内腔，所述连通管上设置用于在外壳与保护套之间气压降低时开启连通管的阀门组件。
7.通过采用上述技术方案，在存储罐的外壳上出现裂缝时，外壳与保护套之间的高压气体逸出，外壳与保护套间的气压降低，从而触发阀门组件，将连通管开启，使内胆的内腔连通内胆与保护套之间空间，使得内胆中带压存储的液氮挥发出氮气并进入内胆与保护套之间，推动保护套与外壳的内壁紧密接触，既封堵外壳上的裂缝，同时使内胆与外壳之间填充氮气，对内胆中的液氮起到隔热保温的效果，提高液氮的存储效果。
8.可选的，所述阀门组件包括平衡阀，所述平衡阀的进口端连通内胆的内腔。
9.通过采用上述技术方案，在外壳与保护套之间的高压气体泄漏后，平衡阀靠近内胆与保护套一侧的气压降低，内胆的内腔气压高于内胆外侧气压，平衡阀的流量通道扩大，内胆内腔中的氮气通过连通管向内胆外流动。
10.可选的，所述外壳的内壁上设置有气压传感器，所述外壳上设置有警报器，所述外壳上设置有控制器，所述控制器与气压传感器以及警报器均为电连接。
11.通过采用上述技术方案，在外壳与保护套之间的气压降低后，气压传感器将气压数据转化为电数据，传输到控制器，经控制器调解处理后，在气压值低于设定参数，控制器传输信号给警报器，并通过警报器提示工作人员存储罐外壳出现裂缝，便于工作人员及时对存储罐进行转移和维护。
12.可选的，所述阀门组件包括电磁阀，所述电磁阀与控制器电连接。
13.通过采用上述技术方案，采用电磁阀作为连通管上的阀门组件，外壳与保护套之间的气压降低至设定值后，控制器控制电磁阀开启，使内胆的内腔连通内胆与保护套之间空间，电磁阀工作稳定。
14.可选的，所述外壳上设置有气压表，所述气压表用于测量保护套与外壳之间的气压。
15.通过采用上述技术方案，工作人员可以通外壳上的气压表及时了解外壳与保护套之间的气压压力，从而便于工作人员及时对存储罐进行维修。
16.可选的，所述保护套包括抗拉表层，所述抗拉表层靠近内胆的表面覆盖有纤维网格布。
17.通过采用上述技术方案，保护套的抗拉表层在与外壳内壁贴合时，可封堵外壳上的裂缝，并且具有较好的抗拉能力，有效减少抗拉表层破损可能，同时，利用抗拉表层内侧的纤维网格布，可进一步增强保护层的抗拉抗裂能力，安全防护性能较好。
18.可选的，所述抗拉表层靠近外壳的表面上覆盖有柔性填充层。
19.通过采用上述技术方案，柔性填充层可以与外壳上的裂缝完整贴合，使得保护套贴合在外壳内壁上时，对外壳上的裂缝修补效果较好。
20.可选的，所述外壳的内壁上固定设置有导气网格，所述导气网格的内部设置有中空流道，所述导气网格的外壁上开设有连通中空流道的透气孔。
21.通过采用上述技术方案，在内胆中的氮气向内胆与保护套之间空隙流动时，保护套向外壳的内壁贴近，并挤压保护套与外壳之间的空气，通过将空气挤压入导气网格上的透气孔，再从导气网格内的中空流道逐渐向外壳开裂方向挤压排出，有效防止保护套与外壳之间残存鼓包气体造成保护套破裂，延长保护套使用寿命。
22.可选的，所述外壳的内壁上固定设置有若干导电线，所述导电线的一端与外壳连接、另一端与保护套连接。
23.通过采用上述技术方案，在存储罐运输过程中，保护套与内胆以及外壳之间的摩擦容易产生静电，静电通过导电线连通向外壳，再经外壳将电荷排至外界接触的通电物体，可有效防止保护套上电荷聚集，提高存储罐的安全性能。
24.可选的，所述外壳与内胆之间沿自身周向固定设置有安装盘，所述安装盘靠近外壳的上部，所述保护套的顶部与安装盘同轴固定连接，所述保护套的顶部同轴固定设置有分叉环，所述分叉环远离保护套的边缘与安装盘同轴固定连接。
25.通过采用上述技术方案，使保护套的顶部结合分叉环，呈人字连接在安装环上，使得保护套在向内胆贴近或者向外壳贴近时，保护套与分叉环都能与安装环稳定连接，有效防止保护套的两侧分别进气时造成保护套与安装环连接处疲劳脱离，延长保护套使用寿命。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
1.在存储罐的外壳上出现裂缝时，外壳与保护套之间的高压气体逸出，连通管开启，使得内胆中带压存储的液氮挥发出氮气并进入内胆与保护套之间，推动保护套与外壳的内壁紧密接触，既封堵外壳上的裂缝，同时使内胆与外壳之间填充氮气，对内胆中的液氮起到隔热保温的效果，提高液氮的存储效果；2.在存储罐运输过程中，保护套与内胆以及外壳之间的摩擦容易产生静电，静电通过导电线连通向外壳，再经外壳将电荷排至外界接触的通电物体，可有效防止保护套上电荷聚集，提高存储罐的安全性；3.使保护套的顶部结合分叉环，呈人字连接在安装环上，使得保护套在向内胆贴近或者向外壳贴近时，保护套与分叉环都能与安装环稳定连接，有效防止保护套的两侧分别进气时造成保护套与安装环连接处疲劳脱离，延长保护套使用寿命。
附图说明
27.图1是本技术实施例1存储罐的整体结构示意图。
28.图2是本技术实施例1存储罐的局部剖视结构示意图。
29.图3是图2中a部分的局部放大示意图。
30.图4是本技术实施例1存储罐的罐壁下部的平剖结构示意图。
31.图5是本技术实施例2存储罐的整体结构示意图。
32.附图标记说明：1、外壳；11、导气网格；12、中空流道；13、透气孔；14、导电线；2、内胆；3、保护套；31、抗拉表层；32、纤维网格布；33、柔性填充层；4、连通管；5、阀门组件；51、平衡阀；501、电磁阀；6、气压传感器；61、控制器；62、警报器；63、气压表；7、安装盘；71、分叉环。
具体实施方式
33.以下结合附图1
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5对本技术作进一步详细说明。
34.本技术实施例公开一种带有气压式安全防护功能的液氮存储罐。
35.实施例1参照图1、2，存储罐包括外壳1和内胆2，内胆2设于外壳1的内部，外壳1与内胆2之间为中空结构。内胆2的外壁上靠近内胆2顶部的位置同轴焊接固定有一圈安装盘7，安装盘7的外边缘焊接固定在外壳1内壁上靠近顶部的位置。内胆2的外侧位于安装盘7的下方套设有保护套3，保护套3的上开口边缘与安装盘7同轴固定连接。存储罐出产前，在外壳1与保护套3之间的空隙中填充高压气体，比如氮气、氧气等。
36.参照图1、2，在外壳1出现裂缝造成外壳1与保护套3之间的气体逸散后，为了使保护套3能贴合在外壳1的内壁上，将外壳1上裂缝填补，外壳1上还连接有连通管4。连通管4的一端穿过外壳1后连接在内胆2上，并与内胆2内部的内腔连通；连通管4的另一端穿过外壳1后连接在安装盘7上，并与保护套3与内胆2之间的空隙连通。通过连通管4，内胆2中在压力状态下存储的液氮汽化，氮气通过连通管4进入保护套3与内胆2之间，推动保护套3与外壳1紧密接触。
37.为了防止在内胆2内放空状态下外壳1与保护套3之间高压气体对连通管4开口处的保护套3造成损坏，连通管4上设有阀门组件5。本实施例中，阀门组件5包括气压平衡阀
51，平衡阀51安装在连通管4上，平衡阀51的进口端连通内胆2的内腔、出口端连通向内胆2与保护套3之间的空隙中。内胆2与外壳1之间气压大于内胆2的内腔气压时，平衡阀51的阀芯移动并使得平衡阀51的通道收缩直至完全封闭，在内胆2的内腔气压大于平衡阀51另一侧气压时，推动平衡阀51的阀芯将平衡阀51的通道开启。
38.为了方便工作人员了解存储罐外壳1的开裂情况，在外壳1上设有气压表63，气压表63的检测端伸入外壳1与保护套3之间，方便工作人员直观了解外壳1是否存在漏气情况。同时，为了及时警告工作人员存储罐外壳1破裂，在外壳1的内壁上位于外壳1与保护套3之间，还粘接固定安装有气压传感器6，壳体上安装控制器61和警报器62，控制器61同时与气压传感器6和警报器62电连接。气压传感器6将气压竖直转换为电信号并传输给控制器61，通过给控制器61预设定值，在气压传感器6传输的压力值低于设定值时，控制器61向警报器62传输信号并启动警报器62，从而及时提示工作人员存储罐外壳1破裂。
39.参照图2、3，保护套3在外壳1与内腔中来回挤压过程中，保护套3与安装盘7之间的连接位置容易出现破损造成漏气情况，为了提高保护套3在与安装盘7连接处的连接质量，保护套3的上开口侧壁上还同一体成型有分叉环71，分叉环71远离保护套3的边缘同轴密封卡接在安装盘7的底壁上。分叉环71、连接套以及安装盘7在连接处组成等腰三角形空腔。
40.参照图2、4，保护套3在使用过程中，由于自身摩擦以及保护套3与外壳1、内腔摩擦，还容易产生静电，电荷累积在保护套3上容易对内胆2中高压液化气体带来安全隐患。为了及时对保护套3进行除电，在外壳1的内壁上还焊接固定有若干根导电线14，导电线14的另一端粘接在保护套3上。
41.参照图2、3、4，在保护套3在内胆2中气体压力作用下向外壳1内壁贴合过程中，外壳1与保护套3之间的局部空气无法顺利排出，使得保护套3上容易出现空鼓，造成保护套3局部受张力较大而破损。对此，在外壳1的内壁上设有导气网格11，导气网格11采用截面形状为弧形的金属条，呈网格状拼接为整体，金属条的凹面朝向外壳1，金属条交叉节点处凹面的空间连通，形成导气网格11的中空流道12。金属条的边缘开设有透气孔13，透气孔13连通向导气网格11的中空流道12。导气网格11满铺外壳1上位于安装盘7下方的内壁。
42.参照图4，为了提高保护套3使用寿命，保护套3采用抗拉表层31，抗拉表层31可采用pe塑料膜。为了提高保护套3的抗拉抗裂能力，抗拉表层31靠近内胆2的表面上还热熔粘接有纤维网格布32，纤维网格布32采用玻纤网格布。为了使保护套3能更好的贴合封堵外壳1上裂缝，抗拉表层31靠近外壳1的表面覆盖有柔性填充层33，本实施例中，柔性填充层33壳采用凝胶。
43.本技术实施例一种带有气压式安全防护功能的液氮存储罐的实施原理为：在存储罐的外壳1上出现裂缝时，外壳1与保护套3之间的高压气体逸出。外壳1与保护套3间的气压降低，从而使平衡阀51靠近内胆2一侧的气压大于另一侧气压，使得平衡阀51内部通道扩大，将连通管4开启。内胆2的内腔连通内胆2与保护套3之间空间，使得内胆2中带压存储的液氮挥发出氮气并进入内胆2与保护套3之间，推动保护套3与外壳1的内壁紧密接触。既封堵外壳1上的裂缝，同时使内胆2与外壳1之间填充氮气，对内胆2中的液氮起到隔热保温的效果，提高液氮的存储效果。
44.实施例2参照图2、5，实施例2与实施例1的区别之处在于：阀门组件5的不同。
45.本实施例中，阀门组件5包括电磁阀501，电磁阀501安装在连通管4上，用于开闭连通管4。电磁阀501与控制器61电连接，在保护套3与外壳1之间气压值低于控制器61上预设值时，控制器61控制电磁阀501开启，使内胆2的内腔连通内胆2与保护套3之间空隙。
46.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。