正压保护系统和正压型防爆系统的制作方法

1.本实用新型涉及防爆设备技术领域，尤其是涉及一种正压保护系统和正压型防爆系统。


背景技术：

2.现有的正压保护系统，用于监测防爆设备内部压力，并在防爆设备内部压力低于设定值时执行供气、报警等连锁动作，在正常工作的情况下保证了防爆设备的运行安全。但是正压保护系统在发生故障之后，无法保证防爆设备的运行安全，容易导致防爆设备非计划停机。
3.另外，除了正压保护系统发生故障会引起防爆设备非计划停机之外，防爆设备的密封结构出现材料老化、泄漏等故障也会引起防爆设备非计划停机，存在安全隐患和材料损失。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种正压保护系统和正压型防爆系统，以缓解现有技术中存在的正压保护系统故障或防爆设备发生泄漏容易导致防爆设备非计划停机的技术问题。
5.第一方面，本实用新型提供的一种正压保护系统，其中，包括：控制系统和辅助保护装置，所述辅助保护装置的控制端与所述控制系统连接，所述辅助保护装置的输入端与供气设备的输出端、正压保护装置的输入端均相接，所述辅助保护装置的输出端与防爆设备的输入端、所述正压保护装置的输出端均相连，所述正压保护装置的控制端与所述控制系统连接；在所述正压保护装置停止工作时，所述控制系统控制所述辅助保护装置进入工作状态，或，在所述正压保护装置正常工作且所述防爆设备的内部气体压力低于预设阈值时，所述控制系统控制所述辅助保护装置进入工作状态；所述辅助保护装置在进入工作状态之后，将所述供气设备中的气体传输到所述防爆设备中，以使所述防爆设备的内部气体压力高于或等于所述预设阈值。
6.进一步的，所述辅助保护装置包括：第一阀门、气体过滤器和第二阀门；所述第一阀门的一端与所述供气设备的输出端相连接，所述第一阀门的另一端与所述气体过滤器的一端相连接，所述气体过滤器的另一端与所述第二阀门的一端相连接，所述第二阀门的另一端与所述防爆设备的输入端相连接。
7.进一步的，所述辅助保护装置还包括：测压管、压力开关和继电器；其中，所述测压管的一端与所述防爆设备相连接，所述测压管的另一端与所述压力开关的第一端相连接，所述压力开关的第二端与所述第二阀门电连接，所述压力开关的第三端与所述继电器的一端相连接，所述压力开关的第四端与所述控制系统相连接；所述继电器的另一端与所述控制系统相连接。
8.进一步的，所述辅助保护装置还包括：设置在所述辅助保护装置的输入端上的第
一三通管和设置在所述辅助保护装置的输出端上的第二三通管；所述第一三通管的第一端与所述供气设备的输出端相连，所述第一三通管的第二端与所述正压保护装置的输入端相连，所述第一三通管的第三端与所述第一阀门的一端相连；所述第二三通管的第一端与所述正压保护装置的输出端相连，所述第二三通管的第二端与所述防爆设备的输入端相连，所述第二三通管的第三端与所述第二阀门的另一端相连。
9.进一步的，所述辅助保护装置还包括：设置在所述第二三通管的第一端与所述正压保护装置的输出端之间的第三阀门。
10.进一步的，所述正压保护系统还包括：所述正压保护装置。
11.进一步的，所述第一阀门为手动阀门，所述第二阀门为防爆电动阀，所述第三阀门为单向阀。
12.进一步的，所述辅助保护装置还包括：设置在所述第一三通管的第三端与所述第一阀门的一端之间的第一弯头和设置在所述第二三通管的第三端与所述第二阀门的另一端之间的第二弯头。
13.进一步的，所述辅助保护装置还包括：设置在所述压力开关的第二端与所述第二阀门之间的电连接线。
14.第二方面，本实用新型提供的一种正压型防爆系统，其中，包括：第一方面任一项所述的正压保护系统、供气设备和防爆设备。
15.本实用新型提供的一种正压保护系统和正压型防爆系统，包括：控制系统和辅助保护装置，辅助保护装置的控制端与控制系统连接，辅助保护装置的输入端与供气设备的输出端、正压保护装置的输入端均相接，辅助保护装置的输出端与防爆设备的输入端、正压保护装置的输出端均相连，正压保护装置的控制端与控制系统连接；在正压保护装置停止工作时，控制系统控制辅助保护装置进入工作状态，或，在所述正压保护装置正常工作且所述防爆设备的内部气体压力低于预设阈值时，所述控制系统控制所述辅助保护装置进入工作状态；辅助保护装置在进入工作状态之后，将供气设备中的气体传输到防爆设备中，以使防爆设备的内部气体压力高于或等于预设阈值。本实用新型无论是在正压保护装置存在故障的情况下，还是在正压保护装置正常工作且防爆设备的内部气体压力低于预设阈值的情况下，均能够通过启动辅助保护装置工作的方式，提高正压保护系统的补气效率，以保证防爆设备在短时间内实现内部气体压力高于或等于预设阈值，避免了防爆设备非计划停机带来的风险，提高了防爆设备的安全性和可靠性。
16.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
17.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性
劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的一种正压保护系统的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的另一种正压保护系统的结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例提供的一种正压型防爆系统的结构示意图。
22.图标：
[0023]1‑
正压保护装置；2
‑
第三阀门；31
‑
第一三通管；32
‑
第二三通管；4
‑
防爆设备；5
‑
测压点；6
‑
测压管；7
‑
压力开关；8
‑
继电器；9
‑
电连接线；10
‑
第二阀门；11
‑
气体过滤器；12
‑
第一阀门；100
‑
控制系统；200
‑
辅助保护装置；300
‑
供气设备；500
‑
正压保护系统。
具体实施方式
[0024]
下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]
随着国内石油、化工、制药等行业产品种类不断增多，产品规模不断增大，各类新产品、新技术的不断涌现，对现有防爆设计方案安全性提出了更高的要求，因此正压外壳型防爆方案产生。正压外壳型防爆方案的核心技术是通过安全气体隔离点燃源和爆炸性气体，其中，用于提供安全气体的防爆设备通过密封结构使内部压力高于密封结构外部压力，避免爆炸性气体进入防爆设备内部。
[0026]
而正压外壳型防爆方案中的核心设备是正压保护系统，现有的正压保护系统主要包括：压力传感器、流量传感器、定时器、气体管路、阀门、压电转换开关、过滤器、压力表、壳体等元件，元件数量多并且结构复杂，因此现有的正压保护系统发生故障的可能性比较大，因此其在保护防爆设备安全的前提下又带来了新的安全隐患。
[0027]
现有的正压保护系统，用于监测防爆设备内部压力，并在防爆设备内部压力低于设定值时执行供气、报警等连锁动作，在正常工作的情况下保证了防爆设备的运行安全。但是正压保护系统在发生故障之后，无法保证防爆设备的运行安全，容易导致防爆设备非计划停机，存在安全隐患和材料损失。
[0028]
某些防爆设备在运行中立即停机(即非计划停机)可能造成成本损失或带来新的风险，其中，非计划停机造成损失的防爆设备，如防爆用搅拌机，在搅拌周期内停机可能会造成搅拌罐内原材料全部报废，产生成本损失。基于此，本实用新型实施例提供了一种正压保护系统和正压型防爆系统，可以在正压保护装置存在故障的情况下，或在正压保护装置正常工作且防爆设备的内部气体压力低于预设阈值的情况下，通过启动辅助保护装置工作的方式，提高正压保护系统的补气效率，以保证防爆设备在短时间内实现内部气体压力高于或等于预设阈值，避免了防爆设备非计划停机带来的风险，提高了防爆设备的安全性和可靠性。
[0029]
为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种正压保护系统进行详细描述。
[0030]
实施例1：
[0031]
参照图1，本实用新型实施例提供的一种正压保护系统，包括：控制系统100和辅助
保护装置200，先对控制系统100和辅助保护装置200的连接方式进行如下说明：辅助保护装置200的控制端与控制系统100连接，辅助保护装置200的输入端与供气设备300的输出端、正压保护装置1的输入端均相接，辅助保护装置200的输出端与防爆设备4的输入端、正压保护装置1的输出端均相连，正压保护装置1的控制端与控制系统100连接；
[0032]
然后对于控制系统100和辅助保护装置200的工作方式进行如下说明：在正压保护装置1停止工作时，控制系统100控制辅助保护装置200进入工作状态，或，在正压保护装置1正常工作且防爆设备4的内部气体压力低于预设阈值时，控制系统100控制辅助保护装置200进入工作状态；这里的工作状态即辅助保护装置200正常工作的状态。上述预设阈值可以由控制系统100自定义设置，本技术对其数值大小不作任何限定。
[0033]
辅助保护装置200在进入工作状态之后，将供气设备300中的气体传输到防爆设备4中，以使防爆设备4的内部气体压力高于或等于预设阈值。
[0034]
通过上述描述可知，本技术在正压保护装置1停止工作，正压保护装置1正常工作且防爆设备4的内部气体压力低于预设阈值这两种情况下，均可以通过控制系统100控制辅助保护装置200进入工作状态。需要注意的是，在正压保护装置1停止工作的第一种情况下，此时正压保护装置1是停止工作状态，仅由辅助保护装置200向防爆设备进行补气；在正压保护装置1正常工作且防爆设备4的内部气体压力低于预设阈值的第二种情况下，正压保护装置1是正常工作状态，且辅助保护装置200协助正压保护装置1共同向防爆设备进行补气，提高了正压保护系统的补气效率。
[0035]
本实用新型实施例中的防爆设备4和正压保护系统均可以应用于爆炸环境。参照图1，正压保护装置1所在的第一管路和辅助保护装置200所在的第二管路并联，第一管路和第二管路的材质均可以是钢管。上述预设阈值可以指防爆设备4正常工作时安全范围内的最小值。上述控制系统100可以指用户plc(programmable logic controller，可编程控制器)控制系统。正压保护装置1故障或其他原因导致防爆设备4的内部气体压力降到辅助保护装置200的压力开关动作值后，辅助保护装置200自动开启。由于正压保护装置1故障无法再继续为防爆设备4补充保护气体(简称气体)，因此只能通过辅助保护装置200对防爆设备4补充保护气体，维持防爆设备4的内部气体压力处于安全范围，避免防爆设备4故障停机造成的成本损失和带来的安全隐患。
[0036]
上述压力开关动作值(或称为压力开关设定值)由控制系统100自定义设置，例如：可以在正压保护系统低压报警值与防爆设备正常工作压力值之间进行取值，可以在防爆设备正常工作压力值与正压保护系统停机值之间取值，还可以在正压保护系统低压报警值与正压保护系统停机值之间取值。
[0037]
正压保护装置1与辅助保护装置200中的压力开关7均可以与plc控制系统电连接，均可以向用户plc控制系统发送低压报警信号。用户plc控制系统还可以控制下述继电器8供电。
[0038]
相对现有技术，本实用新型实施例的有益效果为：正压保护装置1或防爆设备4的密封结构等故障导致防爆设备4的内部气体压力降到压力开关设定值后，压力开关7驱动第二阀门10打开辅助气路，进而对防爆设备4进行补气，能够保证防爆设备4的内部气体压力满足安全运行的要求，同时输送低压报警信号给用户控制plc系统，用户可在防爆设备4允许停机后，对正压保护装置1和防爆设备4进行检修，这样避免了正压保护装置1或防爆设备
4故障造成的非计划停机所产生的经济损失和安全隐患。
[0039]
在一个可选的实施例中，如图2所示，正压保护系统还包括：正压保护装置1。
[0040]
在现有技术中，针对停机过程中存在点燃源的这类防爆设备，在停机过程中容易产生新的点燃源或仍然存在点燃源，这就必须要考虑停机过程中防爆设备4的内部气体压力降到最低安全压力的相差时间大于点燃源存在时间，以确保可燃性气体不会在防爆设备4停机过程中进入到防爆设备4内部。针对该技术问题，本实用新型实施例中同时包含辅助保护装置200和正压保护装置1的正压保护系统，可以在正压保护装置1正常工作的过程中，通过控制系统100控制辅助保护装置200也进行工作。两者同时处于工作状态的好处是，可以延长防爆设备4的内部气体压力降到最低安全压力的相差时间，提高正压保护系统的补气效率，延长可燃性气体在防爆设备4停机过程中进入到防爆设备4内部的时间。
[0041]
在一个可选的实施例中，如图2所示，辅助保护装置200包括：第一阀门12、气体过滤器11和第二阀门10；第一阀门12的一端与供气设备300的输出端相连接，第一阀门12的另一端与气体过滤器11的一端相连接，气体过滤器11的另一端与第二阀门10的一端相连接，第二阀门10的另一端与防爆设备4的输入端相连接。上述第一阀门12可以为手动阀门，上述第二阀门10可以为防爆电动阀。上述防爆电动阀可以是快开型的电磁阀，可以是常闭性电动阀，具有动作灵敏的优势，可以及时开通辅助保护装置200所在的第二管路。
[0042]
在一个可选的实施例中，如图2所示，辅助保护装置200还包括：测压管6、压力开关7和继电器8；其中，测压管6的一端与防爆设备4相连接，测压管6的另一端与压力开关7的第一端相连接，压力开关7的第二端与第二阀门10电连接，压力开关7的第三端与继电器8的一端相连接，压力开关7的第四端与控制系统100相连接；继电器8的另一端与控制系统100相连接。压力开关7通过测压管6与正压保护装置1都在同一点(即测压点5)进行防爆设备4的内部气体压力的监测，能够保证辅助保护装置200的测压结果与正压保护装置1的测压结果相同。
[0043]
上述测压管6可以称为测压信号管、或称为测压管路。上述压力开关7可以称为防爆压力开关，上述继电器8可以称为防爆时间继电器。防爆电动阀的工作电压与上述防爆压力开关的输出电压匹配。压力开关7控制第二阀门10动作，即防爆压力开关能够控制防爆电动阀动作。防爆时间继电器与防爆压力开关电连接，防爆压力开关由防爆时间继电器供电。防爆时间继电器供电与正压保护装置1工作在时间上具有时间顺序，即正压保护装置1工作时间t后防爆时间继电器给辅助保护装置200中的防爆压力开关供电。该时间t是防爆时间继电器的通电延时时间，可以通过控制系统100进行设置，在设定该参数时，可以参考防爆设备4开始气体置换至防爆设备4的内部气体压力达到预设最大值所花费的时间来进行设定。
[0044]
在一个可选的实施例中，可以在测压管6上设置第三三通管(在图2中并未用数字标出)，以使第三三通管的第一端连接正压保护装置1，第三三通管的第二端连接测压点5，第三三通管的第三端连接测压管6。
[0045]
防爆压力开关可以利用设置在防爆设备4上的测压点5测压得到防爆设备4的内部气体压力。
[0046]
在一个可选的实施例中，如图2所示，辅助保护装置200还包括：设置在辅助保护装置200的输入端上的第一三通管31和设置在辅助保护装置200的输出端上的第二三通管32；
第一三通管31的第一端与供气设备300的输出端相连，第一三通管31的第二端与正压保护装置1的输入端相连，第一三通管31的第三端与第一阀门12的一端相连；第二三通管32的第一端与正压保护装置1的输出端相连，第二三通管32的第二端与防爆设备4的输入端相连，第二三通管32的第三端与第二阀门10的另一端相连。
[0047]
正压保护装置1的输入端通过第一三通管31、第一阀门12、气体过滤器11、第二阀门10、第二三通管32连接至正压保护装置1的输出端。在辅助保护装置200的输入端设置第一三通管31，可以便于其与正压保护装置1、供气设备300两个设备的连接，同理，在辅助保护装置200的输出端设置第二三通管32，可以便于其与正压保护装置1、防爆设备4这两个设备的连接。
[0048]
在一个可选的实施例中，如图2所示，辅助保护装置200还包括：设置在第二三通管32的第一端与正压保护装置1的输出端之间的第三阀门2。
[0049]
第三阀门2可以为单向阀，单向阀包括机械式压差单向阀，工作的原理是阀体两端压差达到设定值后便可开启。正压保护装置1工作时，单向阀两端压差达到设定值，单向阀开启对防爆设备4供气(即补充气体)。在正压保护装置1故障后，单向阀还可以防止在辅助保护装置200补充的气体泄漏到正压保护装置1，也可以防止防爆设备4内部的气体泄漏到正压保护装置1。
[0050]
在一个可选的实施例中，辅助保护装置200还包括：设置在第一三通管31的第三端与第一阀门12的一端之间的第一弯头(在图2中并未用数字标出)和设置在第二三通管32的第三端与第二阀门10的另一端之间的第二弯头(在图2中并未用数字标出)。
[0051]
在一个可选的实施例中，如图2所示，辅助保护装置200还包括：设置在压力开关7的第二端与第二阀门10之间的电连接线9。
[0052]
综上，本实用新型实施例提供的辅助保护装置200包括：第一阀门12、气体过滤器11、第二阀门10、测压管6、压力开关7、继电器8、第一三通管31、第二三通管32、第三阀门2、第一弯头、第一弯头和电连接线9。
[0053]
在一个可选的实施例中，参照图2，本实用新型实施例中的正压保护系统可以通过气路划分，划分为由第一三通管31的第一端、第一三通管31的第二端、正压保护装置1、第三阀门2、第一三通管31的第一端、第一三通管31的第二端组成的主气路，以及由第一三通管31的第三端、第一弯头、第一阀门12、气体过滤器11、第二阀门10、第一三通管31的第三端组成的辅助气路。压力开关7通过测压管6与正压保护装置1都在同一点(即测压点5)进行防爆设备4的内部气体压力的监测，能够保证辅助气路的测压结果与主气路的测压结果相同。
[0054]
需要注意的是，仅仅依靠辅助气路能够保证在正压保护装置1故障后维持被保护设备(即为上述防爆设备4)的安全运行。辅助气路与主气路并联运行，两者相互不干扰，在正常运行时，主气路对被保护设备进行供气，能够保证其内部气体压力处于安全范围，此时辅助气路处于关闭状态。在正压保护装置1发生故障后，正压保护装置1无法对被保护设备进行供气，被保护设备的内部气体压力降低，压力开关7检测到内部气体压力降低到压力开关设定值之后，压力开关7进行报警并自动打开辅助气路中的第二阀门10，以通过辅助气路对被保护设备进行供气，保证其内部压力处于安全范围。
[0055]
在一个具体的实施例中，上述主气路和辅助气路的工作流程如下：测量主气路开始供电到防爆设备4的内部气体压力达到预设最大值的时间，按此时间加上修正值设置辅
助气路上的继电器8的通电延时时间，设置完成后开启辅助气路(此时该辅助气路仅是待工作状态，不进行补充气体)。在辅助气路开启后，若防爆设备4的内部气体压力仍继续降低，则在内部气体压力降到正压保护系统的低压报警值时，通过正压保护系统输出低压报警信号，此时用户可以对正压保护系统和防爆设备4立即执行停机操作。主气路在防爆设备4内部爆炸气体置换完成后进入泄漏补偿状态，即泄漏多少量则补充多少量，以最大补充量有限制。
[0056]
也就是说，在防爆设备4运行过程中，无论是针对正压保护装置故障的情况，还是针对防爆设备的密封结构失效导致的内部气体压力降低的情况，均可以将压力开关设定值设置在正压保护系统低压报警值和防爆设备正常工作压力值之间，只要监测到防爆设备4的内部压力值降低至压力开关设定值后，辅助气路上的第二阀门10立即执行动作对防爆设备4进行补气，维持防爆设备4的继续运行，待用户停机后再对防爆设备4或正压保护装置1进行维修。
[0057]
需要注意的是，在主气路工作的过程中，正压保护装置1与辅助气路上的继电器8同时供电，此时保护气体通过主气路进入防爆设备4的内部，防爆设备4的内部气体压力达到设定压力值时，正压保护系统中的泄压阀(图2中并未示出，一般设置在防爆设备4的出气口位置)开启，防爆设备4开始置换爆炸性气体，此时正压保护系统开始计时；在时间t(通过时间继电器8设定该时间)后，继电器8为压力开关7供电，压力开关7开始工作，辅助气路处于开启状态，此时正压保护系统在计时过程中；在计时结束后关闭泄漏阀，正压保护系统进入泄漏补偿状态，并反馈给控制系统100用于启动防爆设备4的启动信号，防爆设备4在接收该启动信号之后执行启动动作。
[0058]
防爆设备4在运行的过程中，内部气体压力降低，当该内部气体压力降到压力开关设定值后，压力开关7向控制系统100远传低压报警信号，同时向第二阀门10供电，第二阀门10开启，进而可以对防爆设备4进行补充气体。
[0059]
为了保证防爆设备4的内部气体压力一直处于安全压力范围(即上述安全范围，其边界为最高允许压力和最低允许压力)，可以在内部气体压力高于最高允许压力时，开启正压保护系统中的安全阀进行泄压，以保持防爆设备4的内部气体压力低于最高允许压力；还可以在防爆设备4继续运行的过程中，用户对正压保护装置1或防爆设备4进行计划停机维修。
[0060]
因此本实用新型实施例提供的一种正压保护系统，能够解决正压保护装置1故障或其他故障导致的防爆设备4非预期停机造成的经济损失和安全隐患，又能解决密封材料老化、泄露导致防爆设备4压力过低造成的非预期停机。本实用新型实施例能够提高采用该正压保护系统的防爆设备4的安全性和可靠性。
[0061]
实施例2：
[0062]
参照图3，本实用新型实施例提供的一种正压型防爆系统，包括：如实施例1中的正压保护系统500、供气设备300和防爆设备4。
[0063]
本实用新型实施例提供的一种正压型防爆系统，能够解决正压保护装置故障或其他故障导致的防爆设备4非预期停机造成的经济损失和安全隐患，又能解决密封材料老化、泄露导致防爆设备4压力过低造成的非预期停机。本实用新型实施例能够提高采用该正压保护系统500的防爆设备4的安全性和可靠性。
[0064]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述正压型防爆系统描述的具体工作过程，可以参考前述正压保护系统500的对应过程，在此不再赘述。
[0065]
另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语、“相连”、“连接”、“相连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0066]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0067]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。