1.本发明涉及液封装置，尤其是一种安全液封装置及方法。
背景技术：2.安全液封设备广泛运用于化工生产中，尤其是在超压安全排放、调节气体出口压力等方面上，也广泛运用于有毒有害、易燃易爆等气相介质的密封，如天然气制乙炔工艺中对易燃易爆介质乙炔介质的液柱密封。随着对化工装置运行要求越来越高，尤其需要在环保、智能、安全等方面有着突出作用的液封装置。
3.现有安全液封基本能实现液封功能，但由于液相的进液管和出液管位于同一空间，往往气相介质会窜入到液体入口管道中，通过管道进入泵或其他设备内，对运转泵会造成气蚀甚至损坏，对于设备会影响安全和工艺操作要求；设备不能动态进行液位补给和排放，液封在运行时因进气压力波动会导致液位不断的改变，液位的变化会影响液封压力，也会使罐体内的气体出现高压状态或欠压状态，会影响与罐体出气口连接的设备(如反应器、压缩机)的正常运行，严重时候可能造成事故；进气管冲破液封压力时气体排放压力大，排放不均匀，气体含液量高，对设备产生较大震动，影响设备运行寿命和安全。
技术实现要素：4.本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种安全液封装置及方法，能够保证液封的密封效果的同时，达到防止窜气，对液体介质动态的自动排放和补给，避免罐体内的气体出现高压状态或欠压状态，调节罐体上气体入口端设备的运行压力，保证罐体上气体出口端连接的机械设备的正常运行和罐体内液封压力稳定的目的。
5.本发明采用的技术方案如下：一种安全液封装置，包括具有进气管的罐体，所述罐体上固定有相互连通的内管件和外管件，所述内管件位于所述罐体内，所述外管件位于所述罐体外，所述外管件上设置有用于添加液体的液体进口，所述内管件的液体出口和罐体内的液位位置在空间上处于同一水平面，并且所述进气管的出气端在空间位置上低于罐体内的液位位置。
6.进一步地，所述罐体上开设有出气口，所述出气管在空间位置上高于所述液体出口，所述出气口处设置有呼吸阀，该呼吸阀控制所述罐体的内外气压平衡。
7.进一步地，所述罐体的外侧壁上固定有用于向液体进口添加液体的加注管，所述加注管的出液端位于所述液体进口的上方并且与液体进口之间存在间隙。
8.进一步地，所述罐体的外侧壁上固定有缓冲容器，所述液体进口位于缓冲容器内；所述加注管固定于缓冲容器上。
9.进一步地，所述缓冲容器的底部设置有排液管，该排液管用于排除缓冲容器内溢流出来的液体。
10.进一步地，所述进气管竖直布置并且进气管内的气体流向是从罐体的顶部到罐体的底部。
11.进一步地，所述进气管的出气端设置有扩散件，所述扩散件上加工若干个 v型齿槽。
12.进一步地，所述罐体的底部设置有排净口管，所述排净口管用于排除罐体内的液体。
13.一种安全液封方法，应用所述的安全液封装置，包括以下步骤：
14.s1：当进气管内的气压出现低压波动时候，罐体内的液体具有进入进气管的趋势，罐体内的液位具有降低趋势；
15.s11：在s1之后，外管件内的液体给予罐体内液位补充，使得罐体内的液位保持，罐体内气压不变，保证液封压力；
16.s2：当进气管内的气压出现高压波动时候，进气管内的液体具有进入罐体的趋势，罐体内的液位具有上升趋势；
17.s21：在s2之后，罐体内的液体经过内管件进入外管件溢流，使得罐体内的液位保持，罐体内气压不变，保证液封压力；
18.s3：当进气管内的气压超过罐体内液封液位高度，进气管内的气体溢出进入罐体，直到罐体内的气压达到呼吸阀开启的压强，呼吸阀开启进行排气泄压，使罐体内外气压平衡。
19.进一步地，s4：在正常液封状态时，罐体内的液位在空间位置上高于进气管的出气端，实现液封。
20.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
21.1、本发明能够在保证液封的前提下，对于进气管内气体压力波动的情况能够自动的补充或溢流罐体内的液体，使罐体内的液体液位保持稳定，从而保持罐体内稳定的液封压力；
22.2、在罐体连接有其他机械的情况时候，本发明能够保持罐体内的液位稳定，罐内液位上气相压力稳定，避免罐体内的气体出现高压状态或欠压状态，调节气体入口端压力，保证气体入口连接端机械设备的正常运行；
23.3、进液泵上的加注管与出气管隔离，并且本发明中的内管内存在液体，可以有效防止气体通过内管窜入进液泵，防止进液泵汽蚀和气体泄露，保证密封效果。
附图说明
24.本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
25.图1本发明的第一种实施方式的结构示意图；
26.图2为本发明的第二种实施方式的结构示意图；
27.图3为本发明的第三种实施方式的结构式示意图；
28.图4为本发明在低压波动状态时/超低压波动时的液体流动图；
29.图5为本发明在高压波动状态时/超高压波动时的液体流动图；
30.图中标记：1-罐体；11-出气口；12-进气管；121-扩散件，122-v型齿槽； 13-排净口管；2-外管件；21-液体进口；3-内管件；31-液体出口；4-缓冲容器；4-排液管；5-加注管；6-呼吸阀。
具体实施方式
31.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
32.本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
33.如图1-图5所示，一种安全液封装置，包括具有进气管12的罐体1，罐体1存放液封的液体，所述罐体1上固定有相互连通的内管件3和外管件2，在本实施例中，所述内管件3和外管件2可以是u形管的部件，所述内管件3 位于所述罐体1内，所述外管件2位于所述罐体1外，所述外管件2上设置有用于添加液体的液体进口21，内管件3和外管件2均为竖直布置，其轴线与罐体1的轴线平行，因为液压的压力大小与竖直高度相关；罐体1内的液位位置与内管件3的液体出口31的位置在空间上同在一个水平面上，使得进气管12 内的气压不管如何波动，只要在正常的波动范围内(进气管的气压不会冲破液封)，罐体1内的液位高度不会产生变化，从而液封压力也不会产生变化，罐体内的气体压强(液体上方的气体压强)也不会产生变化，所以，达到液封稳定的目的，以及对于罐体1连接的其他机械，出气口处的气压压强稳定，进一步地保证其他机械的气压稳定；所述进气管12的出气端在空间位置上低于所述罐体1内的液位位置，液体封堵进气管12，实现对进气管12正常液封。
34.需要说明的是，液封压力是指罐体1内液体产生的压力。
35.具体的，在本实施例中，第一种实施方式中，如图1所示，在罐体1内的气压与罐体1外的气压相等或均为常压态时，对于本实施例，下面以常压态阐述，所述内管件3的液体出口31在空间位置齐平于所述外管件2的液体进口 21在空间位置，即内管件3内的液位位置与外管件2的液位位置在空间位置上应该是同一平面，而外管件2能够持续添加液体，其外管件2的液位位置能够保持在外管件2的液体进口21位置，又有所述内管件3的液体出口31和罐体 1内的液位位置在空间上处于同一水平面，所以，罐体1内的液位位置、内管件3内的液位位置和外管件2内的液位位置均保持一致；而产生液封的压力是罐体1内的液位高度，在进气管12内出现可允许(正常)的气压波动时候，通过液体出口31给予罐体1内的液体及时补充或溢流，使罐体1内的液位位置保持恒定，从而保持液封压力恒定，以及罐体1内的气体压力恒定。
36.进一步地，第二种实施方式中，如图2所示，当罐体1内的气压低于罐体 1外的气压时候，所述内管件3的液体出口31的空间位置需要高于所述外管件 2的液体进口21的空间位置，即内管件3内的液位位置高于外管件2的液位位置，而外管件2能够持续添加液体，其外管件2的液位位置能够保持在外管件 2的液体进口21位置，又有所述内管件3的液体出口31和罐体1内的液位位置在空间上处于同一水平面，所以，罐体1内的液位位置、内管件3内的液位位置均稳定的高于外管件2内的液位位置；而产生液封的压力是罐体1内的液位高度，在进气管12内出现可允许(正常)的气压波动时候，通过液体出口31 给予罐体1内的液体及时补充或溢流，使罐体1内的液位位置保持恒定，从而保持液封压力恒定，以及罐体1内的气体压力恒定。
37.更进一步地，第三种实施方式中，如图3所示，当罐体1内的气压高于罐体1外的气压时候，所述内管件3的液体出口31的空间位置需要低于所述外管件2的液体进口21的空间
位置，即内管件3内的液位位置低于外管件2的液位位置，而外管件2能够持续添加液体，其外管件2的液位位置能够保持在外管件2的液体进口21位置，又有所述内管件3的液体出口31和罐体1内的液位位置在空间上处于同一水平面，所以，罐体1内的液位位置、内管件3内的液位位置均稳定的低于外管件2内的液位位置；而产生液封的压力是罐体1 内的液位高度，在进气管12内出现可允许(正常)的气压波动时候，通过液体出口31给予罐体1内的液体及时补充或溢流，使罐体1内的液位位置保持恒定，从而保持液封压力恒定，以及罐体1内的气体压力恒定。
38.在本实施例中，罐体1内的气压与罐体1外的气压均为常压态时，即罐体 1内的液位位置、内管件3内的液位位置和外管件2内的液位位置均保持一致时，进气管12内的气压出现气压波动时候，即出现高压波动或低压波动的情况；对于正常的高压波动时候，如图1和图5所示，进气管12内的气压会推挤进气管12内的液体进入罐体1，导致罐体1内的气体空间减少，罐体1内气压升高(大于常压态)，罐体1内的液体通过内管件3的液体出口31进入外管件2，并通过外管件2的液体进口21溢流；对于非正常的超高压波动的情况，即进气管12内气压大于储罐1内的液封压力时候，进气管12内的气压会冲破液封，气体进入罐体1内，从而导致罐体1内的气压高于常压态，而罐体1内的液体由于没有可行的流动(泄压)去向，罐体1内的气体只能压缩推挤内管件 3内液体，使内管件3内的液体朝向外管件2流动，外管件2溢流，直到罐体 1内的气压为常压态为止，此后，内管件3到外管件2内的液体也对罐体1内气体产生液封，一方面能够避免非正常的气压波动导致气体泄露，由于罐体1 内的液位位置不变，所以液封压力也相对保持不变；另一方面，保持罐体内的气压为常压态；对于进气管21内出现正常的低压波动和非正常的超低压波动的情况，如图1和图4所示，罐体1内的液体会增加进入进气管12的量，罐体1内液体减少，导致罐体1内液位位置上方的空间增大，从而罐体1内气压低于常压态，进而使外管件2内的液体进入内管件3，使得罐体1内的液体得到补充；上述过程乃是动态过程，所以，罐体1内的液位高度相对保持不变，保持液封压力；罐体1内的气压也能动态保持常压态，对于在罐体连接有其他机械的情况时候，本实施例能够保持罐体内的液位稳定，从而使得出气口11 处的气压压强稳定，进一步地保证连接在出气口11处的其他机械的气压稳定。
39.在本实施例中，当储罐1连接有其他机械时候，所述罐体1上开设有出气口11，其他机械连接出气口11，所述出气管在空间位置上高于所述液体出口 31或/和罐体1内的液位位置，避免罐体1内的液体封堵出气管，所述出气口 11处设置有呼吸阀6，该呼吸阀6控制所述罐体1的内外气压平衡，在出现上述超高压的情况，过高的气压也不会冲破内管件3与外管件2内的液封状态，该效果得益于在出气口11设置呼吸阀6，呼吸阀6在一定压强的情况下会开启，当罐体1内的气压达到呼吸阀6开启的压力值时候，呼吸阀6打开，从而使得罐体1内的气压得到释放，从而使得罐体1内外的气压平衡。
40.通常情况下，进一步地，在本实施例中，储罐1内的液封高度通常要求达到呼吸阀6开启压力，即满足使得进气管12冲破液封能够及时被泄压。
41.在本实施例中，所述罐体1的外侧壁上固定有用于向液体进口21添加液体的加注管5，加注管5向液体进口21处持续的添加液体，保持液封能力，所述加注管5的出液端位于所述液体进口21的上方并且与液体进口21之间存在间隙，该间隙的存在保证液体进口21的气压状态为常压状态。
42.在本实施例中，所述加注管5通常是连接有进液泵的，进液泵为加注管5 内的液体流动提供能量。
43.在本实施例中，所述罐体1的外侧壁上固定有缓冲容器4，所述液体进口 21位于缓冲容器4内，缓冲容器4缓冲液体进口21处溢流的液体，液体通过缓冲容器4自动排放；所述加注管5固定于缓冲容器4上。
44.在本实施例中，为了实现缓冲容器4内的液体自动排放，所述缓冲容器4 的底部设置有排液管41，该排液管41用于排除缓冲容器4内的液体。
45.进一步地，在本实施例中，根据工况，排液管41与加注管5可以连通形成液体回路，以达到循环液体的目的，降低液体浪费量。
46.在本实施例中，所述进气管12竖直布置并且进气管12内的气体流向是从罐体1的顶部到罐体1的底部。
47.在本实施例中，所述进气管12的出气端设置有扩散件121，所述扩散件 121上加工若干个v型齿槽122，当进气管12内的气压出现非正常的气压波动时候，尤其是超高压时候，进气管12内的气体通过扩散件121扩散泄压，然后再通过v型齿槽122均匀的释放在罐体1的液体里，避免超高压气体对液体造成过大冲击而引起液体振荡，进气管12内的压力瞬时超过液封静压强时，气体能够通过扩散件121和v型齿形槽122均匀溢出，并通过呼吸阀6释放多余压力，自动将罐体内的压力调整到初始密封状态。
48.在本实施例中，所述罐体1的底部设置有排净口管13，当不需要液封进气管12时候，所述排净口管13用于排除罐体1内的液体。
49.一种安全液封方法，应用所述的安全液封装置，包括以下步骤：
50.s0：初始状态下：缓冲容器4和罐体1初始压力相等，一般为常压态，液体通过加注管5进入液体进口21，液体从液体进口21进入内管件3并从液体出口31进入罐体内，在充液高度达到液体进口21上沿，并且罐体1内的液位位置与内管件2处于同位置时，液体从液体进口21的上沿溢流到缓冲容器4，并通过缓冲容器4下部排液口排出；
51.s1：当进气管12内的气压出现低压波动时候，罐体1内的液体具有进入进气管12的趋势，罐体1内的液位具有降低趋势；
52.s11：在s1之后，外管件2内的液体给予罐体1内液位补充，使得罐体1 内的液位保持，保证罐体1内的液封压力；
53.s2：当进气管12内的气压出现高压波动时候，进气管12内的液体具有进入罐体1的趋势，罐体1内的液位具有上升趋势；
54.s21：在s2之后，罐体1内的液体经过内管件3进入外管件2溢流，使得罐体1内的液位保持，保证罐体1内的液封压力。
55.需要说明的是，s1、s11、s2、s21中所述的气压波动均为正常工况下可允许的气压波动，即即使是高压波动也不会冲破罐体1内的液封压力。
56.s3：当进气管12内的气压超过罐体1内液封液位高度，即为正常工况下非正常的气压波动，进气管12内的气体冲破罐体1内的液体液封，进气管12 内的气体溢出进入罐体1，直到罐体1内的气压达到呼吸阀6开启的压强，呼吸阀6开启进行排气泄压，使罐体1内外气压平衡，即在本实施例中使得罐体 1内的气相压力与缓冲容器4内的气相压力相平衡。
57.s4：在正常液封状态并且未出现气压波动时，罐体1内的液位在空间位置上高于进
气管12的出气端，实现液封。
58.本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
技术特征：1.一种安全液封装置，包括具有进气管(12)的罐体(1)，其特征在于：所述罐体(1)上固定有相互连通的内管件(3)和外管件(2)，所述内管件(3)位于所述罐体(1)内，所述外管件(2)位于所述罐体(1)外，所述外管件(2)上设置有用于添加液体的液体进口(21)，所述内管件(3)的液体出口(31)和罐体(1)内的液位位置在空间上处于同一水平面，并且所述进气管(12)的出气端在空间位置上低于罐体(1)内的液位位置。2.根据权利要求1所述的安全液封装置，其特征在于：所述罐体(1)上开设有出气口(11)，所述出气管在空间位置上高于所述液体出口(31)，所述出气口(11)处设置有呼吸阀(6)，在所述进气管(12)出现高压波动且该高压波动超过罐体(1)内液位液封压强时候，该呼吸阀(6)开启进行泄压，呼吸阀(6)使所述罐体(1)的内外气压平衡。3.根据权利要求1所述的安全液封装置，其特征在于：所述罐体(1)的外侧壁上固定有用于向所述外管件(2)的液体进口(21)添加液体的加注管(5)，所述加注管(5)的出液端位于所述液体进口(21)的上方并且与液体进口(21)之间存在间隙。4.根据权利要求3所述的安全液封装置，其特征在于：所述罐体(1)的外侧壁上固定有缓冲容器(4)，所述液体进口(21)位于缓冲容器(4)内；所述加注管(5)固定于缓冲容器(4)上。5.根据权利要求4所述的安全液封装置，其特征在于：所述缓冲容器(4)的底部设置有排液管(41)，该排液管(41)用于排除缓冲容器(4)内的液体。6.根据权利要求1所述的安全液封装置，其特征在于：所述进气管(12)竖直布置并且进气管(12)内的气体流向是从罐体(1)的顶部到罐体(1)的底部。7.根据权利要求1或6所述的安全液封装置，其特征在于：所述进气管(12)的出气端设置有扩散件(121)，所述扩散件(121)上加工若干个v型齿槽(122)。8.根据权利要求1所述的安全液封装置，其特征在于：所述罐体(1)的底部设置有排净口管(13)，所述排净口管(13)用于排除罐体(1)内的液体。9.一种安全液封方法，应用权利要求2-8任意一项所述的安全液封装置，其特征在于：包括以下步骤：s1：当进气管(12)内的气压出现低压波动时候，罐体(1)内的液体具有进入进气管(12)的趋势，罐体(1)内的液位具有降低趋势；s11：在s1之后，外管件(2)内的液体给予罐体(1)内液位补充，使得罐体(1)内的液位保持，保证罐体(1)内的液封压力；s2：当进气管(12)内的气压出现高压波动时候，进气管(12)内的液体具有进入罐体(1)的趋势，罐体(1)内的液位具有上升趋势；s21：在s2之后，罐体(1)内的液体经过内管件(3)进入外管件(2)溢流，使得罐体(1)内的液位保持，保证罐体(1)内的液封压力；s3：当进气管(12)内的气压超过罐体(1)内液封液位高度，进气管(12)内的气体溢出进入罐体(1)，直到罐体(1)内的气压达到呼吸阀(6)开启的压强，呼吸阀(6)开启进行排气泄压，使罐体(1)内外气压平衡。10.根据权利要求9所述的安全液封方法，其特征在于：s4：在正常液封状态时，罐体(1)内的液位在空间位置上高于进气管(12)的出气端，实现液封。
技术总结本发明公开了一种安全液封装置及方法，涉及液封装置，所述罐体上固定有相互连通的内管件和外管件，所述内管件位于所述罐体内，所述外管件位于所述罐体外，所述内管件的液体出口、所述外管件的液体进口和罐体内的液位位置在空间上处于同一水平面，并且所述进气管的出气端在空间位置上低于罐体内的液位位置。本发明能够保证液封的密封效果的同时，达到防止窜气，对液体介质动态的自动排放和补给，避免罐体内的气体出现高压状态或欠压状态，调节罐体上气体入口端设备的运行压力，保证罐体上气体出口端连接的机械设备的正常运行和罐体内液封压力稳定的目的。封压力稳定的目的。封压力稳定的目的。
技术研发人员：秦静 叶亮 亓建伟 李魁 沈结 王任 韦佳 卜玮杰
受保护的技术使用者：中国成达工程有限公司
技术研发日：2022.06.17
技术公布日：2022/11/1
