压力容器防爆泄压装置及充气开关设备

摘要

本发明涉及压力容器防爆泄压装置及充气开关设备。其中压力容器防爆泄压装置包括防爆膜安装座，防爆膜安装座上设有用于与压力容器连通的泄压口，泄压口处设有防爆膜，防爆膜安装座上还设有用于罩设到防爆膜背向压力容器的一侧的防护罩，所述防护罩与防爆膜安装座之间设有供泄压气流通过的通气间隔。本发明采用上述技术方案，泄出的气体需要通过防护罩与防爆膜安装座之间设置的通气间隔才能够向外喷出，而该通气间隔能够改变气流的方向，减缓气流速度，能够起到缓冲作用，与现有技术相比，能够改善压力容器防爆泄压装置在泄压时容易对对周边设备和人员造成伤害的问题。

权利要求

1.压力容器防爆泄压装置，其特征在于：包括防爆膜安装座，防爆膜安装座上设有用于与压力容器连通的泄压口，泄压口处设有防爆膜，防爆膜安装座上还设有用于罩设到防爆膜背向压力容器的一侧的防护罩，所述防护罩与防爆膜安装座之间设有供泄压气流通过的通气间隔；防护罩的边缘处设有朝向防爆膜安装座折弯以引导泄压气流朝向防爆膜安装座流动的气流引导部；所述防爆膜安装座上设有环槽，所述防护罩的气流引导部伸入所述环槽内；所述气流引导部和所述环槽的槽壁之间形成环形泄压出口，所述泄压气流从所述环形泄压出口中排出。

2.根据权利要求1所述的压力容器防爆泄压装置，其特征在于：所述防爆膜的边缘设有法兰边，所述泄压口处设有将防爆膜的法兰边压向防爆膜安装座的防爆膜环形压板。

3.根据权利要求2所述的压力容器防爆泄压装置，其特征在于：所述防爆膜安装座上固定有螺柱，所述防爆膜环形压板上设有供螺柱穿过的穿孔，所述螺柱上设有用于固定防爆膜环形压板的压板固定螺母。

4.根据权利要求3所述的压力容器防爆泄压装置，其特征在于：所述防护罩上设有供所述螺柱穿过的穿孔，螺柱上套设有支撑在所述压板固定螺母与防护罩之间的支撑套，所述防护罩通过防护罩固定螺母固定在螺柱上。

5.根据权利要求1所述的压力容器防爆泄压装置，其特征在于：压力容器防爆泄压装置还包括封堵在所述泄压口处的缓冲垫，所述缓冲垫具有与泄压口对应的撕裂区域和与撕裂区域连接的边缘区域，所述撕裂区域与边缘区域之间设有撕裂线。

6.根据权利要求5所述的压力容器防爆泄压装置，其特征在于：所述边缘区域设有缓冲垫环形压板，所述缓冲垫通过缓冲垫环形压板压接固定在相应的底座上。

7.根据权利要求1所述的压力容器防爆泄压装置，其特征在于：所述防爆膜安装座的内侧设有吸附剂填装腔，所述吸附剂填装腔上设有用于与压力容器相通的通孔。

8.充气开关设备，包括壳体，所述壳体上设有压力容器防爆泄压装置，其特征在于：所述压力容器防爆泄压装置为权利要求1至7中任一权利要求所述的压力容器防爆泄压装置。

说明书

压力容器防爆泄压装置及充气开关设备

技术领域

[0001] 本发明涉及压力容器防爆泄压装置及充气开关设备。

背景技术

[0002] 柱上六氟化硫开关是一种免维护型高压户外柱上开关设备，主要用于城网和农网配电系统中，可分、合负荷电流及关合故障电流，用于配电线路改造和配网自动化建设。该开关采用六氟化硫气体作为绝缘介质，箱体内抽真空后充入0.22MPa的六氟化硫气体。六氟化硫气体是一种无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体，具有很高的绝缘性能和良好的灭弧性能，介电强度远远超过传统的绝缘气体。因其优异的性能，六氟化硫气体被广泛用于电气设备中，可以缩小设备尺寸，消除火灾，改善电力系统的可靠性和安全性。柱上六氟化硫开关产品再配合旋弧灭弧技术，正常运行时操作功仅为30J，对零部件冲击较小，材料变形影响小，不易产生疲劳破坏，机械寿命能达到2万次。

[0003] 然而，当开关内部发生异常燃弧故障时，将造成六氟化硫气体膨胀，产品内部压力升高。若超过产品额定承受压力，将造成整个开关本体的爆炸，不仅对设备造成无法修复的损坏，崩出的螺钉、铁屑等金属物还会严重影响周边设备及行人的安全。

[0004] 授权公告号为CN202126958U的中国专利公开了一种六氟化硫断路器本体安全结构，包括绝缘套管，所述绝缘套管内置有动触头组件和静触头组件，绝缘套管的两端安装有端盖，靠近静触头组件的端盖中心开通孔，所述通孔外设置有防爆膜。防爆膜的爆破阀值低于本体的爆裂界限，当本体内的压力过高时，防爆膜破裂来降低本体内压力，避免本体爆炸造成设备的损坏，降低损失。但是，现有技术中的防爆膜一般是直接固定在压力容器上，防爆膜破裂后喷射出的泄压气流会产生较大的气流冲击，特别是发生异常燃弧故障时，气流温度较高，仍然容易对周边设备和人员造成伤害。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种压力容器防爆泄压装置，以解决现有的压力容器防爆泄压装置在泄压时容易对周边设备和人员造成伤害的问题。本发明的另外一个目的是提供一种充气开关设备，以提高充气开关设备的安全性。

[0006] 本发明中压力容器防爆泄压装置采用的技术方案如下。

[0007] 压力容器防爆泄压装置，包括防爆膜安装座，防爆膜安装座上设有用于与压力容器连通的泄压口，泄压口处设有防爆膜，防爆膜安装座上还设有用于罩设到防爆膜背向压力容器的一侧的防护罩，所述防护罩与防爆膜安装座之间设有供泄压气流通过的通气间隔。

[0008] 该技术方案的有益效果：本发明采用上述技术方案，泄出的气体需要通过防护罩与防爆膜安装座之间设置的通气间隔才能够向外喷出，而该通气间隔能够改变气流的方向，减缓气流速度，能够起到缓冲作用，与现有技术相比，能够改善压力容器防爆泄压装置在泄压时容易对周边设备和人员造成伤害的问题。

[0009] 作为一种优选的技术方案，防护罩的边缘处设有朝向防爆膜安装座折弯以引导泄压气流朝向防爆膜安装座流动的气流引导部。

[0010] 有益效果：设置气流引导部能够引导泄压气流朝向防爆膜安装座流动，再次改变气流方向，起到更好的缓冲、防护作用。

[0011] 作为一种优选的技术方案，所述防爆膜安装座上设有环槽，所述防护罩的气流引导部伸入所述环槽内。

[0012] 有益效果：环槽能够使气流再次通过环槽改变方向，进一步起到缓冲作用，并且能够减小防爆泄压装置的尺寸。

[0013] 作为一种优选的技术方案，所述防爆膜的边缘设有法兰边，所述泄压口处设有将防爆膜的法兰边压向防爆膜安装座的防爆膜环形压板。

[0014] 有益效果：采用防爆膜环形压板能够方便地对防爆膜进行固定，安装方便，便于更换。

[0015] 作为一种优选的技术方案，所述防爆膜安装座上固定有螺柱，所述防爆膜环形压板上设有供螺柱穿过的穿孔，所述螺柱上设有用于固定防爆膜环形压板的压板固定螺母。

[0016] 作为一种优选的技术方案，所述防护罩上设有供所述螺柱穿过的穿孔，螺柱上套设有支撑在所述压板固定螺母与防护罩之间的支撑套，所述防护罩通过防护罩固定螺母固定在螺柱上。

[0017] 作为一种优选的技术方案，压力容器防爆泄压装置还包括封堵在所述泄压口处的缓冲垫，所述缓冲垫具有与泄压口对应的撕裂区域和与撕裂区域连接的边缘区域，所述撕裂区域与边缘区域之间设有撕裂线。

[0018] 有益效果：设置缓冲垫能够再次对气流进行缓冲，进一步提高缓冲效果。

[0019] 作为一种优选的技术方案，所述边缘区域设有缓冲垫环形压板，所述缓冲垫通过缓冲垫环形压板压接固定在相应的底座上，便于缓冲垫的安装固定。

[0020] 作为一种优选的技术方案，所述防爆膜安装座的内侧设有吸附剂填装腔，所述吸附剂填装腔上设有用于与压力容器相通的通孔，便于吸附剂的装填，利于发挥吸附剂的作用。

[0021] 上述各优选的技术方案可以单独采用，在能够组合的情况下也可以任意组合。

[0022] 本发明中充气开关设备采用的技术方案如下。

[0023] 充气开关设备，包括壳体，所述壳体上设有压力容器防爆泄压装置，所述压力容器防爆泄压装置为上述压力容器防爆泄压装置的任一技术方案所述的压力容器防爆泄压装置。

[0024] 该技术方案的有益效果：本发明采用上述技术方案，泄出的气体需要通过防护罩与防爆膜安装座之间设置的通气间隔才能够向外喷出，而该通气间隔能够改变气流的方向，减缓气流速度，能够起到缓冲作用，与现有技术相比，能够改善压力容器防爆泄压装置在泄压时容易对周边设备和人员造成伤害的问题，从而提高充气开关设备的安全性。

附图说明

[0025] 图1是本发明中一种压力容器防爆泄压装置的结构示意图（图中螺柱径向周围的细曲线为局部剖标记）；

[0026] 图2是发明中一种压力容器防爆泄压装置的俯视图；

[0027] 图3是图1中网板的立体图；

[0028] 图4是图1中防爆膜的立体图；

[0029] 图5是图1中缓冲垫的结构示意图；

[0030] 图6是图1中压力容器防爆泄压装置泄压时的气体流动路径示意图；

[0031] 图7是本发明中充气开关设备的一个实施例的结构示意图。

[0032] 图中各附图标记所对应的组成部分的名称为：1-断路器壳体，2-操作箱装配，3-主回路装配，4-防爆泄压装置，5-防爆膜安装座，6-环槽，7-网板，8-筒部，9-翻边，10-吸附剂填装腔，11-网孔，12-螺柱，13-防爆膜环形压板，14-缓冲垫环形压板，15-防爆膜，16-法兰边，17-防爆膜密封圈，18-压板密封圈，19-缓冲垫槽，20-撕裂区域，21-边缘区域，22-压板固定螺母，23-防护罩，24-支撑套，25-防护罩固定螺母，26-通气间隔，27-气流引导部，28-充气口。

具体实施方式

[0033] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0034] 本发明中一种压力容器防爆泄压装置的一个实施例如图1至图7所示，是一种用于柱上六氟化硫断路器的防爆泄压装置，相应的断路器壳体1上设有由筒体的端部所形成的泄压装置安装口，防爆泄压装置4设置在泄压装置安装口内。

[0035] 如图1和图2所示，防爆泄压装置4包括用于与断路器壳体1上的筒体内壁固定连接的防爆膜安装座5，防爆膜安装座5为回转体结构，边缘具有与所述筒体内壁贴合的折边，折边焊接固定在筒体内壁上，通过焊接方式与断路器壳体1密封连接。上述折边在防爆膜安装座5的边缘处形成环槽6，环槽6的横截面为U形。防爆膜安装座5的内侧面（即朝向断路器壳体1的侧面）焊接有网板7，网板7的结构如图3所示，为回转体结构，包括沿防爆膜安装座5的轴向延伸的筒部8和连接在筒部8底部的翻边9，筒体的顶部与防爆膜安装座5的平整部分焊接，翻边9的边缘与环槽6的底部焊接。网板7与防爆膜安装座5围成用于填充吸附剂的吸附剂填装腔10。翻边9上设有网孔11，断路器壳体1内的气体可以通过网板7上的网孔11进入吸附剂填装腔10内，吸附剂能够吸收气体中的水分和因电弧产生的有毒分解物。为了便于装填吸附剂，翻边9上还设有填料口。本实施例中，填料口由类似于易拉罐上拉环的封口片（图1中双点划线所示）形成，封口片与翻边9主体之间有压痕，便于打开。

[0036] 防爆膜安装座5的内边缘处设有台阶结构，相应的防爆膜15安装在台阶结构处。防爆膜15材质可选用0.5毫米厚的冷轧铝板，在0.6Mpa～0.7Mpa压力下被破坏，爆破阀值低于壳体（3mm不锈钢板）的爆裂界限。当然，防爆膜15的厚度、材质和设定破坏压力可以根据需要改变。本实施例中，如图4所示，防爆膜15的边缘设有法兰边16，中部具有弧形凸起，装配时凸向断路器壳体1内。台阶结构与防爆膜15之间设有防爆膜密封圈17。防爆膜安装座5的顶部还焊接固定有螺柱12，防爆膜环形压板13上设有四个供螺柱12穿过的螺柱穿孔，防爆膜环形压板13与防爆膜安装座5之间设有压板密封圈18。

[0037] 防爆膜环形压板13的内侧边缘的顶面上设有环形的缓冲垫槽19，缓冲垫槽19的内侧槽口低于外侧槽口，如图5所示，相应的缓冲垫包括与泄压口对应的撕裂区域20和与撕裂区域20连接的边缘区域21，所述撕裂区域20与边缘区域21通过撕裂线连接，撕裂线由缓冲垫的较薄部分形成，该较薄部分与缓冲垫槽19的内侧槽口对应，缓冲垫的边缘区域21嵌入缓冲垫槽19内。缓冲垫的材质可选用三元乙丙橡胶，可对高压气体起到有效的缓冲作用。当然，在其他实施例中，缓冲垫也可以替换为其他材质，例如硅胶。缓冲垫通过缓冲垫环形压板14压接在防爆膜环形压板13上，缓冲垫环形压板14上设有四个供螺柱12穿过的螺柱穿孔，与防爆膜环形压板13一同通过压板固定螺母22固定在防爆膜安装座5上。

[0038] 如图1所示，防爆膜安装座5上还设有用于罩设到防爆膜15背向压力容器的一侧的防护罩23，所述防护罩23与防爆膜安装座5之间设有供泄压气流通过的通气间隔26，防护罩23的边缘处设有朝向防爆膜安装座5折弯以引导泄压气流朝向防爆膜安装座5流动的气流引导部27，所述防护罩23的气流引导部27伸入所述防爆膜安装座5上的环槽6内，当然，气流引导部27与环槽6的槽壁之间间隔布置以形成通气间隔26。防护罩23上设有四个供螺柱12穿过的螺柱穿孔，螺柱12上套设有支撑在所述压板固定螺母22与防护罩23之间的支撑套
24，所述防护罩23通过防护罩固定螺母25压接固定在螺柱12上。

[0039] 图7为使用该防爆泄压装置4的柱上六氟化硫开关的整体示意图，也是本发明中充气开关设备的一个实施例的结构示意图，主要结构包括断路器壳体1、操作箱装配2、主回路装配3和上述的防爆泄压装置4。整机装配完成后，通过断路器壳体1上的充气口28将断路器壳体1内抽真空后充入0.22MPa的六氟化硫气体，作为柱上六氟化硫断路器的绝缘介质及灭弧介质。如图6所示，当柱上六氟化硫断路器内部发生异常燃弧故障时，将造成六氟化硫气体膨胀，产品内部压力升高，此时防爆膜15优先被破坏，对气体起到缓冲作用，然后缓冲垫被沿撕裂线撕裂，再次对气体起到缓冲作用，经过两次缓冲的气体沿箭头所示路径再次缓冲后，经过防护罩23与防爆膜安装座5之间的通气间隔26被引导向防爆膜安装座5之后排出。多次缓冲后的气体将向正前方空间排出，气体排出后壳体内压力得以释放，开关本体免于被破坏，并能够有效避免对周围设备及人员造成危害。

[0040] 在上述实施例中，防护罩23的边缘处设有朝向防爆膜安装座5折弯以引导泄压气流朝向防爆膜安装座5流动的气流引导部27，在本发明的其他实施例中，气流引导部也可以是将气流引导向泄压口的径向周围的气流引导部，而不是引导向防爆膜安装座5，同样可以通过通气间隔26对气流起到缓冲作用。在上述实施例中，所述防爆膜安装座5上环槽6的横截面为U形，在其他实施例中，环槽6也可以替换为其他形式，例如槽底壁为平底的矩形槽或者横截面为V形的V形槽。另外，在其他实施例中，防爆膜15也可以采用其他形式，例如平面结构的防爆膜15。

[0041] 再者，在上述实施例中，防爆膜15外部设有缓冲垫，并且缓冲垫通过缓冲垫压板固定在防爆膜15压板上。其他实施例中，也可以省去缓冲垫，仅依靠防护罩23与防爆膜安装座5之间的通气间隔26实现对气流的缓冲。另外，缓冲垫和防爆膜15也可以采用其他固定方式，例如直接将缓冲垫压紧到防爆膜15上。

[0042] 最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。