本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合式貯氣柜系統(tǒng)，特別適用于可燃?xì)怏w，如沼氣、天然氣等。

背景技術(shù)：

沼氣作為一種新興能源其在環(huán)境工程和可再生能源工程中的地位已經(jīng)得到肯定。在沼氣工程建設(shè)中，由于產(chǎn)氣和用氣不同步、不均衡等因素，儲(chǔ)氣裝置是重要的建設(shè)內(nèi)容。儲(chǔ)氣環(huán)節(jié)是沼氣工程產(chǎn)氣與用氣的平衡調(diào)節(jié)手段，沼氣的產(chǎn)出受到周圍環(huán)境的影響，產(chǎn)氣率經(jīng)常出現(xiàn)較大的波動(dòng)，加之沼氣的使用是不連續(xù)的過程，造成工程內(nèi)部氣體發(fā)生與消耗間的不平衡。建立具有一定吞吐能力的儲(chǔ)氣設(shè)備就成為必然的選擇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種復(fù)合式貯氣柜系統(tǒng)，根據(jù)一個(gè)方面，該系統(tǒng)包括：至少一個(gè)平行多囊腔貯氣柜，其包括：底座；外部殼體，所述外部殼體置于所述底座上，所述外部殼體包括頂部和四周部分；貯氣囊，所述貯氣囊包括多個(gè)層疊的柔性囊腔，相鄰的囊腔之間流體連通；所述多個(gè)囊腔中的最下方的囊腔具有至少兩個(gè)接口，進(jìn)氣管、出氣管與放水管可通過所述至少兩個(gè)接口與所述氣囊流體連通；加壓裝置，所述加壓裝置設(shè)置在所述貯氣囊的上方，對(duì)所述貯氣囊施加壓力以獲得氣體輸出壓力。該系統(tǒng)還包括至少一個(gè)大容量貯氣柜，其包括：底座，其中預(yù)埋進(jìn)氣管、出氣管和放水管；外部殼體，所述外部殼體置于所述底座之上；所述外部殼體包括頂部和四周部分，所述頂部設(shè)置在所述四周部分之上；柔性氣囊，所述氣囊底部開口，置于所述底座上；在所述氣囊上周向地設(shè)置有多個(gè)固定環(huán)，所述氣囊通過所述固定環(huán)被連接到所述四周部分；導(dǎo)向系統(tǒng)，所述導(dǎo)向系統(tǒng)包 括：設(shè)置在氣囊頂部的配重塊；重錘；連接所述配重塊和所述重錘的軟索；至少兩個(gè)滑動(dòng)裝置，其中一個(gè)滑動(dòng)裝置設(shè)置在所述頂部頂端的正下方；所述軟索架在所述至少兩個(gè)滑動(dòng)裝置上，使得所述配重塊可以在中心垂直方向移動(dòng)。該系統(tǒng)還包括：至少一個(gè)壓力傳感器，連接到所述平行多囊腔貯氣柜的加壓裝置；至少一個(gè)控制器，其接受所述壓力傳感器發(fā)出的信號(hào)；至少一個(gè)輸送裝置，連接在所述至少一個(gè)平行多囊腔貯氣柜和至少一個(gè)大容量貯氣柜之間，并由所述控制器控制；以及至少一個(gè)單向閥，僅允許氣體從至少一個(gè)大容量貯氣柜流向所述至少一個(gè)平行多囊腔貯氣柜。

根據(jù)另一個(gè)方面，該系統(tǒng)包括：至少一個(gè)平行多囊腔貯氣柜，其包括：底座；外部殼體，所述外部殼體置于所述底座上，所述外部殼體包括頂部和四周部分；貯氣囊，所述貯氣囊包括多個(gè)層疊的柔性囊腔，相鄰的囊腔之間流體連通；所述多個(gè)囊腔中的最下方的囊腔具有至少兩個(gè)接口，進(jìn)氣管、出氣管與放水管可通過所述至少兩個(gè)接口與所述氣囊流體連通；加壓裝置，所述加壓裝置設(shè)置在所述貯氣囊的上方，對(duì)所述貯氣囊施加壓力以獲得氣體輸出壓力。該系統(tǒng)還包括至少一個(gè)大容量貯氣柜，其包括：外部殼體，所述外部殼體包括頂部和四周部分，所述頂部設(shè)置在所述四周部分之上；柔性氣囊，所述氣囊是封閉的，其上具有至少兩個(gè)接口，進(jìn)氣管、出氣管和放水管通過所述至少兩個(gè)接口與所述氣囊流體連通；在所述氣囊上周向地設(shè)置有多個(gè)固定環(huán)，所述氣囊通過所述固定環(huán)被連接到所述四周部分；導(dǎo)向系統(tǒng)，所述導(dǎo)向系統(tǒng)包括：設(shè)置在氣囊頂部的配重塊；重錘；連接所述配重塊和所述重錘的軟索；至少兩個(gè)滑動(dòng)裝置，其中一個(gè)滑動(dòng)裝置設(shè)置在所述頂部頂端的正下方；所述軟索架在所述至少兩個(gè)滑動(dòng)裝置上，使得所述配重塊可以在中心垂直方向移動(dòng)。該系統(tǒng)還包括：至少一個(gè)壓力傳感器，連接到所述平行多囊腔貯氣柜的加壓裝置；至少一個(gè)控制器，其接受所述壓力傳感器發(fā)出的信號(hào)；至少一個(gè)輸送裝置，連接在所述至少一個(gè)平行多囊腔貯氣柜和至少一個(gè)大容量貯氣柜之間，并由所述控制器控制；以及至少一個(gè)單向閥，僅允許氣體從至少一個(gè)大容量貯氣柜流向所述至少一個(gè)平行多囊腔貯氣柜。

本實(shí)用新型的這些和其他特征將結(jié)合附圖在下面的說(shuō)明中更詳細(xì)地描述。

附圖說(shuō)明

本實(shí)用新型通過附圖中的圖以舉例而不是限制的方式示出，并且在附圖中，相似的附圖標(biāo)記指代相似的部件，并且其中：

圖1是本實(shí)用新型的復(fù)合式貯氣柜中的具有平行多囊腔的貯氣柜的剖面示意圖；

圖2示出了圖1中的貯氣柜的配重架的俯視圖；

圖3是圖2中所示的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的平面示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的復(fù)合式貯氣柜中的大容量貯氣柜的剖面示意圖；

圖5是圖4中的大容量貯氣柜的頂部平面示意圖；

圖6示出了大容量貯氣柜的氣囊下陷時(shí)的示意圖；

圖7的框圖示出了本實(shí)用新型的復(fù)合式貯氣柜系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖中所示的一些實(shí)施方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型。在以下的說(shuō)明中，將闡述具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本實(shí)用新型的透徹理解。然而，本實(shí)用新型可以在沒有其中的一些或全部這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施，并且本公開包括可以按照本技術(shù)領(lǐng)域中一般可用的知識(shí)作出的修改。公知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)沒有被詳細(xì)描述以免不必要地模糊本實(shí)用新型。

下面參照?qǐng)D1，示意性地示出了本實(shí)用新型的復(fù)合式貯氣柜中的具有平行多囊腔的貯氣柜的剖面。該貯氣柜主要包括底座、外殼部分、氣囊20、配重盤30、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)33等。外殼部分置于底座上，所述外殼部分包括頂部10和四周部分11，所述頂部10可以是如圖中所見的圓錐形，也可以是其他形狀；所述四周部分11可以是圓柱形或正多邊形，也可以是其他形狀。所述頂部10架設(shè)在所述四周部分11之上，且所述頂部10和四周部分11優(yōu)選是鋼管搭成的框架結(jié)構(gòu)，更優(yōu)選地，可以在框架上鋪設(shè)玻璃鋼板，以避免外界環(huán)境(如刮風(fēng)、下雨等)的影響。

貯氣囊20，所述貯氣囊由多個(gè)層疊的多夾層囊腔組成，相鄰的囊 腔之間流體連通。在充氣的狀態(tài)下，各囊腔之間呈上下垂直疊加，彼此基本保持平行，未充氣或放完氣體后呈扁平多膜層上下垂直疊加狀態(tài)。囊腔的平鋪外廓為橢圓形、矩形或正方形。最下方的囊腔上設(shè)置有至少兩個(gè)接口，進(jìn)/出氣管和放水管通過該接口與所述氣囊流體連接。

配重盤30被支撐在氣囊頂部，其主要包括配重架31和附加配重件(圖1中未示出)。配重架31是如圖2所示的桁架結(jié)構(gòu)，其上擱置多個(gè)附加配重件，附加配重件為混凝土塊。配重盤的底部設(shè)置有木工板32，以避免所述桁架與氣囊直接接觸。此外，在桁架下弦設(shè)置水平支撐，使得桁架下弦有了連續(xù)的固定點(diǎn)，附加配重件作用在水平支撐上，配重盤整體作為配重壓力用于氣體輸出壓力。

配重架平面呈正方形加米字型結(jié)構(gòu)，更優(yōu)選采用四角錐形空間結(jié)構(gòu)，由中心放射桁架、四周平行桁架及豎直支撐桁架組成，各片桁架以螺栓連成整體。

配重盤30與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)33相連，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)33用于引導(dǎo)配重盤平穩(wěn)升降。具體來(lái)說(shuō)，配重架的四角裝有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(參見圖2)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)支撐于立柱，形成空間受力體系。

導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以有多種形式，本實(shí)用新型提供一種優(yōu)選的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，參見圖3。其設(shè)有導(dǎo)桿和軸承，組成平行升降機(jī)構(gòu)，軸承沿立柱內(nèi)表面上下滾動(dòng)，保證配重盤平穩(wěn)起落。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與配重盤之間優(yōu)選可以可伸縮可旋轉(zhuǎn)的方式連接。由于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，在自然放氣階段，配重盤整體運(yùn)行較為平穩(wěn)，不會(huì)發(fā)生傾覆等問題。

平行多囊腔貯氣柜的結(jié)構(gòu)保證氣囊能夠像彈簧一樣平穩(wěn)升降，減少囊體膜材料不規(guī)則變形的勞損。一體化多囊腔保證囊腔之間不會(huì)相互滑動(dòng)，運(yùn)行穩(wěn)定。

平行多囊腔貯氣柜與其他儲(chǔ)氣裝置比較，主要具有如下的優(yōu)點(diǎn)：安裝技術(shù)要求不高，可拆卸式組件便于在加工單位制成再運(yùn)往施工地點(diǎn)；運(yùn)行不受季節(jié)性和地區(qū)性限制，能夠在不同地區(qū)四季穩(wěn)定運(yùn)行；在因廠址搬遷等條件下，可以靈活轉(zhuǎn)移再安裝；靠配重盤自壓供氣而不需要專門的供氣系統(tǒng)，減少耗能設(shè)備，節(jié)約制造成本。但是，基于成本考量，也限定了該貯氣 柜不可能過大，造成其儲(chǔ)氣容量有限。因而，在需要大量氣體應(yīng)用的工藝現(xiàn)場(chǎng)，又需要儲(chǔ)氣能穩(wěn)壓排放的場(chǎng)合，則考慮大容量貯氣柜與上述的平行多囊腔貯氣柜配套使用，形成復(fù)合式貯氣柜系統(tǒng)。

下面參照附圖4～6介紹大容量貯氣柜。

圖4示出了本實(shí)用新型的大容量貯氣柜的剖面示意圖。貯氣柜主要由底座120、外部殼體、氣囊200和其他一些部件組成。底座120是混凝土澆筑而成的，其中預(yù)埋放水管130和進(jìn)/出氣管140。

外部殼體放置所述在底座上。外部殼體包括頂部100和四周部分110，所述頂部100可以是如圖中所見的圓錐形，也可以是其他形狀；所述四周部分110可以是圓柱形或正多邊形，也可以是其他形狀。所述頂部100架設(shè)在所述四周部分110之上，且所述頂部100和四周部分110優(yōu)選是鋼管搭成的框架結(jié)構(gòu)，更優(yōu)選地，可以在框架上鋪設(shè)玻璃鋼板，以避免外界環(huán)境(如刮風(fēng)、下雨等)的影響。

從圖5可見，頂部100的框架是如圖所示的蛛網(wǎng)型。頂部100的頂端具有通道160，通道160下方設(shè)置有直梯150。如圖所示，直梯150沿著頂部和主體部分向下延伸，直到接近所述底座120。

柔性氣囊200位于所述外部殼體的內(nèi)部，置于所述底座12之上。所述氣囊200的底部是不封閉的，通過公知的密封手段與所述底部邊沿密封連接。在所述氣囊上周向地設(shè)置有多個(gè)固定環(huán)210，優(yōu)選地，所述固定環(huán)210設(shè)置在距所述氣囊底部大約氣囊高度的三分之一處。所述固定環(huán)210與固定在同一高度的四周部分的框架上的環(huán)相扣，以固定所述氣囊的一部分。

氣囊200的頂部設(shè)置有配重塊300，所述配重塊300通過其上的環(huán)連接在軟索330的一端，所述軟索330的另一端連接有重錘310，所述軟索架在滑車350上通過所述滑車移動(dòng)。其中一個(gè)滑車設(shè)置在所述頂部100的頂端中心，位于通道160的下方；圖4中，另一個(gè)滑車設(shè)置在靠近頂部100與四周部分110的連接處，位于所述貯氣柜的外面。因此，軟索的一部分以及重錘330也位于貯氣柜的外面，出于安全考慮，可在它們的外面罩一個(gè)安全保護(hù)罩310，以防止重錘打到別人。所述重錘在安全保護(hù)罩內(nèi)上下移動(dòng)，以指示貯氣柜內(nèi)的氣囊的儲(chǔ)氣狀況。在其他的實(shí)施方式中，軟索和重錘也可 以全部位于貯氣柜內(nèi)。

氣囊上還開設(shè)有檢修人孔220，參見圖4。

向外抽氣時(shí)，所述氣囊中的氣體減少，氣囊頂部下陷。在氣囊上的配重塊的作用下，所述氣囊的頂部將會(huì)沿著大致垂直的方向、規(guī)則地下落，如圖6所示，而不是沿各個(gè)方向傾倒，這減少了氣囊的折疊和粘連，降低了氣囊的疲勞程度，減少了對(duì)氣囊的損害。

由于氣囊是有規(guī)則的中心下陷，因而可以在抽氣過程中測(cè)量氣囊內(nèi)部的儲(chǔ)氣量。為了測(cè)量氣囊內(nèi)部的氣體容量，可在氣囊內(nèi)設(shè)置測(cè)距裝置400，測(cè)距裝置優(yōu)選的是超聲傳感器。所述測(cè)距裝置400設(shè)置在氣囊內(nèi)的一角，如圖4所示。內(nèi)部?jī)?chǔ)氣量V包括V₁和V₂兩部分，即V＝V₁+V₂；其中，V₁為囊體下陷后，且囊體頂部配重塊與所述貯氣柜的底座接觸后，下陷膜與外膜間的容積；V₂為囊體頂部配重塊脫離所述底座與到達(dá)最高點(diǎn)之間的容積。當(dāng)氣囊漸漸下降時(shí)，超聲傳感器可測(cè)得所在位置到下陷膜之間的距離，將反饋得到的距離代入公式可得到V₁和V₂，從而獲得內(nèi)部?jī)?chǔ)氣量V。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，氣囊的底部是密封的，因而可不需要混凝土底座，可將氣囊直接放置于地面上，進(jìn)/出氣管和放水管可預(yù)埋于地下，并通過氣囊的膜體表面上的接口與氣囊連接。其他的部分與前述實(shí)施方式一樣，在此不一一贅述。

圖7的框圖示出了本實(shí)用新型的復(fù)合式貯氣柜系統(tǒng)的工作原理。氣體先進(jìn)入大容量貯氣柜，然后通過增壓風(fēng)機(jī)壓入平行多囊腔貯氣柜，在所述兩個(gè)貯氣柜中進(jìn)行儲(chǔ)存。壓力傳感器連接到平行多囊腔貯氣柜中的配重盤，當(dāng)平行多囊腔貯氣柜中的氣體壓力達(dá)到飽和，即配重盤升至最高點(diǎn)時(shí)，壓力傳感器反饋給控制器，控制器關(guān)閉增壓風(fēng)機(jī)，不再向平行多囊腔貯氣柜中輸送氣體。大容量貯氣柜和平行多囊腔貯氣柜之間還設(shè)有單向閥，僅允許大容量貯氣柜向平行多囊腔貯氣柜輸送。平行多囊腔貯氣柜可將氣體恒壓向用氣端進(jìn)行排放。

雖然上面的描述主要參照沼氣儲(chǔ)存成，但是應(yīng)當(dāng)容易理解的是，該設(shè)計(jì)的原理及總的原則也適用于各種(可燃性)氣體。

此外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，如所附權(quán)利要求所限定 的，除了上面公開之外的其它實(shí)施方式在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)同樣可行。