本申請屬于燃氣置換技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種便攜式燃氣置換裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代城市燃氣維修施工、維修以及檢測過程中勢必會造成空氣滯留在管線中，由于天然氣的密度小，相對密度一般為0.6左右，管道中的天然氣和空氣就會因密度差異發(fā)生分層現(xiàn)象，天然氣在管道上部，空氣在管道下部，滯留在供氣管道內(nèi)的空氣中的氧氣與天然氣混合，有可能達到爆炸臨界值，從而發(fā)生爆炸，造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡，其影響將非常惡劣。因而需要對供氣管道中的氣體進行置換(注：維修、檢測施工前需要置換的是管道中的天然氣，施工后需要置換的是管道中的空氣)，目前主要有直接置換、間接置換、阻隔置換三種置換方式，各種方式的優(yōu)缺點如下：

直接置換操作簡便、經(jīng)濟；但置換必然會一部分天然氣與空氣直接接觸，產(chǎn)生的混合氣體很容易在外界因素誘發(fā)下(如管道內(nèi)的鋼渣、金屬顆粒的滾動等)產(chǎn)生爆炸，危險性較大。

間接置換就是采用其它惰性氣體置換出管道內(nèi)的氣體。此方法優(yōu)點是可靠性好、安全系數(shù)高、成功率也高；但是缺點是換氣時間長，工作量大，用于長管道時經(jīng)濟性較差。

阻隔置換是采用隔離設(shè)備將置換氣體與驅(qū)替氣體隔離，優(yōu)點是經(jīng)濟性、安全性優(yōu)勢明顯；缺點是技術(shù)要求高、操作難度大、對管線承壓能力要求高，需采用專用加壓設(shè)備，不方便攜帶。

在城市燃氣施工實踐表明，出于安全等因素考慮，城市燃氣施工一般不采用直接置換；阻隔置換由于設(shè)備巨大，技術(shù)要求高、操作難度大、耗時長，城市燃氣現(xiàn)場施工亦不采用；城市燃氣施工現(xiàn)場一般采用間接置換的方式對燃氣管道內(nèi)的空氣進行置換。

通過查閱相關(guān)資料和文獻發(fā)現(xiàn)：燃氣置換主要采用，如N₂、CO₂、He等惰性氣體，最常采用的是N₂。目前市面上沒有專門針對燃氣管道間接置換的專門裝置，現(xiàn)場施工一般直接將氮氣瓶與管線連接，采用N₂氣瓶供氣的方式，如圖1所示。氣瓶標定是15Mpa，一般充裝到12Mpa。常見的40L氣瓶放出后相當于標準狀態(tài)下約7m³，通常一瓶不能滿足氣體置換要求，需要更換氮氣瓶，然而更換氣瓶會造成供氣中斷，有可能導(dǎo)致N₂和空氣重新混合，甚至發(fā)生回流；為了要達到良好的驅(qū)替效果，勢必需要消耗更多的N₂，長此以往造成N₂的巨大大浪費。這種置換方式，由于氣瓶中的氣體減少、壓力降低，造成供氣壓力逐漸降低、波動，換氣時間長，工作量大，驅(qū)替效果不佳。

另外，現(xiàn)有技術(shù)氮氣中的液體和微小的固體雜質(zhì)會隨著N₂進入置換管道，可能發(fā)生液體析出，對管道造成腐蝕，甚至因溫度變化產(chǎn)生冰堵(冰堵由于壓力降低引起溫度或溫度降低到臨界點形成的天然氣水合物堵塞管道)等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請針對燃氣置換中更換氣瓶造成供氣中斷、供氣壓力波動大以以及氣體中雜質(zhì)進入置換管道造成管道腐蝕甚至產(chǎn)生冰堵的問題，提供了一種便攜式燃氣置換裝置，供氣壓力穩(wěn)定、氣體壓力波動小，可避免液體進入管道對管道產(chǎn)生腐蝕及產(chǎn)生冰堵，驅(qū)替效果好。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請公開了一種便攜式燃氣置換裝置，包括筒體，所述筒體內(nèi)與進氣端連接處設(shè)置有氣體過濾器、筒體內(nèi)與出氣端連接處設(shè)置有除霧器，所述筒體的出氣端連接紊流發(fā)生器且所述紊流發(fā)生器與所述除霧器相連通，所述筒體的進氣端可同時連接多個氣瓶；

由于筒體具有一定體積，當其中一個氣瓶停止供氣時筒體內(nèi)壓力基本維持不變，避免更換氣瓶產(chǎn)生壓力波動；經(jīng)氣體過濾器、筒體和除霧器對氣體中固體及液體雜質(zhì)的過濾，避免了雜質(zhì)進入置換管道中對管道造成腐蝕，甚至產(chǎn)生冰堵。

進一步地，所述氣體過濾器為一根管壁上分布有若干小孔的圓管。

進一步地，所述除霧器包括一根管壁上均勻分布有若干割縫的圓管，所述管壁上均勻分布有若干割縫的圓管外纏繞有塑料絲。

進一步地，所述紊流發(fā)生器包括兩根直徑不等相嵌套的圓管，直徑較小的圓管管壁上隨機分布有小孔，且小孔方向與氣體流向呈一定夾角。

進一步地，所述筒體的進氣端通過接頭連接高壓軟管，所述高壓軟管與氣瓶相連，所述接頭包括但不限于：直接接頭、三通接頭、四通接頭。

進一步地，還包括：保護外罩，所述保護外罩套于所述筒體外，所述保護外罩兩端設(shè)置有粘連扣，所述保護外罩上設(shè)置有手提帶，所述保護外罩上還設(shè)置有工具袋，所述保護外罩底部設(shè)置有支座。

進一步地，還包括：安全閥，所述安全閥與所述筒體相連接。

進一步地，還包括：調(diào)壓閥，所述調(diào)壓閥與所述筒體的出氣端連接，所述調(diào)壓閥位于所述除霧器與所述紊流發(fā)生器之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請可以獲得包括以下技術(shù)效果：

(1)本申請便攜式燃氣置換裝置，由于筒體具有一定體積，且可以同時與多個氣瓶相連，當其中一個氣瓶停止供氣時筒體內(nèi)壓力基本維持不變，克服了氣瓶供氣因為更換N₂瓶造成供氣中斷和壓力明顯變化的缺點，操作簡單、攜帶方便，而且同時可以與多個氣瓶相連也可以與氮氣發(fā)生車相連，以滿足不同的驅(qū)替要求，具有較強的適應(yīng)能力；

(2)本申請設(shè)置氣體過濾器和除霧器，氣體過濾器可以有效地將N₂中攜帶的固體雜質(zhì)過濾，進入筒體的N₂由于壓力降低，促使其中含有的水蒸氣等液體雜質(zhì)析出，在重力作用下粘附在筒體內(nèi)壁，除霧器可以使N₂中的液體雜質(zhì)進一步析出；因而避免了N₂中的液體和微小的固體雜質(zhì)會隨著N₂進入置換管道，可能發(fā)生液體析出，對管道造成腐蝕，甚至因溫度變化產(chǎn)生冰堵(冰堵由于壓力降低引起溫度或溫度降低到臨界點形成的天然氣水合物堵塞管道)等問題；

(3)本身申請通過設(shè)置紊流發(fā)生器，使氣流擾動加劇，制造紊流效應(yīng)，消耗N₂少，驅(qū)替時間短，驅(qū)替效果好；

(4)本申請克服了現(xiàn)有技術(shù)換氣時間長，工作量大的缺點，長期使用可有效節(jié)約成本，經(jīng)濟效益明顯，且攜帶使用方便，操作簡單。

當然，實施本申請的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有技術(shù)效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1是常規(guī)燃氣置換方式示意圖；

圖2是本申請實施例便攜式燃氣置換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本申請實施例便攜式燃氣置換裝置的保護外罩結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-筒體，2-氣體過濾器，3-除霧器，4-調(diào)壓閥，5-紊流發(fā)生器，6-第一壓力表，7-安全閥，8-第二壓力表，9-保護外罩，901-粘連扣，902-手提帶，903-工具袋，904-支座，10-塑料絲，11-第一高壓軟管，12-第二高壓軟管，13-第三高壓軟管。

具體實施方式

以下將配合實施例來詳細說明本申請的實施方式，藉此對本申請如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達成技術(shù)功效的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。

本實用新型一種便攜式燃氣置換裝置，參見圖2，包括包括筒體1，所述筒體1內(nèi)與進氣端連接處設(shè)置有氣體過濾器2、筒體1內(nèi)與出氣端連接處設(shè)置有除霧器3，所述氣體過濾器2的設(shè)置方向與氣體流入方向相一致，所述除霧器3的設(shè)置方向與氣體流出方向相一致，所述筒體1的出氣端連接紊流發(fā)生器5且所述紊流發(fā)生器5與所述除霧器3相連通，所述筒體1的進氣端可同時連接多個氣瓶。

進一步地，所述筒體1的進氣端通過接頭連接第一高壓軟管11，第一高壓軟管11與氣瓶相連，高壓軟管具有一定的承壓能力，其主要起連接作用，建立氣流流動通道，所述進氣端與所述接頭之間設(shè)置有第一閥門，所述第一高壓軟管11上設(shè)置有第二閥門，所述接頭包括但不限于：直接接頭、三通接頭、四通接頭。

優(yōu)選的，筒體1采用耐壓橡膠制作而成；使用前需要先對筒體1進行充氣和調(diào)壓，達到驅(qū)替對壓力和氣流的要求。

筒體1的主要作用是儲存氣體，其上有兩個或兩個以上進氣口，與接頭配合可同時與多個氣瓶連接，為驅(qū)替提高穩(wěn)定氣源和壓力，以滿足不同的施工需要；現(xiàn)場施工時一般同時接多個N₂瓶備用，當其中一個氮氣瓶壓力低于調(diào)壓閥設(shè)置的壓力時，氣瓶停止供氣；此時可打開備用氣瓶繼續(xù)供氣，由于筒體1具有一定體積，當氣瓶停止供氣時筒體1內(nèi)壓力基本可維持不變；這就避免了更換氣瓶造成壓力變化，產(chǎn)生壓力波動。此外還可以使N₂中的水等液體雜質(zhì)析出，避免對驅(qū)替產(chǎn)生影響。另外還可以暫時儲存析出的液體雜質(zhì)。

進一步地，所述氣體過濾器2為一根管壁上均勻分布有若干小孔的鋼管，其材質(zhì)具有一定的耐腐蝕和低溫能力；優(yōu)選的，所述小孔的孔徑為2mm。其中，所述氣體過濾器2根據(jù)需要設(shè)置N個，N為大于等于1的整數(shù)。

氣體過濾器2的主要作用：一是改變N₂流向，使N₂流向不一致防止N₂分層，可將其內(nèi)部含有的微量空氣驅(qū)替出筒體1，以避免其內(nèi)部含有的空氣對燃氣管道造成影響；二是管壁上的若干小孔具有過濾作用，可過濾N₂以及連接管匯中的固體雜質(zhì)，避免其對驅(qū)替產(chǎn)生影響。

進一步地，所述除霧器3包括一根管壁上均勻分布有若干割縫的鋼管，優(yōu)選的，割縫長度為1mm；所述管壁上均勻分布有若干割縫的鋼管外纏繞有塑料絲10。

除霧器3最主要的作用是對氣體中的較小液滴進行進一步過濾，液滴在此碰撞、凝聚最后結(jié)合成較大液滴下沉至筒體1底部，避免液滴進入置換管匯驅(qū)替管匯造成影響。

進一步地，所述紊流發(fā)生器5包括兩根直徑不等相嵌套的圓管，直徑較小的圓管管壁上隨機分布有小孔，且小孔方向與氣體流向呈一定夾角。

例如，外管采用直徑5cm的鋼管，內(nèi)管采用直徑2cm的鋼管，內(nèi)管與外管嵌套在一起，內(nèi)管管壁上隨機分布有2mm的小孔。

優(yōu)選的，所述夾角不大于45°，以避免造成較大的壓力損失。

紊流發(fā)生器5的主要作用是使氣體從內(nèi)管管壁各小孔流出，從而使氣流擾動加劇，制造紊流效應(yīng)，配合安全流速可起到良好的驅(qū)替效果。

具體地，紊流發(fā)生器5的一端通過第二高壓軟管12連接出氣端，紊流發(fā)生器5的另一端連接第三高壓軟管13，所述第三高壓軟管13上靠近紊流發(fā)生器5一端設(shè)置有第三閥門、遠離紊流發(fā)生器5一端設(shè)置有第一壓力表6。第一壓力表6用于檢測壓力變化，及時根據(jù)壓力變化更換氣瓶及根據(jù)驅(qū)替要求設(shè)置驅(qū)替壓力及流量，當壓力低于最低設(shè)置壓力或高于最高設(shè)置壓力時進行報警。

進一步地，還包括：安全閥7，所述安全閥7與所述筒體1相連通，所述安全閥7與所述筒體1之間還連接有第二壓力表8，用于檢測筒體1內(nèi)壓力變化，所述安全閥7與所述第二壓力表8之間設(shè)置有第四閥門。

安全閥7處于常閉狀態(tài)，當筒體1內(nèi)壓力升高超過規(guī)定值時，開啟安全閥7向筒外排放氣體來防止筒體1內(nèi)壓力超過規(guī)定數(shù)值，其作用是保護筒體1，避免壓力過大造成筒體1損壞。其中，安全閥7開啟的壓力值可自行設(shè)定，最小開啟壓力應(yīng)低于筒體1的最大承壓能力。

進一步地，還包括：調(diào)壓閥4，所述調(diào)壓閥4與所述筒體1的出氣端連接，所述調(diào)壓閥4位于所述除霧器3與所述紊流發(fā)生器5之間。調(diào)壓閥4的作用是調(diào)節(jié)供氣壓力，具有壓力檢測、流量計量及顯示功能，可根據(jù)置換施工要求調(diào)節(jié)氣體壓力以滿足驅(qū)替需要。

進一步地，參見圖3，還包括：保護外罩9，所述保護外罩9套于所述筒體1外，所述保護外罩9兩端設(shè)置有粘連扣901，所述保護外罩9上設(shè)置有手提帶902，所述保護外罩9上還設(shè)置有多個工具袋903，所述保護外罩9底部設(shè)置有支座904。

具體地，保護外罩9是一個大小比筒體1略的大圓柱體，其作用是套在筒體1外部保護和固定筒體1，避免筒體1被外界的尖銳物損壞。亦可防止筒體1壓力超過最大承壓能力發(fā)生爆炸給工作人員造成傷害，和安全閥7一起構(gòu)成雙保險。

保護外罩9可隨意拆卸，其上設(shè)置有工具袋903，驅(qū)替結(jié)束后可將壓力表等部件拆卸下來放于其中，防止損壞和避免丟失；驅(qū)替結(jié)束后，可將筒體1內(nèi)氣體排盡后直接對折采用粘連扣901固定，這樣所占空間小，攜帶方便。

一種燃氣置換方法，包括以下步驟：

步驟1，筒體1連接多個氣瓶，N₂通過第一高壓軟管11與連接頭由進氣端進入氣體過濾器2；

氣體過濾器2對N₂中含有固體雜質(zhì)進行過濾；由于氣體過濾器2的孔徑分布方向各異可以使筒體1中含有的微量空氣與N₂充分混合流動，避免發(fā)生分層；

步驟2，經(jīng)過氣體過濾器2過濾后的N₂流經(jīng)筒體1進入除霧器3；

筒體1具有一定的體積可以起到緩沖的作用，一方面可以避免N₂瓶更換時產(chǎn)生壓力波動，另一方面N₂由氣體過濾器2上的小孔進入筒體1后由于壓力發(fā)生變化使N₂含有的水蒸氣析出，在重力作用下發(fā)生分層，附著在筒體1內(nèi)壁；

N₂中含有的液滴在除霧器3中發(fā)生碰撞、凝聚，最后結(jié)合成較大液滴，在重力作用下，下沉到筒體1底部，N₂通過除霧器3后液滴被進一步除去，從而避免了N₂中含有的水等液體雜質(zhì)進入所需置換的管匯，對供氣管道造成腐蝕等影響；

步驟3，經(jīng)過除霧器3過濾后的N₂由出氣端經(jīng)調(diào)壓閥4進入紊流發(fā)生器5，使氣流擾動加劇，再配合安全驅(qū)替速度可以起到良好的驅(qū)替效果，由紊流發(fā)生器5流出的N₂經(jīng)過第三高壓軟管13進入燃氣管道中進行燃氣置換。

進一步地，還包括：對筒體1進行充氣和調(diào)壓，達到驅(qū)替對壓力和氣流的要求。

進一步地，還包括：當筒體1內(nèi)壓力超過規(guī)定值時，開啟安全閥7向筒外排放氣體避免壓力過大造成筒體1損壞。

本實用新型與現(xiàn)場直接采用N₂瓶進行置換的方式相比，具有明顯的優(yōu)勢：一是可避免更換N₂瓶造成驅(qū)替氣體供氣中斷，壓力波動，大大減少N₂的使用量，具有經(jīng)濟效益；二是可同時與多個氣瓶連接或氣源連接滿足不同施工對N₂流量和壓力的要求，因而適應(yīng)能力強；三是可將N₂中含有的固體和液體雜質(zhì)進行過濾，避免其進入置換管道后液體析出對管道產(chǎn)生腐蝕和因溫度變化產(chǎn)生冰堵，對供氣造成影響。

如在說明書及權(quán)利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定成分或方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，不同地區(qū)可能會用不同名詞來稱呼同一個成分。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分成分的方式。如在通篇說明書及權(quán)利要求當中所提及的“包含”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”?！按笾隆笔侵冈诳山邮盏恼`差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術(shù)問題，基本達到所述技術(shù)效果。說明書后續(xù)描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，并非用以限定本申請的范圍。本申請的保護范圍當視所附權(quán)利要求所界定者為準。

還需要說明的是，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的商品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種商品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系統(tǒng)中還存在另外的相同要素。

上述說明示出并描述了實用新型的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應(yīng)當理解實用新型并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實用新型構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離實用新型的精神和范圍，則都應(yīng)在實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。