槽式壓力平衡器在農業生產中的應用

蔡婧馳 高九蘭 張軍妮

摘要：

農業生產中由于壓力控制不當導致慘烈事故頻發，嚴重威脅人身安全并造成巨大經濟損失。為了改變這一現狀發明了已授權專利，一種槽式壓力平衡器（專利申請號：2017212166632），可以大大提高農業生產的安全性。[JP]

關鍵詞：

壓力；農業；應用

中圖分類號：S22

文獻標識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20190315021

引言

作為第一次工業革命的標志瓦特發明蒸汽機，1814年喬治·斯蒂芬森（George Stephenson）制造出人類第一部蒸汽機車“布拉策號”試運行成功，以及時至今日仍然為人們所用的壓力鍋、航母上的蒸汽彈射器以及在農業生產中被廣泛應用的噴霧器，油脂廠滅菌用的高壓爐，都為推動人類文明進步作出了巨大的貢獻。但同時因為蒸汽壓力控制不當導致慘烈事故頻發，嚴重威脅人身安全并造成巨大經濟損失。2010年1月7日17：25左右，位于蘭州市西固區北部鐘家河的303廠由于蒸汽壓力控制不當發生重大爆炸事故，在距現場17km處能感到震動，事故造成6人遇難直接經濟損失達8650萬元（見圖1）。2014年3月3日上午11：40，河北省邢臺市一廠內蒸汽鍋爐爆炸，廠區瞬間被夷為平地，周圍多戶居民住宅廠房因爆炸損毀，事故造成2死2傷1人失蹤，經濟損失5480萬元（見圖2）。傳統方法控制壓力只能粗調不能微調，粗調由于反應劇烈容易產生不良后果，爆米花就是利用爐內高壓時瞬間減壓的效果，而微調控制細微反應緩慢安全性高。為了試制出這一微調裝置，首先在最常見的口杯上進行實驗。

1槽式壓力平衡器介紹

11槽式壓力平衡器實圖

將槽式壓力平衡器安裝在口杯蓋上，口杯蓋外部裝置見圖3，口杯蓋內部裝置見圖4。

12槽式壓力平衡器構造

槽式壓力平衡器通體采用銅質材料。主體為一圓柱T形棱臺，中心位置縱向鉆一直徑4mm孔并過內絲，再將棱臺下部過外絲后穿過口杯蓋，并用固定螺絲從口杯內側固定，轉軸過外絲并縱向銑一寬約15mm深約1mm的減壓槽，轉軸上端安裝旋柄，下端安裝堵頭并用螺頭固定（見圖5）。

2槽式壓力平衡器使用方法

將轉軸擰至最高位置，使堵頭與主體下表面緊密結合，口杯注入熱水加蓋密封，此時口杯內外隔絕壓力相等。隨著口杯內部溫度逐漸下降，外部壓力大于內部壓力，口杯蓋被緊緊的吸在口杯上很難打開。此時若向下緩慢擰轉軸使堵頭與主體下表面慢慢分離，空氣就可以通過減壓槽進入口杯內部，使口杯內外壓力逐漸相等，口杯蓋隨即輕松打開。

槽式壓力平衡器也適用于內部壓力大于外部壓力的情況，大型高壓滅菌爐打開之前需要先減壓，傳統方法使用減壓閥只能粗調不能微調，而粗調存在一定危險性。如果在大型高壓滅菌爐上安裝槽式壓力平衡器，當爐內壓力大于外部壓力時，只需向下緩慢擰轉軸使堵頭與主體下表面分離，空氣就可以通過減壓槽進入爐內，使滅菌爐內外壓力逐漸相等，避免了由于減壓太快可能產生的爆炸事故。

3槽式壓力平衡器使用優點

31槽式壓力平衡器安裝簡單槽式壓力平衡器體積小重量輕結構簡單，安裝時只需一個扳手。

32槽式壓力平衡器使用簡便只需緩慢轉動轉軸即可使容器內外壓力相等，達到微調的作用，容器即可安全打開。

33槽式壓力平衡器使用安全用高壓鍋熬好稀飯后，去掉減壓閥稀飯會噴出，就是因為減壓太快。如果使用槽式壓力平衡器，減壓細微反應緩慢，達到微調的作用，稀飯就不會噴出。如果在農業生產或其它行業的大型高壓設備上安裝槽式壓力平衡器，就可以最大限度的減少對人身的傷害大大提高安全性。

34槽式壓力平衡器便于推廣因為槽式壓力平衡器制造工藝簡單、加工成本低廉、技術含量不高、應用范圍廣泛，因此便于推廣使用。

4小結

蒸汽機產生的壓力不僅可以推動火車，讓飛機在極短的航母甲板上起飛，還在工農業生產中發揮著巨大的作用。但同時因為壓力控制不當也存在一定危險性，口杯難以打開劃傷手只是輕微傷，如果是大型設備產生爆炸后果就非常嚴重，國內外已經發生過多起由于壓力控制不當導致的重大事故。槽式壓力平衡雖然只是在口杯上進行了嘗試性實驗，但其工作原理通過升級和優化完全可以運用到農業生產以及其它很多方面，希望槽式壓力平衡能為從事農業機械設備的設計加工人員提供一點借鑒和參考。

參考文獻

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蔡東明.孔式壓力平衡器及其使用方法介紹[J].農業災害研究，2017，7（2）：61-62.

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[3] 國家質量技術監督局.壓力容器安全技術監察規程[M].北京：中國勞動社會保障出版社，1999.

[4] 唐敏，黃剛.傳感器技術的現狀與未來[J].傳感器世界，1996（7）：12-16.

作者簡介：

蔡婧馳（1989-），女，中共黨員，陜西楊凌人，本科，研究方向：生命遺傳育種研究；

蔡黎明（1968-），女，中共黨員，陜西西安人，碩士，高級農藝師，研究方向：農產品質量安全工作。