一种液体输送装置的制作方法

日期:2019-05-22 09:22:32

专利名称:一种液体输送装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种液体输送装置,尤其是涉及一种气压驱动式液体输送装置。
现在广泛使用的各种液体输送装置,主要是各种机械泵,按其作用于液体的原理分为叶片式和容积式两大类。其共同特点是,通过附属能量转换机器(如电动机、内燃机、透平机等)和泵内的运动部件将输入的能量(电能、化学能、热能或其它能量形式)转化为液体的动能和势能,达到液体增压和输送的目的。由于涉及能量的输入和转换,以及部件的机械运动,上述各种机械泵的结构复杂,部件材质和加工要求苛刻,而且机械泵在输送液体过程中的能量损失较大,存在输送液体的泄漏与密封以及机械润滑问题。此外,机械泵对能量输入中断的反应迅速,这对连续化生产过程有较大危害性。
作用于液体的原理与各种机械泵不同的气动液体泵,用压缩气体直接施压于液体,可减少液体输送过程的能量损失,并能缓冲液体输送过程对能量输入中断的反应。
1982年5月23日批准的SU929890A号,名为气动泵的苏联专利,采用瓶装压缩气体为动力源,由双体液泵构成。每个泵体内设有可随液面升降而与进出气阀、进出液阀机械联动的液位传感器。该泵工作时,两个液泵内的液位传感器随液位升降而相互逆向运动,各自相连的进出气阀、进出液阀随之联动,使两个液泵交替充液和排液。该泵通过与液位传感器机械联动方式控制液泵的气、液进出,结构复杂;两个液泵交替切换期间无液体输出,存在输液停顿点;液泵充液时余压气体排入大气,浪费能量;采用瓶装压缩气体作动力,气源压力不能长期恒定,使该气动泵不能长期连续运转。
1997年10月8日授权的94110525.3号,名为气动液体泵的中国发明专利,为了利用排放气的余压,提高气动泵的效率,采用了气压泵和封闭的双体液泵组成。其主要特点是通过联体的气压泵来利用液泵充液时的排放气余压能量,以较低的气压机能耗提供液体增压所需的压缩气体,并加快液泵的充液速度。由于该发明增加了一台气压泵,实际上是增加了一套能量输入和转换机构,因此不论从能量利用效率还是从设备制造成本、运转维护费用方面比较,该发明并不比上述广泛使用的各种液体机械泵有更多的优点。
针对以上现有机械泵和气动泵技术存在的不足,本发明提供一种气压驱动液体输送装置,可降低装置投资和维护费用,改善液体输送质量,并减少能量损失。
本发明的气压驱动液体输送装置主要由原料罐、配备液位和气压逻辑控制功能的两个相互自动切换的输液罐组成,原料罐和输液罐之间通过管线并连,所述输液罐具有液位和气压逻辑控制功能,输液罐顶部引出管线与高压或低压的气源设备或管线相连。
所述原料罐最好是位于所述两个输液罐的上方,这样就可利用原料罐液体的自身重力,使液体进入两个输液罐中。当然也可根据具体情况,利用低压气源或其它适宜的技术,驱动液体由原料罐进入所述两个输液罐中。
为了进一步减少下游装置的压力波动和保证液体的平稳输送,可设置一出料缓冲罐,通过管线分别与两个输液罐相连。
为了保证下游装置液体进料分配均匀,还可再设一流量分配器,通过管线与出料缓冲罐或直接与输液罐相连。
为了防止两个输液罐的物料返回原料罐,分别在两个输液罐与原料罐的管线上设置一个止回阀。
所述的高压或低压气源设备可以是工厂公用或特备的压缩气体设施,或装有高压气体的各种容器。所述的高压或低压气源管线可以是工厂其它装置的气体管网、管线等。
所述的输液罐控制设备采用如下结构在所述的与高压气源设备或管线连接的管线上,沿高压气体流动的方向依次设置逻辑开关功能的进气控制阀和自动压力调节阀,在所述的与高压气源设备或管线连接的管线侧线上设置具逻辑开关功能的压力放空阀,压力放空阀通过一个截止阀与低压气源管线相连,也可通过一个截止阀直接排空。在所述的输液罐内上部设置上液位检测器,并将其通过信号线与输液器的外部设置的两路输出受送器连接,并用两条信号线将两路输出变送器的信号输出,一路连接到所述的压力放空阀,一路连接到所述的进气控制阀,在输液罐内下部设置下液位检测器,并将其通过信号线与输液器的外部设置的四路输出变送器连接,在输液罐的输出管线上设置排液控制阀。在所述的四路输出受送器上还设有电源开关控制器,所述四路输出变送器的输入信号是通过信号线将下液位检测器的信号输入的,其输出信号分为四路通过信号线输出,一路输出到所述的压力放空阀上,一路输出到所述的另一个输液罐外设置的四路输出变送器电源开关控制器上,一路输出到具逻辑开关功能的进气控制阀上,一路输出排液控制阀上。所述上液位检测器和下液位检测器均安装在输液罐的固定位置上,最好采用振荡阻尼式电子液位检测器。也可采用其它可固定安装的液位检测器。
另一个输液罐的控制设备与此相同。
本发明可根据输送液体的性质和压力要求选用不同材质的输液罐和缓冲罐,包括各种金属和非金属材料、有机和无机材料。
本发明可根据输送液体的压力要求而采用不同的操作压力。
本发明可根据输送液体的不同性质而采用不同的非液化压缩气源,包括各种可燃和不可燃气体、纯净和混合气体、惰性气体。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果由于本发明作用于液体的原理与各种机械泵不同,使用压缩气体直接给容器中的液面施压,达到液体增压和连续输送的目的,因此不涉及能量转换,无能量转换损失,设备的机械结构简单,没有运动的机械部件,无机械能损失,无输送液体的泄漏与密封问题,无需机械润滑,装置静态运转,液体恒压差输送。由于压缩气体所存储的能量能以连续缓慢降压的方式释放,具有能量输入中断的缓冲作用,因此液体输送过程不会随突然停电等能量输入中断事故发生而即时停止。


图1是本发明气压驱动式液体连续输送装置原理说明图。
下面结合附图对本发明的结构及工作方式进行进一步详细说明,但以下所列的具体方案只是本发明总体方案的一个具体体现,并不构成对本发明的限制。
如图所示,该装置包括包括原料罐C(C罐)、恒压输料罐A(A罐)、恒压输料罐B(B罐)、缓冲罐D(D罐)和流量分配器E。原料罐C安装在A罐和B罐上方。A罐和B罐并列设置,可自动切换。C罐顶部有一个低压气源入口和一个排气口,低压气源入口通过一个截止阀23与低压气源管线G相连,排气口也设置一个截止阀24,C罐的出料口位于罐底,通过管线分别连接到两个输液罐上,并在管线各设置一个止回阀10和20,A罐和B罐出料口位于罐底,通过管线并连在缓冲罐上,流量分配器E通过管线连接到缓冲罐D的出口。D罐的进料口位于罐体中部,出料口位于罐底。A罐的控制设备包括具逻辑开关功能的进气控制阀1、自动压力调节阀2、具逻辑开关功能的压力放空阀3、上液位检测器4、具逻辑控制功能的上液位两路输出变送器5、下液位检测器6、具逻辑控制功能的下液位四路输出变送器7、四路输出变送器的电源开关控制器8、排液控制阀9。B罐的控制设备与A罐相同,包括具逻辑开关功能的进气控制阀11、自动压力调节阀12、具逻辑开关功能的压力放空阀13、上液位检测器14、具逻辑控制功能的上液位两路输出变送器15、下液位检测器16、具逻辑控制功能的下液位四路输出变送器17、四路输出变送器的电源开关控制器18、排液控制阀19。
该气压驱动液体连续输送目的按下述工作过程实现装置运转时,两个输液罐一个处于输液状态,一个处于储液状态,两罐切换时,出料缓冲罐保持液体输送不间断并平息其流量和压力波动。初始状态时,原料罐和两个恒压输料罐均已加足液体原料,两个输料罐的进气控制阀打开,两个输料罐的压力相等,其它阀门关闭。四路输出变送器的电源开关(8、18)无控制信号时呈弹性闭合状态,有控制信号时接受其控制器控制。先启动A罐下液位控制回路,后启动其它控制回路。A罐四路输出变送器(7)的电源开关(8)加电启动(其它控制电路随后加电启动),变送器(7)同时发出两个信号信号1使B罐四路输出变送器(17)的电源开关(18)断开,该变送器无信号输出;信号2使A罐排液控制阀(9)打开,开始向缓冲罐、流量分配器输送原料。A罐上部液位降低后先被上液位检测器(4)发现,其两路输出变送器(5)向进气控制阀(1)发送一个开阀信号,控制阀(1)打开后,即关闭其与变送器(5)的信号通道,而与下液位变送器(7)的信号通道接通,等待变送器(7)发来的关阀信号。A罐液位下降时,压力调节阀会自动补入气体以维持罐内压力不变。A罐液位降低到下液位检测器(6)的位置时,四路输出变送器(7)按下述先后顺序发送四个不同接收对象的信号信号1和信号2同时发出,信号1使A罐进气控制阀(1)关闭,控制阀(1)关闭后即断开其与变送器(7)的信号通道,而与变送器(5)的信号通道接通,等待变送器(5)发来的开阀信号;信号2使A罐排液阀(9)关闭。信号3延时发出(控制阀(1)和控制阀(9)关闭后),使A罐压力放空控制阀(3)打开,控制阀(3)打开后即断开其与变送器(7)的信号通道,而与变送器(5)的信号通道接通,等待变送器(5)发来的关阀信号。信号4延时发出(控制阀(3)打开后),使B罐下液位四路输出变送器(17)的电源开关接通,变送器(1 7)立即发出两个信号信号1使A罐下液位四路输出变送器(7)的电源开关(8)断开,变送器(7)无信号输出;信号2使B罐排液控制阀(19)打开,B罐接替A罐向流量分配器输送原料。A、B罐切换期间,缓冲罐D内存置液体保证输出不间断。
A罐压力放空后,原料罐的液体原料借低压气源压力和/或液位差通过止回阀(10)向A罐添加原料,待A罐液位上升到上液位检测器(4)的位置时,两路输出变送器(5)先后发出两个信号信号1使A罐压力放空控制阀(3)关闭,控制阀(3)关闭后即与变送器(5)的信号通道断开,而与变送器(7)的信号通道接通,等待变送器(7)发来的开阀信号。信号2使进气控制阀(1)打开。控制阀(1)打开后,即关闭其与变送器(5)的信号通道,而与下液位变送器(7)的信号通道接通,等待变送器(7)发来的关阀信号。止回阀(10)和(20)可防止A、B罐的物料返回原料罐。流量分配器前面的缓冲罐D进料前为空罐,进料后罐内气体被压缩到罐内上部,平衡后其压力与输料罐压力相等,D罐内的压缩气体可平息A、B两罐切换时装置输料的流量波动。原料罐与A、B罐之间采用较大口径的管路和止回阀连接,保证输料罐的低压充液时间少于高压输液时间。
本发明可视液体输送压力大小和高压气源的气体类别确定是否回收输液罐排放的余压气体。如果采用回收余压气体的操作,将两个输液罐压力放空阀后的截止阀(22)和(26)打开,截止阀(21)和(25)关闭,同时将原料罐C顶部的截止阀(23)打开,截止阀(24)关闭,余压气体即可排入低压气源管线G而回收,由于C罐与低压气源管线G相连,C罐的原料液体仍然可借自身重力进入两个输液罐;如果采用不回收余压气体的操作,可将两个输液罐压力放空阀后的截止阀(22)和(26)关闭,截止阀(21)和(25)打开,余压气体即可直接排空。采用不回收余压气体的操作时,C罐顶部的两个截止阀可选择(23)开而(24)闭或(23)闭而(24)开这两种形式之一。选择(23)开而(24)闭时,C罐原料可在低压气源压力和原料自重叠加驱动下进入输液罐,从而加快输液罐的充液速度;选择(23)闭而(24)开时,C罐原料仍然借其自重进入输液罐。
权利要求
1.一种液体输送装置,包括原料罐(C)、至少两个输液罐(A、B),原料罐(C)和输液罐(A、B)之间通过管线并连,其特征在于所述输液罐具有液位和气压逻辑控制功能,输液罐(A、B)顶部引出管线与高压或低压的气源设备或管线相连。
2.按照权利要求1所述液体输送装置,其特征在于所述原料罐(C)位于所述输液罐(A、B)的上方。
3.按照权利要求1所述液体输送装置,其特征在于所述原料罐(C)顶部通过管线和截止阀(23)与低压气源设备或管线(G)相连。
4.按照权利要求1所述液体输送装置,其特征在于所述输液罐(A、B)的个数是2个。
5.按照权利要求1所述液体输送装置,其特征在于所述输液罐液体输出到出料缓冲罐(D)。
6.按照权利要求1所述液体输送装置,其特征在于所述输液罐(A、B)液体出口通过管线依次连接到缓冲罐(D)和流量分配器(E)。
7.按照权利要求1所述液体输送装置,其特征在于所述输液罐与原料罐的管线上设置有止回阀(10、20)。
8.按照权利要求1所述液体输送装置,其特征在于所述的输液罐(A、B)控制设备结构如下在所述的与高压气源设备或管线(F)连接的管线上,沿高压气体流动的方向依次设置具有逻辑开关功能的进气控制阀(1,11)和自动压力调节阀(2,12),在所述的与高压气源设备或管线(F)连接的管线侧线上设置具逻辑开关功能的压力放空阀(3,13),所述放空阀之后并联两个截止阀(21、22、25、26),其中一个所述截止阀(22,26)与低压气源或管线(G)连接,另一个所述截止阀(21,25)通大气;在所述的输液罐内上部设置上液位检测器(4,14),并将其通过信号线与输液器外部设置的两路输出变送器(5,15)连接,并用信号线将两路输出变送器(5,15)的信号输出,一路连接到所述的压力放空阀(3,13),一路连接到所述的进气控制阀(1,11),在输液罐内下部设置下液位检测器(6,16),在输液罐的输出管线上设置排液控制阀(9,19),在所述的输液罐的外部还设有四路输出变送器(7,17),在所述的四路输出变送器上还设有电源开关控制器(8,18),所述四路输出变送器(7,17)的输入信号是通过信号线将下液位检测器(6,16)的信号输入的,其输出信号分为四路通过信号线输出,一路输出到所述的压力放空阀上(3,13),一路输出到所述的另一个输液罐外设置的四路输出变送器电源开关控制器(8,18)上,一路输出到具逻辑开关功能的进气控制阀上(1,11),一路输出到排液控制阀(9,19)上。
全文摘要
本发明描述了一种气压驱动式液体输送装置,包括原料罐C、配备液位和气压逻辑控制功能的两个相互自动切换的输液罐A和B,原料罐C和输液罐A和B之间通过管线相连接,输液罐顶部引出管线与高压或低压气源的设备或管线相连。该设备的机械结构简单,制造成本低廉。可利用工厂公用或特备压缩气源实现直接气压驱动液体恒压差输送,装置静态运转,不涉及能量转换,无能量转换损失,无机械能损失,无输送液体的泄漏与密封问题,无需机械润滑,无机械噪音,可长期连续稳定运转,可代替现有各种机械泵用于液体输送。
文档编号F04F1/06GK1393643SQ01114160
公开日2003年1月29日 申请日期2001年7月2日 优先权日2001年7月2日
发明者彭派 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院


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