CN203224238U - 活塞式煤气柜倾斜仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种活塞式煤气柜倾斜仪，包括：第一压力变送器、第二压力变送器、第一连通阀、第二连通阀、第一导压管、第二导压管、第一测量罐、第二测量罐、第三测量罐和第四测量罐；第一测量罐和第二测量罐通过第一导压管相通，第一导压管上依次设置有第一连通阀、第一压力变送器，第一压力变送器与第一导压管相通；第三测量罐和第四测量罐通过第二导压管相通，第二导压管上依次设置有第二连通阀、第二压力变送器，第二压力变送器与第二导压管相通。本实用新型相通的两个测量罐，一个作为注油口，一个作为排气口，当作为排气口的测量罐有液体出现时，停止加注液体，此时导压管中的气体已被排除，活塞式煤气柜倾斜仪此时状态即为平衡态。

Description

活塞式煤气柜倾斜仪

技术领域

本实用新型涉及测控技术领域，更具体地说，涉及一种活塞式煤气柜倾斜仪。

背景技术

煤气柜是座体积庞大，用于贮存工业及民用煤气的钢制容器，容量从几万到几十万立方米不等。煤气柜的钟罩、塔及活塞为活动式结构，承受气体压力并保证良好的密封性能，其安装精度要求较高。煤气柜的活塞正常情况下处于水平状态，若发生较大的倾斜，将会导致卡阻，严重者将导致煤气泄漏，造成很大的经济损失和人员伤亡。因此，为防止倾斜事故的发生，需要对活塞倾斜度进行实时监控测量。

目前，对煤气柜活塞倾斜度测量主要采用差压变送器倾斜仪，差压变送器倾斜仪包括：四个结构、大小相同的测量罐，两个差压变送器，安装在差压变送器上的三阀组。其中，测量罐通过导压管与三阀组连接。如图1所示，现有技术提供的一种差压变送器倾斜仪的侧视图，三阀组11包括：截止阀01、截止阀02和平衡阀03，第一测量罐001的罐顶设置有带孔的盖，以使第一测量罐001与大气相通，罐底部的连通孔通过导压管04与截止阀01连接；第二测量罐002的罐顶设置有带孔的盖，以使第二测量罐002与大气相通，罐底部的连通孔通过导压管05与截止阀02连接。对安装后的差压变送器倾斜仪进行压力平衡调整时，首先打开截止阀01和截止阀02，关闭平衡阀03，然后在第一测量罐001和第二测量罐002内加注不易挥发且流动性好的液体，直到第一测量罐001和第二测量罐002内有一半容积左右的液体时停止加注，打开平衡阀03静置差压变送器倾斜仪，直到差压变送器12上显示左右两侧压差为零，差压变送器倾斜仪安装调试结束。通过差压变送器12显示的压差值是否发生变化，来对活塞是否倾斜进行判断。

在对第一测量罐001和第二测量罐002加注液体的过程中，导压管04内的气体随着液体加注量的增加，由第一测量罐001顶部排出；导压管05内的气体随着液体加注量的增加，由第二测量罐002顶部排出。第一测量罐001和第二测量罐002加装完液体后，打开平衡阀03，调整压力平衡。如果流通在导压管04和导压管05内的液体差压较小，液体的流通性就会差，在流通过程中遇到气泡还会形成气堵，进而影响平衡调整时间。因此，为排除导压管04和导压管05内的气泡，往往需要差压变送器倾斜仪在活塞上静置数小时，甚至数天。故差压变送器倾斜仪的平衡调整时间较长，为使用带来不便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种活塞式煤气柜倾斜仪，以降低因导压管内气泡的原因，对平衡调整时间的影响，为使用带来方便。

一种活塞式煤气柜倾斜仪，包括：

第一压力变送器、第二压力变送器、第一连通阀、第二连通阀、第一导压管、第二导压管、第一测量罐、第二测量罐、第三测量罐和第四测量罐；

所述第一测量罐和所述第二测量罐通过所述第一导压管相通，所述第一导压管上依次设置有所述第一连通阀、所述第一压力变送器，所述第一压力变送器与所述第一导压管相通；

所述第三测量罐和所述第四测量罐通过所述第二导压管相通，所述第二导压管上依次设置有所述第二连通阀、所述第二压力变送器，所述第二压力变送器与所述第二导压管相通。

优选的，还包括：

与所述第一压力变送器相连接，为所述第一压力变送器提供电源回路，并输出第一压力变送器变送的第一电流信号的第一隔离配电器；

与所述第二压力变送器相连接，为所述第二压力变送器提供电源回路，并输出第二压力变送器变送的第二电流信号的第二隔离配电器。

优选的，还包括：

分别与所述第一隔离配电器、所述第二隔离配电器相连接，将所述第一隔离配电器输出的所述第一电流信号，将所述第二隔离配电器输出的所述第二电流信号，转换成活塞的倾斜度和活塞的倾斜方位的第一PLC***。

优选的，还包括：

与所述第一PLC***相连接，对所述活塞的倾斜度和所述活塞的倾斜方位进行显示的显示表。

优选的，还包括：

与所述第一PLC***相连接，依据所述活塞的倾斜度和所述活塞的倾斜方位对活塞进行平衡调整的第二PLC***。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供了一种活塞式煤气柜倾斜仪，包括：第一压力变送器、第二压力变送器、第一连通阀、第二连通阀、第一导压管、第二导压管、第一测量罐、第二测量罐、第三测量罐和第四测量罐；第一测量罐和第二测量罐通过第一导压管相通，第一导压管上依次设置有第一连通阀、第一压力变送器，第一压力变送器与第一导压管相通；第三测量罐和第四测量罐通过第二导压管相通，第二导压管上依次设置有第二连通阀、第二压力变送器，第二压力变送器与第二导压管相通。当对活塞式煤气柜倾斜仪进行平衡调整时，打开第一连通阀，向第一测量罐加注液体，第一导压管内的气体随液体加注量的增加，逐渐从第二测量罐排出，直到第二测量罐有液体出现时停止加注，此时第一导压管内的气体全部排出；同理，打开第二连通阀，第二导压管内的气体随第三测量罐液体的加注，逐渐从第四测量罐排出，直到第四测量罐有液体出现时停止加注。本实用新型相通的两个测量罐，一个作为注油口，一个作为排气口，当作为排气口的测量罐中有液体出现时，停止加注液体，此时导压管中的气体已被排除，活塞式煤气柜倾斜仪此时的状态即为平衡态。因此，本实用新型有效降低了活塞式煤气柜倾斜仪的平衡调整时间，为使用带来的方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种差压变动器倾斜仪的侧视图；

图2为本实用新型实施例提供的一种活塞式煤气柜倾斜仪的侧视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种活塞式煤气柜倾斜仪的俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种活塞式煤气柜倾斜仪安装侧视图；

图5为本实用新型实施例提供的一种活塞式煤气柜倾斜仪安装俯视图；

图6为本实用新型实施例提供的一种活塞式煤气柜倾斜仪的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种活塞式煤气柜倾斜仪的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的另一种活塞式煤气柜倾斜仪的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的另一种活塞式煤气柜倾斜仪的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2和图3所示，分别为本实用新型实施例提供的一种活塞式煤气柜倾斜仪的侧视图和俯视图，活塞式煤气柜倾斜仪包括：

第一压力变送器21、第二压力变送器22、第一连通阀23、第二连通阀24、第一导压管25、第二导压管26、第一测量罐001、第二测量罐002、第三测量罐003和第四测量罐004；

第一测量罐001和第二测量罐002通过第一导压管25相通，第一导压管25上依次设置有第一连通阀23、第一压力变送器21，第一压力变送器21与第一导压管25相通；

第三测量罐003和第四测量罐004通过第二导压管26相通，第二导压管26上依次设置有第二连通阀24、第二压力变送器22，第二压力变送器22与第二导压管26相通。

其中，第一压力变送器21和第二压力变送器22可相同，均可以是一种可以接受压力变量，经传感转换后，将压力变化量按一定比例转换为标准输出信号的仪表。

优选的，第一压力变送器21和第二压力变送器22的选型可以为二线制、测量范围为0～10kPa、精度高于2‰、本质安全型的压力变送器。

第一测量罐001、第二测量罐002、第三测量罐003和第四测量罐004的结构和大小可以相同。

优选的，四个测量罐均可以为不锈钢材质，罐顶设置有盖，打开盖即可向测量罐内加注液体；盖上有孔，以使测量罐与大气相通；罐底部有连通孔，以便安装导压管。

综上可以看出，本实用新型相通的两个测量罐通过一个连通阀连接，一个作为注油口，一个作为排气口。因此，当对活塞式煤气柜倾斜仪进行平衡调整时，打开连通阀，向作为注油口的测量罐加注液体，导压管内的气体随液体加注量的增加，逐渐从作为排气口的测量罐排出，当作为排气口的测量罐有液体出现时，停止加注液体，关闭连通阀，此时导压管中的气体已被排除，活塞式煤气柜倾斜仪此时的状态即为平衡态。因此，本实用新型省去了现有技术中，液体加注完后打开平衡阀调整平衡的时间，有效降低了活塞式煤气柜倾斜仪的平衡调整时间，为使用带来了方便。同时，本实用新型使用的压力变送器相对于现有技术中的差压变动器，成本降低很多；用连通阀替代现有技术中的三阀组，为安装和维护活塞式煤气柜倾斜仪带来了方便。

如图4和图5所示，分别为本实用新型实施例提供的一种活塞式煤气柜倾斜仪安装侧视图和俯视图，在对活塞式煤气柜倾斜仪安装前，活塞41位于活塞式煤气柜42的最底端，第一测量罐001通过第一支架43固定在活塞41的上方，第二测量罐002通过第二支架44固定在活塞41的上方，第三测量罐003和第四测量罐004固定在活塞41上的方式与第一测量罐001和第二测量罐002相同（图中未画出）。

为叙述方便，以图4中给出的第一测量罐001、第二测量罐002、第一压力变送器21、第一连通阀23和第一导压管25的安装及连接关系进行叙述。

第一压力变送器21通过第三支架45固定在活塞41的上方，为保证第一压力变送器21的测量结果在高精度范围内，且有利于第一压力变送器21内空气的排出，第一测量罐001和第二测量罐002的安装高度高于（例如500mm）第一压力变送器21的取压口。当第一测量罐001作为注油口，第二测量罐002作为排气口时，第一压力变送器21固定在靠近第一测量罐001的位置，第一连通阀23也设置在靠近第一测量罐001的位置，以控制第一测量罐001与第一压力变送器21、第二测量罐002的导通和关断。打开第一连通阀23，在第一测量罐001加注不易挥发且流动性较好的液体，当第二测量罐002内有一半容积的液体时，停止加注液体，关闭第一连通阀23，静置约一小时，此时，第一压力变送器21和第一导压管25内的气体均已被排出，第一压力变送器21当前测得的压力值记为P₀，可将压力值P₀作为活塞41处于平衡态的基准值。为方便读数，可以修改第一压力变送器21的量程和单位，量程改为Hmax（mm），单位改为H₂0(mm)，则第一压力变送器21测得的压力的下限为（P₀-Hmax），测得的压力的上限为（P₀+Hmax），第二压力变送器22和第一压力变送器21采用相同的设置方法。

具体的，当第一压力变送器21和第二压力变送器22均可以将检测到的压力信号变送为4mA～20mA的电流信号时，将第一压力变送器21和第二压力变送器22测得平衡时的压力值均改为12mA（即量程的中间值），当第一压力变送器21和第二压力变送器22上显示的压力值在12mA上下浮动时，均表明活塞41发生了倾斜。

同理，当第二测量罐002作为注油口，第一测量罐001作为排气口时，第一压力变送器21固定在靠近第二测量罐002的位置，第一连通阀23设置在靠近第二测量罐002的位置，以控制第二测量罐002与第一压力变送器21、第一测量罐001的导通和关断，具体工作原理同上，此处不再赘述。

其中，为充分排除第一压力变送器21和第一导压管25内的气体，减少气体对第一压力变送器21的测量结果带来的干扰，在第一压力变送器21上还设置有一个排气口，停止加注液体，关闭第一连通阀23后，打开第一压力变送器21的排气口，以充分排除第一压力变送器21内的气体。

优选的，第一导压管25由多个导压管支架46固定。

需要说明的一点是，第三测量罐003、第四测量罐004、第二压力变送器22、第二连通阀24和第二导压管26的安装及连接关系也如图4中所示，工作原理如上述所示，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解的是，第一测量罐001、第二测量罐002、第三测量罐003和第四测量罐004的安装位置均距离活塞式煤气柜的内壁L距离，L的大小以技术人员能够站在活塞41上，方便安装活塞式煤气柜倾斜仪为宜。

可以理解的是，如图5所示，为准确测量活塞41的倾斜度和倾斜方位，第一测量罐001、第二测量罐002、第三测量罐003和第四测量罐004的安装高度相同。并且第一测量罐001、第二测量罐002、第三测量罐003和第四测量罐004在活塞41上的安装位置位于同一个圆（如图5中虚线所示）上，同时，第一测量罐001和第二测量罐002的连接线所处的圆的直径与第三测量罐003和第四测量罐004的连接线所处的圆的直径垂直（例如，第一测量罐001、第二测量罐002、第三测量罐003和第四测量罐004可以分别安装在一个圆的东南西北四个方向）。

综上可以看出，本实用新型相通的两个测量罐通过一个连通阀连接，一个作为注油口，一个作为排气口。因此，当对活塞式煤气柜倾斜仪进行平衡调整时，打开连通阀，向作为注油口的测量罐加注液体，导压管内的气体随液体加注量的增加，逐渐从作为排气口的测量罐排出，当作为排气口的测量罐有液体出现时，停止加注液体，关闭连通阀，此时导压管中的气体已被排除，活塞式煤气柜倾斜仪此时的状态即为平衡态。因此，本实用新型省去了现有技术中，液体加注完后打开平衡阀调整平衡的时间，有效降低了活塞式煤气柜倾斜仪的平衡调整时间，为使用带来了方便。

如图6所示，本实用新型实施例提供的一种活塞式煤气柜倾斜仪的结构示意图，包括：

第一压力变送器21、第二压力变送器22、第一隔离配电器61和第二隔离配电器62；

其中，隔离配电器是一种与单元组合仪表及DCS、PLC等***配套使用，为压力变送器等需要现场供电的一次仪表提供电源回路，同线测量该一次仪表输出的电源信号，经过运算、干扰抑制等处理后，变送输出隔离的单路或双路电流信号或电压信号。

优选的，第一隔离配电器61与第一压力变送器21相连接，可以为第一压力变送器21提供电源回路，并输出第一压力变送器21变送的第一电流信号；

第二隔离配电器62与第二压力变送器22相连接，可以为第二压力变送器22提供电源回路，并输出第二压力变送器22变送的第二电流信号。

在图6所示实施例的基础上，如图7所示，本实用新型实施例提供的另一种活塞式煤气柜倾斜仪的结构示意图，还包括：第一PLC（ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器）***63。

其中，第一PLC***63分别与第一隔离配电器61、第二隔离配电器62相连接，将第一隔离配电器61输出的第一电流信号，将第二隔离配电器62输出的第二电流信号，转换成活塞41的倾斜度和活塞41的倾斜方位。

优选的，第一PLC***63具有编程功能；具有2个4mA～20mA模拟量输入通道，以接收第一隔离配电器61输出的第一电流信号和第二隔离配电器62输出的第二电流信号；4个4mA～20mA模拟量输出通道，其中2个通道用于输出活塞41的倾斜度和倾斜方位，另2个作为备用；2个数字量输出通道，当活塞41的倾斜度超过预设值时，其中1个用于数字量输出通道用于输出报警信号，以提醒工作人员，活塞41发生较大的倾斜，另一个数字量输出通道作为备用。

第一PLC***内还设置有提供可电源的电源模块，以及可依据第一电流信号、第二电流信号和加注液体的密度，获得活塞的倾斜度和倾斜方位的中央处理器，程序编制具体为：

以图5提供的活塞式煤气柜倾斜仪安装俯视图为例，可规定：第一测量罐001和第二测量罐002分别位于活塞41的正西、正东两个位置，第三测量罐003和第四测量罐004分别位于活塞41的正北、正南两个位置；

测得的第一电流值即第一电流信号Pew（东西向，单位为H₂0(mm)）、第二电流值即第二电流信号Psn（南北向，单位为H₂0(mm)）及加注液体的密度ρ（单位为g/cm³），水密度为ρ₀（1g/cm³）。

获得东西向高度差值Hew，东向高为正、西向高为负：

$\mathrm{Hew}=(\mathrm{Pew}-P_0)\×\frac{{\mathrm{\ρ}}_0}{\mathrm{\ρ}}$

南北向高度差Hsn，，南向高为正、北向高为负：

$\mathrm{Hsn}=(\mathrm{Psn}-P_0)\×\frac{{\mathrm{\ρ}}_0}{\mathrm{\ρ}}$

活塞的倾斜度为：

$H=\sqrt{{\mathrm{Hew}}^2+{\mathrm{Hsn}}^2}$

活塞的倾斜方位为：

（1）如果以正东方为倾斜方位的0度，顺时针方向至360度，倾斜方位C的计算方法为：

当Hew>0及Hsn>0时

C=C′

当Hew<0及Hsn>0时

C=180°-C′

当Hew<0及Hsn<0时

C=C′+180°

当Hew>0及Hsn<0时

C=360°-C′

当Hew=0且Hsn>0时C=90°，当Hew<0且Hsn=0时C=180°，当Hew=0且Hsn<0时C=270°，当Hew≥0且Hsn=0时C=0°。

（2）如果以正南方为倾斜方位的0度，顺时针方向至360度，倾斜方位C的计算方法为:

当Hew<0及Hsn>0时

C=C′

当Hew<0及Hsn<0时

C=180°-C′

当Hew>0及Hsn<0时

C=C′+180°

当Hew>0及Hsn>0时

C=360°-C′

当Hsn=0且Hew<0时C=90°，当Hsn<0且Hew=0时C=180°，当Hsn=0且Hew>0时C=270°，当Hsn≥0且Hew=0时C=0°。

（3）如果以正西方为倾斜方位的0度，顺时针方向至360度，倾斜方位C的计算方法为:

当Hew<0及Hsn<0时

C=C′

当Hew>0及Hsn<0时

C=180°-C′

当Hew>0及Hsn>0时

C=C′+180°

当Hew<0及Hsn>0时

C=360°-C′

当Hew=0且Hsn<0时C=90°，当Hew>0且Hsn=0时C=180°，当Hew=0且Hsn>0时C=270°，当Hew≤0且Hsn=0时C=0°。

（4）如果以正北方为倾斜方位的0度，顺时针方向至360度，倾斜方位C的计算方法为：

当Hew>0及Hsn<0时

C=C′

当Hew>0及Hsn>0时

C=180°-C′

当Hew<0及Hsn>0时

C=C′+180°

当Hew<0及Hsn<0时

C=360°-C′

当Hsn=0且Hew>0时C=90°，当Hsn>0且Hew=0时C=180°，当Hsn=0且Hew<0时C=270°，当Hsn≤0且Hew=0时C=0°。

在图7所示实施例的基础上，如图8所示，本实用新型实施例提供的另一种活塞式煤气柜倾斜仪的结构示意图，还可以包括：显示表64；

显示表64与第一PLC***相连接，可对活塞41的倾斜度和倾斜方位进行显示。

在图8所示实施例的基础上，如图9所示，本实用新型实施例提供的另一种活塞式煤气柜倾斜仪的机构示意图，还可以包括：第二PLC***65；

第二PLC***与第一PLC***相连接，可以依据活塞41的倾斜度和倾斜方位对活塞41进行平衡调整。

其中，第二PLC***可以为中控PLC***或是DCS（distributed controlsystems，分布式控制***）***。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种活塞式煤气柜倾斜仪，其特征在于，包括：

第一压力变送器、第二压力变送器、第一连通阀、第二连通阀、第一导压管、第二导压管、第一测量罐、第二测量罐、第三测量罐和第四测量罐；

所述第一测量罐和所述第二测量罐通过所述第一导压管相通，所述第一导压管上依次设置有所述第一连通阀、所述第一压力变送器，所述第一压力变送器与所述第一导压管相通；

所述第三测量罐和所述第四测量罐通过所述第二导压管相通，所述第二导压管上依次设置有所述第二连通阀、所述第二压力变送器，所述第二压力变送器与所述第二导压管相通。

2.根据权利要求1所述的活塞式煤气柜倾斜仪，其特征在于，还包括：

与所述第一压力变送器相连接，为所述第一压力变送器提供电源回路，并输出第一压力变送器变送的第一电流信号的第一隔离配电器；

与所述第二压力变送器相连接，为所述第二压力变送器提供电源回路，并输出第二压力变送器变送的第二电流信号的第二隔离配电器。

3.根据权利要求2所述的活塞式煤气柜倾斜仪，其特征在于，还包括：

分别与所述第一隔离配电器、所述第二隔离配电器相连接，将所述第一隔离配电器输出的所述第一电流信号，将所述第二隔离配电器输出的所述第二电流信号，转换成活塞的倾斜度和活塞的倾斜方位的第一PLC***。

4.根据权利要求3所述的活塞式煤气柜倾斜仪，其特征在于，还包括：

与所述第一PLC***相连接，对所述活塞的倾斜度和所述活塞的倾斜方位进行显示的显示表。

5.根据权利要求4所述的活塞式煤气柜倾斜仪，其特征在于，还包括：

与所述第一PLC***相连接，依据所述活塞的倾斜度和所述活塞的倾斜方位对活塞进行平衡调整的第二PLC***。

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