CN2074922U - 远程间接式液量显示报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液体储存设备的液位、液量 显示报警装置，由压力取样阀，液压传递管、气体导压 管和单管微压计等组成，其特征在于：储罐与单管微 压计之间至少有一个带零位校正泄压阀的补偿器。 它可显示储存设备内已有液体或后输入液体的液位、 液量；达到储存容量极限时会自动报警，还可与气动 阀结合对储存设备内液体自动限量，显示器与储存设 备距离可大可小，也可不在一水平面上。由于贮存设 备附近不设电气设施，从而本实用新型安全可靠。且 显示直观、准确，准确率达99.5％，适用于各种储罐 及各种液体。

Description

本实用新型是液体储存设备的液量显示、报警器，可于任意距离显示储存设备内的液位、液量，达到容器极限容量时可自动报警，还可与气动阀结合对储存设备内液体自动限量。

已有的液位、液量显示器如中国实用新型专利85025439描述的一种储油罐的液位显示计量器，由压力传感器、导压管、单管微压计刻度尺组成，该装置存在以下缺陷。

1）刻度标定相当麻烦，对内部已储存液体的设备，按其刻度原理无法标定。

2）其压力传送管道全部采用气压传送，对远距离的显示代来较大误差。

3）由于其压力传感器置于储罐内，对于显示装置是否处于正常的工作状态（例如导压管或接头发生故障）不能随时检查校正。

4）无超量报警装置

5）无自动限量功能

本实用新型的目的在于提供一种装置，其显示液位、液量的功能不受储存设备内是否已储有液体的限制，也不因距离的远近或显示器位置的高低而代来较大误差，对装置的工作状态可随时检查校正，同时要避免电气设施进油库，增加超量报警和自动限量的功能。可通过直观读数，较准确地读出储液容器内液位高度及存储量，在环境温度变化±40℃时，要求准确率达99.5％。

本实用新型的原理是利用气体状态方程式，由导压管、补偿器、显示器、气囊与储油罐呼吸口构成一封闭的体系，达到显示储罐内液位及液量的目的。用单管微压计作为显示器，由其上端接入两个连有警铃和气动阀的电接头，又可达到超量报警和自动限量的目的。

下面结合附图说明本实用新型的原理及作用。

图1，远程间接式液位、液量显示器构成示意图。

虚线框（1）－－显示装置。

虚线框（2）－－报警装置

虚线框（3）－－自动限量执行装置。

1－－压力信号取样阀    2－－液压传递管

3－－补偿器    4－－零位校正泄压阀

5－－气体导压管    6－－显示器箱体

7－－刻度尺    8－－单管微压显示器

9－－防爆隔离器    10－－背压管

11－－电源插头    12－－敏感元件

13－－警  灯    14－－警  铃

15－－信号传导线路    16－－电磁阀

17－－气体动力管线    18－－气动控制阀

图2  单管微压计上端所装三通的放大示意图。

图3  单管微压计下端贮液箱结构示意图。

19－－橡胶管    20－－胶管接头

21－－胶管密封螺母    22－－固定螺母

23－－机芯固定架    24－－贮液箱

25－－显示玻璃管    26－－密封螺母

27－－密封机芯    28－－密封橡皮胶圈

29－－玻璃管座    30－－螺母盖

31－－橡胶密封垫    32－－固定螺母

33－－色液进口    34－－色  液

图4，零位调整补偿器结构图。

35－－气体压力传送管    36－－补偿平衡器

37－－零位调整泄压阀    38－－底  盖

39－－液体压力传送管

本实用新型是由压力信号取样阀1把储液容器底部的静压力和液面上静压力之差取出并通过液体压力传递管2传递到补偿器3内的气－液介面（该介面在测试前已通过同储罐底部同一水平之零位校正泄压阀4调整而与罐底处同一水平），与此同时补偿器与显示器8间气体导压管5内封闭气体受到该压力作用而被压缩容积△V，（即气－液介面上升△h），形成气压P₁，在P₁作用下单管微压计贮液箱内色液被压入显示玻璃管内产生与储液容器内液高对应的色液柱，从而达到对罐内液位、液量显示的目的。

显示色液柱与储罐内液高的对应关系，可由下述公式准确计算列表：

L＝LxYc／Yi＋△h…  …（1）

补偿器为圆柱体时，△h可由下面方程组解出列表。

Vi＝V_oP_o／［P_o＋（YiL－Yi△h）］… …（2）

Vi＝V_o－πD²△h／4＋πdp²（L－△h）Yi／4Yc… …（3）

式中Lx－－显示玻璃管内色液柱高

Yc－－色液重度

Yi－－储罐内液体重度

△h－－补偿器内气－液介面在储罐内液高L下上升值

Vi－－罐内液高L下封闭气体容积

V_o－－罐内液高L为零时封闭气体容积

P_o－－大气压

D－－补偿器内径

dp－－显示玻璃管内径

P_o＋（YiL－Yi△h）－－封闭气体内压

πD²△h／4－－储罐液高L下补偿器内空气柱容积缩小量

πdp²（L－△h）Yi／4Yc－－储罐内液高L下显示色液柱引起的附加容积

由L与Lx的对应关系，不难确定储罐内储液量数值，此值标定在显示刻度尺上，可直接读出容器内储液量的数值。

本实用新型的补偿器如图4是一个内部横截面远远大于气体导压管横截面的中空容器，其作用是以其中气－液介面的微量变化，补偿封闭气体随外界气温的变化量，从而提高显示精度；利用零位调整补偿器将液体静压转变为气体静压，并在储罐外将储液隔断而达到间接显示目的。

本实用新型的误差就是封闭气体在当地大气压下的初始容积V_o的变化量△V所代来的；设△V₁为封闭空气在液高L下的压缩量，△V₂为封闭空气随外界气温变化而引起的胀缩量，△V₃为色液被挤入显示玻璃管后而附加的容积变化，其中△V₁和△V₃是与L密切相关的两个量，它们都与L成正比关系，能够预先在显示刻度中考虑进去得到校正；而△V₂则是与L无关而随时变化的量，因此△V₂引起的补偿器内气－液介面的起落值就是显示器产生的绝对误差，不难看出，△V₂与补偿器横截面积的比值就是该绝对误差。知道封闭气体在当地大气压下的初始容积V_o，当地气温变化范围，即可知道△V₂的最大值△V_2max，根据精度要求预先规定δ，则只要满足：4Lim△V₂max／D²≤δ，即可确定补偿器横截面的直径D。

显示器安装位置可远离储液容积，当距离太远时，可在其间接安装多个补偿器，实现多次气－液转换，以减少误差，但应保证零位校正泄压阀安装与罐底处于同一水平。显示***工作正常与否可通过零位校正泄压阀随时检查校正，方便易行。

参见图1及图2，单管微压计上部有一个密封性极好的三通，直通部分***敏感元件12；旁通连接防爆隔离器后由背压管与储液罐顶部呼吸阀连接，防爆隔离器实际上是一个带有薄质气囊的中空容器，其作用是将储罐内储液的蒸汽压传递到单管微压计上端起平衡作用，同时又将储液蒸气阻断，以防止其向玻璃管内扩散，确保报警功能的安全性和防止显示液体蒸发损失。实际上敏感元件12不过是两个带有简单电路的电接头，当显示玻璃管内液柱上升接触到电接头时，电路就导通，电路中的指示灯或电铃即报警，将电接头安置在相应于储液罐最大容量的色液柱高度处，即可达到超量报警的目的，此时与指示灯或电铃并联的电磁阀16通电即将气动控制阀18的气源切断，气动阀关闭则切断供液而使储液不从罐中溢出，既减少浪费又避免了火灾隐患。同理，当将可上下移动的电接头移至所需一定容量所对应的色液柱高度处，即可达到对储液自动限量的目的。如上所述，防爆隔离器可靠地保证了报警电路运用在显示装置内的安全可靠性，另外，由于自动限量控制采用气动控制，保证了易燃易爆液体储存的安全。

远程式液位、液量显示报警器可装设在与储液容器不同地点，不同平面以利于观察，但补偿器安装必须尽量保证零位调整泄压阀与储罐底部处于同一水平，体系中所有接头应密封优良，不得漏气，对未装呼吸阀的开启式储液罐，可不安装背压管。

现以一实施例说明本实用新型的精度。

如：某80M₃卧式标准油罐，直径D₁为2.54m，长15.62m用以贮汽油（实际容积为79.15m³）；液位显示器装设于储罐相距40m处，已知液压传导管长45m；气压传导管采用10×2无缝钢管长10m，补偿器内径D₂为120mm，零位时补偿器内空气柱高30mm，该地夏季最高气温316.15°K，冬季最低温度为263.15°K。

该地平均气温Tp为：

Tp＝（316.15＋263.15）／2＝289.65°K

△Tmax＝316.15－259.65＝26.5°K

设Tp时封闭气体容积为基准V_o

V_o＝Vb＋Vt

＝0.03×π×0.06²＋10×π×0.003²

＝0.000622m³

上式中Vb为补偿器内空气柱容积，Vt为气压传导管内空气容积，

根据气体状态方程：

V₁／V₂＝T₁／₂

有夏季最高气温时Vx为：

Vx＝V_o·Tx／Tp

＝0.000622×316.15÷289.65

＝0.000679m³

封闭气体容积随温度的变化量△V₂为：

△V₂＝Vx－V_o

＝0.000679－0.000622

＝0.000057m³

补偿器内气－液介面因受热升高值△h₂为：

△h₂＝4△V₂／πD² ₂

＝4×0.000057／（π×0.12²）

＝0.005m

满足负荷时液位高度相对误差Φ为：

Φ＝（△h₂／D₁）×100％

＝0.005÷2.54×100％

＝0.197％

根据显示刻度工液量标定依据，可知当罐内贮液量正好为1／2Q。时其误差为最大值△V₂max，其值为：

△V₂max＝储罐内液面表面积×因温度引起起的补偿器气－液介面起落值

＝2.54×15.62×0.005

＝0.198m³

此时相对误差Φv为：

Φ_V＝（△V₂max／Q）×100％

＝（2×0.198／79.15）×100％

＝0.5％

可见最大误差为0.5％，即精确度可达99.5％以上。

综上所述，本实用新型不仅显示精度高，安全可靠，而且不受距离和地势的限制，不受储罐内是否已装液体的限制，能自动限量并报警，显示直观。所用零部件加工精度要求不高，安装方便，适用于各种类型的储液容器，可储存显示包括易燃易爆液体的各种液体。

Claims (4)

1、一种用于液体储存容器的液位或液量显示计量装置，由压力取样阀1，液压传递管2，气体导压管5，单管微压计8等组成，其特征在于：在储罐与单管微压计之间，至少有一个带零位校正泄压阀4的补偿器3。

2、根据权利要求1所述的显示计量装置，其特征在于单管微压计与储罐的呼吸阀之间有一个防爆隔离器9。

3、根据权利要求1或2所述的显示计量装置，其特征在于，在单管微压计内相应于极限容量的计量显示点接入连有警铃或指示灯的电接头。

4、根据权利要求1或2所述的显示计量装置，其特征在于：在单管微压计内接入可上下移动的且连有电动阀及气动控制阀的电接头。

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