专利名称：用于加油站或油库油气回收处理的膜式冷凝油气液化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于加油站或油库油气(汽油蒸气和空气的混合物， 以下简称油气)回收处理的膜式冷凝油气液化装置。
背景技术：
随着经济的快速发展，汽车的普及率也越来越高，为了方便汽车加油，各 石油、石化公司不仅在交通要道两侧建立了众多加油站，在一些城镇办公场所 和生活社区周围也建立了不少的加油站，由于目前国内的加油站或油库很少安 装油气回收系统，不仅普遍存在油气污染现象，同时也存在着诸多的危害性。 特别是在油库向油罐车发油时，或在油罐车向加油站地下储油罐卸油和加油机
给汽车加油时，均会有大量的油气排放到大气中(油气挥发量可达3%。左右， 仅以中国2005年的汽油销售量1亿吨为例，因油气挥发产生的浪费即达30万 吨汽油)，这些排放到大气中的油气，不仅会形成光化学烟雾，严重污染环境， 破坏大自然生态，同时也会影响到加油工人的身体健康。另外，排放到加油站 区域中的油气也是引起火灾和爆炸的最大安全隐患。
发明内容
本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的问题而提供一种适用 于加油站或油库油气回收处理的膜式冷凝油气液化装置。该装置通过控制油站 地下储罐或油罐车内的油气压力，用压縮机抽取多余的油气进行压縮，然后进 行冷凝和膜分离处理，将冷凝的液体汽油和浓縮的过饱和油气回收到油罐中， 同时，将符合排放要求的空气排放到大气中。
本实用新型的适用于加油站或油库油气回收处理的膜式冷凝油气液化装置 包括压力传感器、压缩机组、冷凝器、气液分离器、膜组总成、真空泵、管路
系统和电器控制系统；所述压縮机组的油气进口通过管路与加油站或油库的油
气源相连(油气源可以是来自加油时产生的回收油气、加油站的储油罐或油库 装油的油罐车产生的油气)，压縮机组的油气出口通过管路依次与冷凝器、气液 分离器相连，气液分离器的液体排放口与连通储油罐的油气回收管路连接，气 液分离器的油气排放口通过管路与膜组总成相连，膜组总成的清洁空气释放管 口与大气相连通，膜组总成的高浓度油气回收管口通过真空泵接入连通储油罐
的油气回收管路，所述压力传感器包括油罐正压传感器swo、油罐负压传感器
SW1、压縮机正压传感器SN2，真空泵负压传感器SN3，其中油罐正压传感器SWO、 油罐负压传感器SW1设置在连通储油罐与压縮机的管路间，压縮机正压传感器 SN2设置在连通冷凝器与气液分离器的管路间，真空泵负压传感器SN3设置在 膜组总成与真空泵的管路间，尾气浓度检测传感器SN4设置在清洁空气释放管 口处。
本实用新型中所述电器控制系统包括电源盒内的开关电源和本安防爆电 源、控制键盘、显示模块、主控板上CPU模块和信号隔离电路模块、转换板、 以及排放传感器总成SN4、油罐正压传感器SWO、油罐负压传感器SW1、压缩机 正压传感器SN2，真空泵负压传感器SN3、防暴接线盒内的电机控制回路和电磁 阀驱动板；其中CPU模块采用78E58单片机，控制键盘信号输出接口通过10 总线接入CPU模块的相应输入接口，以及排放传感器CPU采用低功耗 MSP430F157单片机，所有压力传感器均为干触点信号，两路隔离本安防爆电源 分别接入CPU模块和信号隔离电路模块，隔离电路分别与键盘信号和转换板相 连接，转换板通过接线电缆分别与传感器、电机控制回路，电磁阀驱动板相连 接。
由于本实用新型的装置是在易燃易爆环境中使用，因此，压縮机、真空泵 等均采用防爆产品，电控系统采用本安和隔爆两种方式。 本实用新型的工作原理如下
(1) 当储罐的气压升高达到设定值时，SWO压力传感器发出信号，系统自 动运行；
(2) 压缩机组从储罐抽取汽油蒸气和空气的混合物，混合气体被浓縮同时 引起温度升高；
(3) 被浓縮的气体经冷凝器冷却达到环境温度，超饱和的混合气体在冷却
时凝结成液体汽油，液体汽油经分离器从混合气体中除去，贮存在分离器内，
最后返回储罐；
(4) 剩余的混合气体进入膜组件。膜材料有两面， 一面为压力侧(供给面)， 另一面为真空侧(透过面)。当烃分子沿着膜压力侧经过时，它们被吸引并且对 膜材^4有亲合力。通过溶解、扩散渗透到真空侧，透过的超饱和的汽油蒸气在真 空泵的作用下返回储罐的过程中部分凝结为液体汽油。在压力侧，空气分子被膜 表面抵制，因而继续前进直到作为清洁空气从控制系统排入大气。
(5) 压力侧与真空侧的压力差，是烃分子从膜材料穿过时的驱动力。膜分 离的原理被称为选择性渗透。膜允许烃分子容易地通过，而空气分子(氧和氮) 很少可透过而被排向大气。
(6) 随着空气不断排向大气，储罐中压力逐渐减小。当储罐中的压力低于 预先设定的水平，SW1压力传感器发出信号，系统自动停止并且处于等待压力再 次升高的模式。这时分离器下的排液阀自动开启，分离器中贮存的液体汽油被释 放到地下储罐。
(7) 当储罐的气压升高达到设定值时，SWO压力传感器再次发出信号，系 统自动重复上述过程。
本实用新型的有益效果如下
a、 采用了压縮、冷凝技术和先进的膜分离技术的组合，占地面积小，运 行成本低；
b、 膜分离过程和冷凝过程共用一套压縮系统，以膜分离作为有机蒸气与空 气分离的先进方法，以冷凝过程作为膜分离的前道工序，既可以收到液体汽油， 又可以减少膜的工作负荷，从而减少膜面积，提高膜寿命；
C、自动实现油罐压力的微量波动动态管理；
d、 自动有效地回收液体汽油和高浓度油气；
e、 自动监控分离排放清洁空气；
f、 油气的回收具有投资回报效果；
g、 中文控制界面，使用符合中国人的习惯。
图1是本实用新型的原理结构图。
图2是本实用新型的主视图。 图3是图2的左视图。
图2图3中序号l底座，2接地标志，3减振器，4VCV真空泵，5油罐 负压传感器SW1， 6油罐正压传感器SW0， 7急停按钮，8键盘总成，9铰链，10 VCP—2压縮机，11机架，12真空泵负压传感器SN3， 13 VCP—1压縮机，14 风扇，15三通接头，17铭牌，18八孔防爆接线盒，19十二孔防爆接线盒，20 膜组总成，21尾气浓度检测传感器SN4(排放传感器)，22单向阀，23节流阀， 24压縮机正压传感器SN2， 25冷凝器总成，26不锈钢气液管，27气液分离器， 28隔爆型二通电磁阀，29阻火器，30不锈钢进气管，31不锈钢排气管，32不 锈钢回油管。
图4是本实用新型的电器控制系统框图。
图5是本安电源电路原理图。
图6是电磁阀驱动电路原理图。
具体实施方式
本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述
如图1所示，本实用新型的适用于加油站或油库油气回收处理的膜式冷凝 油气液化装置包括压力传感器、压縮机组、冷凝器、气液分离器、膜组总成、 真空泵、管路系统和电器控制系统；所述压縮机的油气进口通过管路与加油站 或油库的油气源相连，压縮机的油气出口通过管路依次与冷凝器、气液分离器 相连，气液分离器的液体排放口与连通储油罐的油气回收管路连接，气液分离 器的油气排放口通过管路与膜组总成相连，膜组总成的清洁空气释放管口与大 气相连通，膜组总成的高浓度油气回收管口通过真空泵接入连通储油罐的油气 回收管路，所述压力传感器包括油罐正压传感器SWO、油罐负压传感器SW1、压 縮机正压传感器SN2，真空泵负压传感器SN3，其中油罐正压传感器SWO、油罐 负压传感器SW1设置在连通储油罐与压縮机的管路间，压縮机正压传感器SN2 设置在连通冷凝器与气液分离器的管路间，真空泵负压传感器SN3设置在膜组 总成与真空泵的管路间，尾气浓度检测传感器SN4设置在清洁空气释放管口处。
更具体讲，本实用新型中的机架通过减振器安装在底座上，机架载负膜式 冷凝油气液化装置各主要部件，外壳为膜式冷凝油气液化装置的防护设备。所 有零部件的安装均为由标准件连接安装。
如图2、 3所示，三通接头15分别连接不锈钢进气管30、阻火器和油罐负 压传感器SW1 5，油罐正压传感器SWO 6;阻火器29经由气液管与压縮机组 (由VCP—120 — 1压縮机13和VCP—120 — 2压縮机10组成)的进口相连，压 縮机组的出口与冷凝器25进口相连，冷凝器出口与气液分离器27的进口相连， 气液分离器27的排油孔与隔爆二通电磁阀28的进口相连。隔爆二通电磁阀出 口由变径三通与排油管、VCV—220真空泵4的出口相连；气液分离器27的出 气孔经由三通管件与膜组总成(膜组件)20、压縮机正压传感器SN2 (也称为 进气口压力传感器)24相连，膜组总成(膜组件)20排气孔与单向阀22进口 相连，单向阀22出口通向节流阀23，经三通管件分别连接排放传感器SN4 21 和阻火器29，阻火器29通向排气管;膜组总成20出气孔由三通管件分别与VCV —220真空泵4的进口、真空泵负压传感器SN3 12相连。 气液流程
设备运行，油气经进气管、阻火器进入压縮机，压縮机将油气推入到冷凝 器，风扇叶对冷凝器进行散热。冷却的油气液化后由冷凝器出口进入到气液分 离器，在气液分离器内的油气部份被真空泵抽到膜组总成内进行油气分离，分 离后的高浓度油气再由真空泵抽送到回油管进入油罐，分离后的干净空气经排 气管排入大气中。设备停止，隔爆二通电磁阀打开，贮液罐里的油液经回油管 进入油罐。
如图4所示，本实用新型中所述的所述电器控制系统包括电源盒内的开关 电源和本安防爆电源、控制键盘、显示模块、主控板上CPU模块和信号隔离电 路模块、转换板、以及排放传感器总成SN4、油罐正压传感器SWO、油罐负压传 感器SW1、压縮机正压传感器SN2，真空泵负压传感器SN3、防暴接线盒内的电 机控制回路和电磁阀驱动板；其中CPU模块采用78E58单片机，控制键盘信号 输出接口通过10总线接入CPU模块的相应输入接口 ，以及排放传感器CPU采用 低功耗MSP430F157单片机，所有压力传感器均为干触点信号，两路隔离本安防
爆电源分别接入CPU模块和信号隔离电路模块，隔离电路分别与键盘信号和转
换板相连接，转换板通过接线电缆分别与传感器、电机控制回路，电磁阀驱动 板相连接。
本实用新型中所述主控板的供电电源分成两路，把主板CPU与外围键盘信
号、传感器输入信号、控制输出信号隔离开，控制键盘信号经过光偶隔离后通
过IO总线接入CPU模块的相应接口，根据不同的键值生成相应命令，完成对设 备上电器的控制和相应数据的査询；显示部分直接接入CPU的10引脚上，实现 人性化的操作界面；排放传感器CPU采用低功耗MSP430F157单片机，其信号输 出通过主板上的光偶接入78E58的10引脚上，当出现排放尾气出现异常时排放 传感器会相应电平告知主板CPU，主板CPU发出停机命令并记录故障信息；所 有压力传感器均为干触点信号，都通过光偶隔离后接入主板CPU的相应引脚， 主板CPU时刻监视各个压力传感器的信号，根据信号的不同发出相应的控制命 令。
在电机控制系统回路中，从转换板来的小信号接固态继电器的弱电端，其 输出强电端和控制电机的继电器相串联，完成对防暴电机的控制。
在防爆电源盒内(如图5所示)，开关电源将AC220V电压转换为两路隔离 的DC12V， DC12V经过本安电源板输出隔离的DC5V，为主板和油气传感器提供 电源。其中R1、 R4组成2路限流电路，Dl-D4组成限压电路。
在电磁阀驱动板中(如图6所示)，共有3路驱动，在此只用1路。Rl、 Cl， R2、 C2和R3、 C3分别组成3路吸收回路，来保护电路，提高系统运行的稳定 性。Fl是保险管防止主板短路电流过大；Tl、 T2、 T3继电器，让主板的弱信号 控制强电信号。
权利要求1、一种适用于加油站或油库油气回收处理的膜式冷凝油气液化装置，其特征在于该装置包括压力传感器、压缩机组、冷凝器、气液分离器、膜组总成、真空泵、管路系统和电器控制系统；所述压缩机组的油气进口通过管路与加油站或油库的油气源相连，压缩机组的油气出口通过管路依次与冷凝器、气液分离器相连，气液分离器的液体排放口与连通储油罐的油气回收管路连接，气液分离器的油气排放口通过管路与膜组总成相连，膜组总成的清洁空气释放管口与大气相连通，膜组总成的高浓度油气回收管口通过真空泵接入连通储油罐的油气回收管路，所述压力传感器包括油罐正压传感器SW0、油罐负压传感器SW1、压缩机正压传感器SN2，真空泵负压传感器SN3，其中油罐正压传感器SW0、油罐负压传感器SW1设置在连通储油罐与压缩机的管路间，压缩机正压传感器SN2设置在连通冷凝器与气液分离器的管路间，真空泵负压传感器SN3设置在膜组总成与真空泵的管路间，尾气浓度检测传感器SN4设置在清洁空气释放管口处。
2、 根据权利要求1所述的适用于加油站或油库油气回收处理的膜式冷凝油 气液化装置，其特征在于所述电器控制系统包括电源盒内的开关电源和本安 防爆电源、控制键盘、显示模块、主控板上CPU模块和信号隔离电路模块、转 换板、以及排放传感器总成SN4、油罐正压传感器SWO、油罐负压传感器SW1、 压縮机正压传感器SN2，真空泵负压传感器SN3、防暴接线盒内的电机控制回路 和电磁阀驱动板；其中CPU模块采用78E58单片机，控制键盘信号输出接口通 过10总线接入CPU模块的相应输入接口，以及排放传感器CPU采用低功耗 MSP430F157单片机，所有压力传感器均为干触点信号，两路隔离本安防爆电源 分别接入CPU模块和信号隔离电路模块，隔离电路分别与键盘信号和转换板相 连接，转换板通过接线电缆分别与传感器、电机控制回路，电磁阀驱动板相连 接。
专利摘要一种适用于加油站或油库油气回收处理的膜式冷凝油气液化装置，它包括压力传感器、压缩机组、冷凝器、气液分离器、膜组总成、真空泵、管路系统和电器控制系统；所述压缩机组的油气进口通过管路与加油站或油库的油气源相连，压缩机组的油气出口通过管路依次与冷凝器、气液分离器相连，气液分离器的液体排放口与连通储油罐的油气回收管路连接，气液分离器的油气排放口通过管路与膜组总成相连，膜组总成的清洁空气释放管口与大气相连通，膜组总成的高浓度油气回收管口通过真空泵接入连通储油罐的油气回收管路，所述压力传感器SW0、SW1设置在储油罐与压缩机的管路间，压传感器SN2设置在冷凝器与气液分离器的管路间，压力传感器SN3设置在膜组总成与真空泵的管路间。
文档编号B67D7/76GK201010519SQ20072008959
公开日2008年1月23日 申请日期2007年3月1日 优先权日2007年3月1日
发明者吴现林, 孙笑飞, 王国良, 王德东, 明 黄 申请人:郑州永邦电气有限公司