专利名称：油罐自动脱水阀门的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油罐脱水的自动阀门。
在油品储运和石油化工生产过程中，现有的油罐脱水技术通常采用如下两种方式一种是人工方法定期开启油罐下部的脱水阀门脱水，这种方法操作简单，投资少，但由于油水不易分辨，脱水时间掌握不准等人为原因，不可避免会造成油品带水或跑油事故；另一种方法是采用油水介面变送器、二次控制仪表以及调节阀等部件组成自动脱水系统。其工作原理是油水介面变送器将油罐内油水介面高度转换成电信号，并将其送至二次控制仪表，使二次控制仪表输出调节信号去控制安装在脱水管道上的调节阀的开度，来维持罐内油水介面高度不变。组成该系统可用“威海仪表厂”生产的《DBJ－1型油水介面变送器》、《DBJ－1型油水介面显示控制仪》和“潍坊华光电子信息产业集团公司仪表厂”生产的《DBJ－1型油水介面检测仪》。由于该系统是采用控制油水介面的方法进行脱水，所以油罐底部始终存有一定量的水，而且系统组成复杂，需提供专用电源和气源，投资费用高，安装、维护工作量大。
本实用新型的任务是要提供一种专用阀门，它不但结构简单，安装维护简便，而且能安全有效地实现油罐的自动脱水。
本实用新型的任务是以如下方式完成的把无差压二通式隔爆电磁阀主体做为执行器，在其入口做成有一定长度且与水平方向有一仰角的直管一油水分离室，在防爆外壳内设置一个能使执行器可靠动作的电子控制器，其检测桥路一桥臂电阻与设在油水分离室内的检测电极并接，形成集检测、控制、执行功能于一身的单体装置。水含有一定杂质，其导电电阻小于9KΩ，而油品的导电电阻为无穷大，所以检测电极接触水和油(或油水混合物)时发出的电阻信号是不同的。本实用新型安装在油罐底部的向下倾斜10°的脱水管道上。当需要脱水时(即检测电极接触的介质为水)，电极将提供一个小于9KΩ的电阻信号，使电子控制器的检测桥路失去平衡而输出有一定幅值的脉冲电压(桥路电源由脉冲发生器提供)，此电压信号经变压器耦合进行电压放大和整流而转换成直流电压信号，它使电平鉴别电路发生翻转，并输出一低电平信号，这个低电平信号使延时控制电路处于延时状态，经数小时延时后(可根据生产需要人为设定时间)，延时器输出从低电平变为高电平，继电器得电动作，为双向可控硅控制极提供触发电流，执行器电源接通，阀门开启，油罐处于脱水状态。当油水介面高度下降到脱水出口时，将有少量的油开始随水进入阀门入口的油水分离室，检测电极接触到油水混合物后，它给检测桥路提供一个阻值大于9KΩ的电阻信号，桥路输出不平衡脉冲电压的幅值将减小，这个减小的脉冲电压信号经变压器耦合放大和整流后的直流电压值，低于电平鉴别电路的触发电压，使电平鉴别电路再次翻转而恢复到原状态，其输出为一高电平信号，这个高电平信号使延时器的输出由高电平变为低电平，继电器失电，双向可控硅控制极触发电流被切断，使电源停止向执行器供电，阀门关闭，即完成第一个脱水过程。此时，油水分离室内的介质为静止的油水混合物，因油水重度不同，且油水分离室和脱水管道均有一向上的仰角，所以油将迅速上升回至脱水管道或油罐内，使检测电极又与水接触，这样各部分电路又恢复到原需要脱水时的工作状态，延时控制电路又开始延时，油罐处于自然沉降状态，待数小时后，即延时结束，电子控制器又使执行器电源接通，阀门再度开启，油罐又一次处于脱水状态，即第二个脱水过程开始。如此循环直至将罐内的水脱净为止。
本实用新型替代了一个复杂的自动脱水系统，其结构简单，脱水彻底，安装维护简便，制造成本仅略高于普通的无差压二通式隔爆电磁阀；而与人工方法脱水相比，它避免了油品带水和跑油事故的发生，从而提高了油品质量，降低了生产损耗，并有利于环境保护和安全生产。
以下将结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
附
图1表明本实用新型的外形及内部结构。
附图2表明附
图1中检测电极组件(5)的外形及内部结构。
附图3是电子控制器原理电路图。
参照附
图1，图中左侧未剖部分(1)为无差压二通式隔爆电磁阀主体，即本实用新型的执行器，在其入口做成与水平方向有45°仰角的直管一油水分离室(6)，长度为入口直径的2.5至3倍，入口法兰(14)之轴线与水平方向成10°夹角，使其正好与脱水管道对接。在靠近油水分离室(6)的下端设置检测电极组件(5)，电极检测端(7)与油水分离室(6)的下端距离为入口直径的1至1.5倍。这样的结构可保证在第一个脱水过程结束后，油能迅速脱离电极检测端(7)，为下一个脱水过程做准备。为使电极检测端(7)检测灵敏有效，检测电极组件(5)下端面和油水分离室(6)内壁不允许有明显的凸凹不平之处；检测电极组件(5)由定位槽(2)定位，使其下端面与油水分离室(6)之内壁在同一曲面上。为保证本实用新型的隔爆性能，检测电极组件(5)由防松金属垫圈(3)、密封垫片(4)和下端设有螺塞的电极引线管(8)密封固定。密封垫片(4)用紫铜板做成，厚度为2mm，宽度为8mm；螺塞的螺纹精度为3级，螺距为0.7mm，拧入深度为12.5mm，啮合扣数不小于6。引线管(8)在穿过底托板(9)处采用压紧螺母式密封结构。它由密封圈(10)、金属垫片(11)、防松金属垫圈(12)和压紧螺母(13)构成。密封圈(10)采用邵氏硬度为45度的橡胶制做，厚度为10mm，宽度为4mm。电子控制器线路板(17)、接线端子排(18)、电源变压器(19)设在隔爆外壳(20)内，均固定在隔板(16)上。隔板(16)用厚度为2mm的钢板制做，固定在执行器电磁线圈(45)上部和底托板(9)上，它同时起到隔离屏闭执行器电磁线圈(45)的作用。为方便维修，电极引线(21)、外引导线(22)及其他内部连线均接于接线端子排(18)上，再由它引出分接到电源变压器(19)、电子控制器线路板(17)和执行器电磁线圈(45)上，其接线柱采用碗式垫圈压紧导线。电源线及远距离控制线由隔爆接线盒(25)引入，接线盒(25)与隔爆外壳(20)的连接采用隔爆结构，它由接线板(23)和接线柱(24)构成。本实用新型使用环境属爆炸危险场所2区，防爆等级应为dIIAT6，所以本实用新型外壳、紧固件、按线盒、电缆引入装置等部件的制造加工和装配按GB3836.1－83《爆炸性环境用防爆电器设备通用要求》、GB3836.2－83《爆炸性环境防爆电器设备隔爆型电器设备“d”》要求进行。在隔爆外壳(20)上部设凸纹标志“Ex”和“断电源后开盖”警告牌。检测电极组件(5)由附图2给出，它由外壳(26)，绝缘填料(27)、检测电极(28)、电极引线(29)和定位键(30)组成。外壳(26)和检测电极(28)用耐腐蚀的不钢锈制成，以保证电极良好的导电性能。绝缘填料(27)用绝缘性能良好的环氧树脂灌注。两电极(28)之直径均为3mm，埋入绝缘填料(27)部分的中心距离为6mm。为减小油水在电极间的表面张力，防止电极的误检测，电极检测端(7)做成如下形式长度是5mm，端部为球形，两者均垂直于检测电极组件(5)下端面的直线方向，它们之间有30°夹角，表面粗糙度为 。电子控制器由脉冲发生器、检测桥路、电压放大、整流、电平鉴别、延时控制和电源电路构成。为防止检测电极在水中产生极化现象，电阻(32)(34)组成的检测桥路的电源由时基电路(31)及外部元件组成的脉冲发生器提供，频率为1KHz。检测电极接线端子(33)跨接于一桥臂电阻(34)两端。因检测电极直接与可燃易爆的油品接触，所以送往检测电极的电流电压及能量必须限制在安全范围之内。为此，脉冲发生器采用电压较低的6V电源供电，桥臂电阻(32)阻值选用43KΩ，电阻(34)选用5KΩ左右。耦合变压器(35)用D310型硅钢片(也可用铁氧体)绕制，铁芯截面为8×10mm2，导线用0.1mm漆包线，初次级线圈均为1200匝。电压放大电路由运算放大器(37)及外围元件组成，在无信号输入时，调整电位器(36)使运算放大器(37)输入脚“3”与“2”同电平。电平鉴别电路是由三极管(38)和(39)构成的施密特触发器，其触发电压为4V。延时控制电路由三极管(41)、时基电路(43)、继电器(44)、可控硅(46)及阻容器件组成，(44)为小型6V继电器，触点容量大于50mA，双向可控硅(46)根据执行器电磁线圈(45)所耗功率大小进行选择，调整电位器(42)的阻值可改变其延时时间。电源电路提供±6V电源，电源变压器(40)初级电压为220V，次级电压为2×8V。功率是5W。电路调试时，把检测电极接线端子(33)两端接一阻值为15KΩ的可变电阻做为信号源，当电阻值小于9KΩ时，三极管(38)集电极电压为－2.7V左右(此电路由±6V电源供电)，三极管(41)可靠截止，其发射极电压有缓慢下降趋势；当阻值大于9KΩ时，三极管(38)集电极电压接近6V，三极管(41)深度饱合，其发射极电压始终保持不变。若电路的这种变化不是发生在9KΩ时，可调整桥臂电阻(34)的阻值或电平鉴别电路的触发电压值。工作状态显示发光二极管(47)，熔断器(48)、(49)以及自动手动切换开关(50)设置在远离油罐现场的值班室内，值班员可随时观察到本实用新型的工作状态，并可进行室内手动脱水。
权利要求1.一个油罐自动脱水阀门，替代了目前由油水介面变送器、二次控制仪表及调节阀等部件组成的油罐自动脱水系统，其特征是用无差压二通式隔爆电磁阀主体做为执行器(1)，其入口设有一个油水分离室(6)，在防爆外壳(20)内设置一个能使执行器(1)可靠动作的电子控制器，其检测桥路一桥臂电阻(34)两端与设在油水分离室(6)内的检测电极(28)并接，形成集检测、控制、执行功能于一身的单体装置。
2.根据权利要求1所述的油罐自动脱水阀门，其特征是油水分离室(6)做成与水平方向有45°仰角、长度为入口直径的2.5至3倍的直管。
3.根据权利要求1和2所述的油罐自动脱水阀门，其特征是检测电极(28)的检测端(7)与油水分离室(6)的下端距离为入口直径的1至1.5倍。
4.根据权利要求1或3所述的油罐自动脱水阀门，其特征是检测电极(28)用直径为3mm的不锈钢做成。
5.根据权利要求1所述的油罐自动脱水阀门，其特征是a、检测桥路的电源由时基电路(31)及外部元件构成的脉冲发生器提供，其工作频率为1KHz，b、检测电极(28)提供9KΩ电阻做为电子控制器两种工作状态的分界信号。
专利摘要本实用新型提供了一种专门用于油罐脱水的自动阀门。它解决了由人工脱水而造成的油品带水和跑油问题；避免了采用自动控制系统脱水所固有的系统组成复杂、造价高、安装维护工作最大的弊端，其特点是采用无差压二通式隔爆电磁阀主体做为执行器，与检测电极组件、油水分离室以及电子控制器进行合理组合，形成集检测、控制、执行功能于一身的单体装置，安装于油罐脱水管道上，自动将罐内水脱净，并可实现远距离手动脱水与工作状态显示。
文档编号F16K31/06GK2205899SQ93241869
公开日1995年8月23日 申请日期1993年10月10日 优先权日1993年10月10日
发明者柏文心 申请人:柏文心