59] 第二密封活塞受力情况：F2+f2= F 2N+M2g，其中匕为杠杆对第二密封活塞的作用 力，即：F2= F2N+M2g-f2
[0060] = P2NS2+M2g-f2
[0061] 第二作用点受力情况：Fa2= -F' a2= m2g+F2
[0062] = m2g+P2NS2+M2g-f2
[0063] = (M2+m2) g+P2NS2-f2
[0064] 由杜杆原理：Fa1L1= Fa 2L2，可得：
[0065] [ (M^m1) g+P^Si+fi-K ( x - x ^ ] L1= [ (M 2+m2) g+P2NS2-f2] L2 公式④
[0066] 刚开始进气阶段，气体未流到第二活塞上，P2n= 0
[0067] 从而可得：[(MAm1) g+P^+ffEX X - X !) ]L!= [ (M 2+m2) g_f2]L2
[0068] 简化得 A+ (L2A1) f2= [ (L VL1) (M2+m2) - (MAm1) ] g-P^+K ( x - x !)
[0069] 要求 f\> 0, f2> 0
[0070] 假设：f\> f2> 0,则有：f J(VL1) f2> [1+(L A1Uf2S 0 [0071 ]即：[(L2A1) (M2+m2) - (MJm1) ] g-PA+K ( x - x !) > 0，公式⑤
[0072] 即：{[ (VL1) (M2+m2) - (MJm1) ] g+K ( x - x D } /S1 > P N 公式⑥
[0073] 假设：f2> f\> 0,则有：f^+OVUf^〉[l+OVU^〉0，
[0074] 同样可得：[(L2ZL1) (M2+m2)- (Mjm1) ] g-P^+K ( x - x D〉0,即
[0075] {[ (VL1) (M2+m2) - (MJm1) ] g+K ( x - x D } /S1 > P N 公式⑥
[0076] 假设：f1= f2> 〇,则有：
[0077] (!+L2A1K1= (!+L2A1K2= [(L2A1) (MJm2)-(MJm1) Jg-PA+lU X-X1) > O
[0078] 同样可得：{[ (L2A1) (M2+m2) - (MJm1) ] g+K (X-X1)VS1SPn
[0079] 因此，要满足匕> 0，f 2> 0,只需要做到：
[0080] {[ (L2A1) (M2+m2) - (MJm1) ] g+K ( x - x D } /S1 > P N 公式⑥
[0081] 而在通气稳定后，由于第二活塞上再增加了一个P2nS2= PnS2的压力，即：
[0082] [ (!!^+M1) g+P^+ffR ( X - X D ] L1 = [ (M 2+m2) g+PNS2-f2] L2
[0083] 得：
[0084] fi+ (L2ZL1) f2= [ (L 2/Li) (M2+m2) - (M^m1) ] g-PNS!+K ( x - x j) + (L2ZL1) PnS2
[0085] ^ [ (L2ZL1) (M2+Iii2)- (M^m1) ] g-PnS^K ( x - x :) > O
[0086] 通过上述计算，只要设计满足条件：
[0087] [ (L2ZL1) (M2+m2)_ (M^m1) ] g+K (X-X1) > PnS1
[0088] 即：{[ (L2A1) (M2+m2) - (MJm1) ] g+K ( x - x D } /S1 > P N 公式⑦
[0089] 由于PN_= 1700Pa > P N，公式⑦左边只要比PN_大即可满足我们要求，保证进 入该装置的NG天然气气体只会通过低压燃气出口流出。
[0090] 即满足条件：UOVL1) (MJm2)-(MJm1) ]g+K( X-X1MziS1S 1700 即可。
[0091] 如图3所示则为LPG燃气气路受力分析图。
[0092] 下面分别分析各个作用点的受力情况，对于第一作用点10 :即第一活塞杆和杠杆 相连接处：
[0093] L1为动力臂，L2为阻力臂。
[0094] 在通LPG燃气时，&为第二密封胶垫43对第二密封活塞的挤压力，此时第一活塞 完全离开密封胶垫，〇,在后续推演中不再考虑。
[0095] Ρ2?分别为第一活塞和第二活塞上的气体压强，在通气初始：P m= P μ Ρ2?= 0， 稳定后：Ρκ= Pa= Pr
[0096] 弹簧长度为x 2。
[0097] 弹簧弹力：F' = KX = K( X - X 2) 公式⑴
[0098] 第一密封活塞受力情况A+F' = F1L+Mlg即：
[0099] F1= F !^Mlg-Fi = PilS^Mis-K ( x - x 2)公式⑵
[0100]第一作用点 1〇 受力情况：Fa1= -F' a m lg+Fi
[0101] = (Mi+m^g+PiA-KCx-Xz)公式⑶
[0102] 第二密封活塞受力情况：F2+F2L= M 2g+f2
[0103] BP ：F2= M2g+f2-F2L= M2g+f2-P2LS2
[0104] 第二作用点 11 受力情况：Fa2= -F' a 2= m 2g+F2= (M 2+m2) g+f2-P2LS2
[0105] 由杜杆原理：Fa1L1= Fa 2L2，可得：
[0106] [ (Mfm1) g+P1LS「K ( x - x 2) ] L1 = [ (M 2+m2) g+f2-P2LS2] L2
[0107] 为了让LPG天然石油气从高压燃气出口流出，只要满足第二活塞空腔上端的第二 密封胶垫43对第二活塞的作用力f 2> 0，
[0108] 即：[(Mfm1) g+P1LS「K ( X - X 2) ] L1 > [ (M 2+m2) g-P2LS2] L2 公式⑷
[0109] PilS1+ (L2A1) P2LS2> [ (L ^L1) (M2+m2) - (Mfm1) ] g+K ( x - x 2)公式(5)
[0110] 通气稳定后，气体到达第二活塞，P1A= P A，PaS2= Pj2，有：
[0111] [ (VL1) (M2+m2) - (MJm1) ] g+K ( X - X 2) < Pl [S1+ (VL1) S2]公式(6)
[0112] 通气初始，气体未到第二活塞，P1A= P A，P2A= 〇,有：
[0113] [ (L2A1) (M2+m2) - (MJm1) ] g+K ( X - X 2) < PlS1 < P L [S1+ (L2A1) S2]
[0114] 由此可得，无论通气初始还是稳定后，只要满足式(6)，就可满足设计要求。而LPG 石油液化气一般工作压力均大于2700?&，式(6)中的？1^只要取最小值？^：!= 2700?&，那么式 (6)即可成立，即：
[0115] {[ (L2A1) (M2+m2) - (MJm1) ] g+K ( X - X 2)} / [S1+ (L2A1) S2] < 2700 公式(7)
[0116] 综合通NG和LPG气体的分析，有：
[0118] 简化可得：
[0119] HOOS1-K(X-X1) < [(L2A1) (MJm2)-(Mfm1) ]g < 2700^+(1^/1^) S2]-K( X-X2) 公式（9)
[0120] 即杠杆原理结构的燃气智能识别装置，只要满足公式（9)，就可以实现本发明所需 要的功能。当放大其中某部分参数时，可获得更稳定的选气性能。
[0121] 实施例二
[0122] 请参照图4,本发明的实施例二在实施例一的基础上对气体通路5做了进一步的 改进。为了避免在刚开始通LPG燃气时，气流瞬间作用在第二活塞上，阻碍第二活塞上升至 上方的第二密封胶垫处，对气体通路5进行了改进，将其形成曲折拐弯等结构以形成延时 气路，图5所示将气体通路5进行两次U形拐弯将原气体通路延长了两倍，同时还可以增大 一部分通路的截面积，以保证在第二活塞被抬起之前LPG高压燃气没有抵达第二活塞的位 置，从而确保第二活塞能被顺利抬起，高压气体能从下方的高压燃气出口排出。除了图4所 示的完全形状，延时气路也可以形成为弹簧状。
[0123] 如图5和图6所示分别为实施例二通入低压NG天然气和高压LPG液化石油气时 的气路图。
[0124] 综上所述，本发明提供的燃气识别装置利用杠杆原理，能够自动识别压力不同的 燃气，使其从相应的出口排出，避免因燃气错误导致设备故障。
[0125] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括 在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种燃气识别装置，包括一壳体，其特征在于：所述壳体包括一燃气入口、一低压燃 气出口和一高压燃气出口；壳体内包括一杜杆、第一活塞、第二活塞和一气体通路；所述第 一活塞通过第一拉杆与杠杆的第一端相连，且第一活塞下方设有一弹簧；所述第二活塞通 过第二连杆与杠杆的第二端相连；所述第一活塞位于所述燃气入口一侧，所述第二活塞位 于所述燃气出口一侧，且位于低压燃气出口和高压燃气出口之间。2. 根据权利要求1所述的燃气识别装置，其特征在于，所述气体通路为一弯曲的延时 气路。3. 根据权利要求1所述的燃气识别装置，其特征在于，所述第一活塞位于第一活塞空 腔内，所述第二活塞位于第二活塞空腔内。4. 根据权利要求3所述的燃气识别装置，其特征在于，所述第一活塞空腔的上端设有 第一开口，所述第一开口连接所述气体通路。5. 根据权利要求3所述的燃气识别装置，其特征在于，所述第二活塞空腔的上端设有 第二开口，下端设有第三开口，侧面设有第四开口，所述第二开口连接所述低压燃气出口， 所述第三开口连接所述高压燃气出口，所述第四开口连接所述气体通路。6. 根据权利要求1所述的燃气识别装置，其特征在于，当燃气入口输入低压燃气时，弹 簧保持最长状态，第一活塞处于高位，第二活塞处于低位，所述低压燃气从低压燃气出口排 出。7. 根据权利要求1所述的燃气识别装置，其特征在于，当燃气入口输入高压燃气时，弹 簧受到压缩，第一活塞下降，第二活塞上升，所述高压燃气从高压燃气出口排出。8. 根据权利要求6所述的燃气识别装置，其特征在于，所述低压燃气是NG天然气。9. 根据权利要求7所述的燃气识别装置，其特征在于，所述高压燃气是LPG液化石油 气。
【专利摘要】本发明公开了一种燃气识别装置，包括一壳体，所述壳体包括一燃气入口、一低压燃气出口和一高压燃气出口；壳体内包括一杠杆、第一活塞、第二活塞和一气体通路；所述第一活塞通过第一拉杆与杠杆的第一端相连，且第一活塞下方连接一弹簧；所述第二活塞通过第二连杆与杠杆的第二端相连；所述第一活塞位于所述燃气入口一侧，所述第二活塞位于所述燃气出口一侧，且位于低压燃气出口和高压燃气出口之间。本发明利用杠杆连接两个活塞，不同压力下活塞位置不同，使得燃气从相应的出口排出，能够实现自动识别压力不同的燃气。
【IPC分类】F16K17/04, F16K31/122, F16K11/044
【公开号】CN105351565
【申请号】CN201510925589
【发明人】吴红梅
【申请人】吴红梅
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月11日