专利名称：一种浮子式液位控制阀及气液分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压力容器及液位控制阀，尤其是涉及一种用于气液分离器的浮子式液位控制阀及使用浮子式液位控制阀的气液分离器。
背景技术：
目前在压力容器，特别是气液分离器中使用的液位控制装置分为机械式和电磁式两种，对于易燃易爆液体一般采用机械式的液位控制装置，而机械式的液位自动控制装置多采用浮子阀结构，由浮球直接开/关液路进出口，在压容器内由于压力变化和结构设计的影响，这种结构经常会出现在关闭时关不严、打开时打不开的现象，无法有效地自动控制通断。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种无压干涉浮子式液位控制阀，用于气液分离时的液位控制，通过开关阀门可实现单排气、单排液及气液双排的功能，解决阀门在关闭时关不严、打开时打不开的技术问题。
为了更好地实现上述目的，本发明一种浮子式液位控制阀，其特点在于，包括浮子、阀杆、密封盖、外罩桶、内罩桶、隔离桶腔；所述阀杆为中空管，所述阀杆的封闭端与所述浮子连接，所述阀杆的开口端的侧壁上开有侧壁通孔；所述内罩桶与所述密封盖形成内罩桶腔，所述外罩桶的内壁与所述内罩桶的外壁之间形成隔层腔，所述外罩桶的底板与所述内罩桶的底板间形成隔离桶腔，所述隔离桶腔与所述隔层腔相通，所述外罩桶与内罩桶的底板上设有同轴孔，所述阀杆穿过所述同轴孔设置在所述隔离桶腔和内罩桶腔内，所述侧壁通孔随所述阀杆移动实现所述隔离桶腔与内罩桶腔之间的导通/隔断；所述隔层腔通过所述密封盖上的通道与出口相连，所述外罩桶与所述内罩桶上设置有封闭通道形成与所述内罩桶腔连通的入口。
上述的浮子式液位控制阀，其特点在于，在所述外罩桶底板的轴孔和/或所述内罩桶底板的同轴孔上还开设有放置密封圈的环形沟槽；所述所述阀杆中部外侧壁上开有设置密封圈的环形沟槽。
上述的浮子式液位控制阀，其特点在于，所述阀杆通过铰接部件与所述浮子连接。
上述的浮子式液位控制阀，其特点在于，所述阀杆依次通过铰接部件和连杆与所述浮子连接。
上述的浮子式液位控制阀，其特点在于，还包括一限位垫，所述限位垫设置在所述阀杆封闭端外侧壁上。
上述的浮子式液位控制阀，其特点在于，所述铰接部件设置在所述连杆的中间，所述连杆的一端铰接在固定杆上，所述连杆的另一端连接所述浮子的一端，所述浮子的另一端安装在一固定导轨上。
上述的浮子式液位控制阀，其特点在于，所述连杆通过CRJ快速连接接头与所述浮子连接。
上述的浮子式液位控制阀，其特点在于，所述密封盖外侧还安装有一盖体，所述盖体与所述密封盖之间形成一空间，所述盖体中间设置所述出口，所述密封盖上的通道通过所述空间与所述出口连通。
上述的浮子式液位控制阀，其特点在于，所述侧壁通孔或所述密封盖上的通道为多个。
上述的浮子式液位控制阀，其特点在于，所述隔离桶腔通过多个通孔与所述隔层腔连通。
本实用新型还有一目的是提供一种采用浮子液位控制阀的气液分离器，其稳流效果好，便于气液分层和液位控制。
为此，本实用新型提供了一种气液分离器，包括带有进口和出口的罐体和安装在出口处的液位控制阀，其特点在于，所述液位控制阀又包括浮子、阀杆、密封盖、外罩桶、内罩桶、隔离桶腔；所述阀杆为中空管，所述阀杆的封闭端与所述浮子连接，所述阀杆的开口端的侧壁上开有侧壁通孔；所述内罩桶与所述密封盖形成内罩桶腔，所述外罩桶的内壁与所述内罩桶的外壁之间形成隔层腔，所述外罩桶的底板与所述内罩桶的底板间形成隔离桶腔，所述隔离桶腔与所述隔层腔相通，所述外罩桶与内罩桶的底板上设有同轴孔，所述阀杆穿过所述同轴孔设置在所述隔离桶腔和内罩桶腔内，所述侧壁通孔随所述阀杆移动实现所述隔离桶腔与内罩桶腔之间的导通/隔断；所述隔层腔通过所述密封盖上的通道与出口相连，所述外罩桶与所述内罩桶上设置有封闭通道形成与所述内罩桶腔连通的入口。
上述气液分离器，其特点在于，在所述外罩桶底板的轴孔或/和所述内罩桶底板的同轴孔上还开设有放置密封圈的环形沟槽；所述所述阀杆中部外侧壁上开有设置密封圈的环形沟槽。
上述的浮子式液位控制阀，其特点在于，还包括一限位垫，所述限位垫设置在所述阀杆封闭端外侧壁上。
上述气液分离器，其特点在于，所述液位控制阀为两个分别设置在所述罐体的两个出口上。
上述气液分离器，其特点在于，所述阀杆依次通过铰接部件与所述浮子连接，所述铰接部件设置在所述连杆的中间，所述连杆的一端铰接在固定杆上，所述连杆的另一端连接所述浮子的一端，所述浮子的另一端安装在一固定导轨上，所述固定杆和固定导轨安装在所述罐体内壁上。
上述浮子式液位控制阀由于采用了浮子连杆机构，可通过浮子的浮力和重力差变化自动调节过流面积，达到调节流量的目的。当液面到达预定的最高液位后，自动打开液路阀门，同时关闭气路阀门，进行排液；当液面到达预定的最低液位后，自动关闭液路阀门，同时打开气路阀门，进行排气；从而实现了气液分离器自动排气排液的功能。
实用新型采用了纯机械式的浮子液位控制阀控制结构，安全可靠，尤其适用于油品等液位控制不易采用带电液位传感器的有压容器。
上述结构，在容器内有压力的情况下，该结构可以实现浮子不受外界压力的影响。
下面进一步结合附图详细说明本实用新型的具体实施方案。
图1为本实用新型揭示的一种单体浮子式液位控制阀；图2为图1浮子式液位控制阀的阀体结构示意图；图3为图1浮子式液位控制阀的阀杆结构示意图；图4为图3的俯视图；
图5为本实用新型揭示的一种采用双浮子式液位控制阀的气液分离器的示意图。
具体实施方式
在图1、图2、图3和图4中，本实用新型揭示了一种单体浮子式液位控制阀，其主要包括盖体6、密封盖7、密封盖密封圈8、阀杆9、侧壁通孔91、外罩桶10、内罩桶11、隔离桶腔112、隔层腔100、内罩桶腔110、铰链部件5、浮子2、O型限位垫12，其中，盖体6的中间设置有出口61，盖体6与密封盖7之间形成一空间60，盖体6与密封盖7之间还设置有密封盖密封圈8，密封盖7上的多个通道71通过空间60与出口61连通；该阀杆9为中空管，阀杆9的封闭端通过铰链部件5与浮子2连接，阀杆9的顶端侧壁上开有8个矩形的侧壁通孔91；内罩桶11与密封盖7之间封闭形成一个内罩桶腔110，外罩桶10的内壁与内罩桶11的外壁之间封闭形成隔层腔100，外罩桶底板101与内罩桶底板111之间封闭形成隔离桶腔112，隔离桶腔112通过其侧壁上的矩形孔112a与隔层腔100相通，外罩桶底板101上设有轴孔101a，内罩桶底板111上设有同轴孔111a，该阀杆9穿过轴孔101a和同轴孔111a进科隔离桶腔112和内罩桶腔110内，该阀杆9上的侧壁通孔91随阀杆9移动使隔离桶腔112与内罩桶腔110之间实现导通/隔断；在外罩桶10与内罩桶11上设置有4个封闭通道110a与内罩桶腔110连通。
为了提高密封性，在外罩桶底板101的轴孔101a上开设一双环形沟槽101b放置O形密封圈或者矩形密封圈，当然在内罩桶底板111的同轴孔111a上也可开设一环形沟槽放置O形密封圈进一步提供密封性。此外，在阀杆9的封闭端外侧壁上设置有O形限位垫12。当阀杆9的侧壁通孔91完全上移至内罩桶腔110时，该内罩桶腔110与隔离桶腔112被隔离(通过封闭通道110a进入内罩桶腔110的气体无法通过阀杆9的侧壁通孔91进入隔离桶腔112和隔层腔100)，该限位垫12随阀杆9移动抵住外罩桶底板101。
此外，在阀杆9中部外侧壁上开有设置密封圈92的环形沟槽。
该铰链部件5又包括铰接轴51和铰链座14，铰链座14上开有滑槽141，铰接轴51设置在滑槽141内以保证阀杆9在垂直方向上移动，同时还可自动弥补因液位轻微波动引起的液位高低的不同。
在图5中，揭示了本实用新型的另一实施例，即一种采用双浮子式液位控制阀的气液分离器，该气液分离器包括罐体1和无压干涉浮子式液位控制阀，该无压干涉浮子式液位控制阀为双浮子式液位控制阀，其中，每一个液位控制阀结构与图1所示的浮子式液位控制阀结构基本相同，区别仅在于在铰链部件5与浮子2之间还设置了一连杆4，连杆4的一端通过铰接轴131铰接在固定杆13上，连杆4的另一端通过CRJ快速连接接头3连接到浮子2的一端，该浮子2的另一端还通过滑块22安装在一固定导轨25上。固定杆13和固定导轨25分别固定在罐体1上。在罐体1上加装浮子2的导轨25可以控制浮子2的运动在上下方向，并且运输过程中可将浮子2固定，减少震动磕碰。由于浮子2与连杆4之间采用CRJ快速连接接头3，可快速进行拆装组合。
从图5中可以看出，上方设置的液位控制阀用于分离气体，下方设置的液位控制阀用于分离液体。由于阀杆9在浮子2和连杆4的带动下可自由运动，为此在阀杆9与外罩桶底板101的轴孔101a及内罩桶底板111的同轴孔111a之间往往保留一定间隙。为保证液路或气路完全关闭，采用了双O型密封圈结构密封住上述间隙。这样，气路或液路流道只能是经过内罩桶腔110进入阀杆9的中空腔，经过阀杆9侧壁的矩形侧壁通孔91进入隔离桶腔112，进入外罩桶10与内罩桶11的隔层腔100，再经过气路或液路出口流出。即使气体夹带少量的液滴，这种流道结构，可以减少液体进入气路出口的可能性。
进行作业时，浮子2由于重力作用处于其最低位置，此时，在下方液体侧，阀杆9的矩形侧壁通孔91完全处于隔离桶腔112内，与内罩桶腔110隔离，并与内罩桶11和外罩桶10之间形成的隔层腔100无法连通，液路的出口61关闭。此时，在气体一侧，阀杆9上的矩形侧壁通孔91完全处于隔离桶腔112内，与隔层腔100的腔体流道连通，气路的出口61打开。气液混合物通过进口30进入到气液分离器的罐体1内，气体从气体出口61排出，液体积留在罐体1内，该气液分离器处于只排气不排液的工况。
随着液体积留增加导致液位升高，浮子2依靠浮力的作用上浮，在液体一侧，阀杆9的侧壁通孔91的一部分处于内罩桶腔110内，一部分处于隔离桶腔112内，即与隔层腔100部分连通，液路的出口61部分打开。与此同时，在气体一侧，阀杆9的侧壁通孔91部分处于隔离桶腔112内，部分处于内罩桶腔110内，即与隔层腔100部分连通，气路的出口61部分打开。此时，气体从气体的出口61排出，液体从液路的出口61排出，该气液分离器处于既排气又排液的工况。
当液位升高到预定位置后，液体一侧的阀杆9的通孔91完全处于隔离桶腔112内时，与隔层腔100连通的流道连通，液路的出口61打开；气体一侧的阀杆9的侧壁通孔91完全处于内罩桶腔110内，与隔离桶腔112隔离，隔层腔100的腔体流道无法连通，气路的出口61关闭。此时，液体只能从液路的出口61排出，该气液分离器处于不排气只排液的工况。
此外，该气液分离器的罐体1设置相对进气口和进液口设置有上部的气体口区和下部的液体进口区，并在进气液口分别设有防冲导流流档板31。在浮子2上安装有浮子通气嘴21。
该气液分离器分离效果明显，无压干涉浮子式液位控制阀可安全可靠地进行自动开关动作，非常有效地实现了液位的自动控制，特别是解决了有压容器液位的自动控制。
此外，该控制阀不受容器内外压差的影响，浮子连杆结构，具有匹配的质量和浮力，浮子依靠浮力与重力之差移动阀杆，打开和关闭液路出口自动控制液位。又由于巧妙地设计了流道结构，可以实现只排气不排液、既排气又排液、不排气只排液三种工况；在运动件与静止件间采用可靠的O形圈密封，实现可靠的、机械的动密封。其模块化的设计，也便于拆装组合。
权利要求1.一种浮子式液位控制阀，其特征在于，包括浮子、阀杆、密封盖、外罩桶、内罩桶、隔离桶腔；所述阀杆为中空管，所述阀杆的封闭端与所述浮子连接，所述阀杆的顶端侧壁上开有侧壁通孔；所述内罩桶与所述密封盖形成内罩桶腔，所述外罩桶的内壁与所述内罩桶的外壁之间形成隔层腔，所述外罩桶的底板与所述内罩桶的底板间形成隔离桶腔，所述隔离桶腔与所述隔层腔相通，所述外罩桶与内罩桶的底板上设有同轴孔，所述阀杆穿过所述同轴孔设置在所述隔离桶腔和内罩桶腔内，所述侧壁通孔随所述阀杆移动实现所述隔离桶腔与内罩桶腔之间的导通/隔断；所述隔层腔通过所述密封盖上的通道与出口相连，所述外罩桶与所述内罩桶上设置有封闭通道形成与所述内罩桶腔连通的入口。
2.根据权利要求1所述的浮子式液位控制阀，其特征在于，在所述外罩桶底板的轴孔或/和所述内罩桶底板的同轴孔上还开设有放置密封圈的环形沟槽；所述所述阀杆中部外侧壁上开有设置密封圈的环形沟槽。
3.根据权利要求1或2所述的浮子式液位控制阀，其特征在于，所述阀杆通过铰接部件与所述浮子连接；或者所述阀杆依次通过铰接部件和连杆与所述浮子连接。
4.根据权利要求1或2所述的浮子式液位控制阀，其特征在于，还包括一限位垫，所述限位垫设置在所述阀杆封闭端外侧壁上。
5.根据权利要求4所述的浮子式液位控制阀，其特征在于，所述铰接部件设置在所述连杆的中间，所述连杆的一端铰接在固定杆上，所述连杆的另一端连接所述浮子的一端，所述浮子的另一端安装在一固定导轨上。
6.根据权利要求4所述的浮子式液位控制阀，其特征在于，所述连杆通过CRJ快速连接接头与所述浮子连接。
7.根据权利要求1、2、5或6所述的浮子式液位控制阀，其特征在于，所述密封盖外侧还安装有一盖体，所述盖体与所述密封盖之间形成一空间，所述盖体中间设置所述出口，所述密封盖上的通道通过所述空间与所述出口连通。
8.根据权利要求1、2、5或6所述的浮子式液位控制阀，其特征在于，所述侧壁通孔或所述密封盖上的通道为多个。
9.根据权利要求8所述的浮子式液位控制阀，其特征在于，所述隔离桶腔通过多个通孔与所述隔层腔连通。
10.一种气液分离器，包括带有进口和出口的罐体和安装在出口处的液位控制阀，其特征在于，所述液位控制阀又包括浮子、阀杆、密封盖、外罩桶、内罩桶、隔离桶；所述阀杆为中空管，所述阀杆的封闭端与所述浮子连接，所述阀杆的开口端的侧壁上开有侧壁通孔；所述内罩桶与所述密封盖形成内罩桶腔，所述外罩桶的内壁与所述内罩桶的外壁之间形成隔层腔，所述外罩桶的底板与所述内罩桶的底板间形成隔离桶腔，所述隔离桶腔与所述隔层腔相通，所述外罩桶与内罩桶的底板上设有同轴孔，所述阀杆穿过所述同轴孔设置在所述隔离桶腔和内罩桶腔内，所述侧壁通孔随所述阀杆移动实现所述隔离桶腔与内罩桶腔之间的导通/隔断；所述隔层腔通过所述密封盖上的通道与出口相连，所述外罩桶与所述内罩桶上设置有封闭通道形成与所述内罩桶腔连通的入口。
11.根据权利要求10所述气液分离器，其特征在于，在所述外罩桶底板的轴孔或/和所述内罩桶底板的同轴孔上还开设有放置O形密封圈的环形沟槽；所述所述阀杆中部外侧壁上开有设置密封圈的环形沟槽。
12.根据权利要求10所述气液分离器，其特征在于，所述液位控制阀为两个分别设置在所述罐体的两个出口上。
13.根据权利要求12所述气液分离器，其特征在于，所述阀杆依次通过铰接部件与所述浮子连接，所述铰接部件设置在所述连杆的中间，所述连杆的一端铰接在固定杆上，所述连杆的另一端连接所述浮子的一端，所述浮子的另一端安装在一固定导轨上，所述固定杆和固定导轨安装在所述罐体内壁上。
14.根据权利要求10所述气液分离器，其特征在于，还包括一限位垫，所述限位垫设置在所述阀杆封闭端外侧壁上。
专利摘要一种浮子式液位控制阀及气液分离器，该控制阀包括浮子、阀杆、密封盖、外罩桶、内罩桶、隔离桶；阀杆为中空管，阀杆的封闭端与浮子连接，阀杆的顶端侧壁上开有侧壁通孔；内罩桶与密封盖形成内罩桶腔，外罩桶的内壁与内罩桶的外壁之间形成隔层腔，外罩桶的底板与内罩桶的底板间形成隔离桶腔，隔离桶腔与隔层腔相通，外罩桶与内罩桶的底板上设有同轴孔，阀杆穿过同轴孔设置在隔离桶腔和内罩桶腔内，侧壁通孔随阀杆移动实现隔离桶腔与内罩桶腔之间的导通/隔断；隔层腔通过密封盖上的通道与出口相连，外罩桶与内罩桶上设置有通道形成与内罩桶腔连通的入口。
文档编号F16K31/30GK2687444SQ20042000393
公开日2005年3月23日 申请日期2004年3月11日 优先权日2004年3月11日
发明者刘进立, 傅苏红, 马靖喧, 曹广军, 张宏旺, 方保华 申请人:中国人民解放军总后勤部油料研究所