专利名称：一种用于液化天然气加气机的浮子式气液分离器的制作方法
技术领域：
—种用于液化天然气加气机的浮子式气液分罔器技术领域[0001]本实用新型涉及一种液化天然气汽车加气机，特别是一种可提高液化天然气汽车加气机的计量精度的用于液化天然气加气机的浮子式气液分离器。
背景技术：
[0002]在我国LNG (液化天然气)作为替代能源已逐渐被认可，行业发展迅速，作为LNG汽车加气站的主要设备LNG汽车加气机的使用量迅速增加，LNG汽车加气机中使用的流量计是科里奥利质量式流量计，该流量计对气液两相流较为敏感，计量液相介质时，气相介质所占比例大小显著影响流量计的计量精度，为去除或减少气相介质，多采用一种叫气液分离器的组件。[0003]目前已有的气液分离器有两种形式，一种是固定通径排气式，加气过程中气体通过固定通径通道连续排出气体或液体，并流回加气站储罐，该型式的主要缺点是在无气体状态下有液体流出，损失加注流量，减慢了 LNG汽车加气机加注速度。另一种是电控排气式，通过温度、密度检测，当温度高于某一温度时或密度小于某一密度时，认为液体中有气体，通过打开气路阀门排出气体；当温度低于某一温度时或密度大于某一密度时，认为液体中无气体，则关闭气路阀门。该型式的主要缺点是增加了阀门购置成本和电控成本，而且通过温度或密度判定介质中有无气体也不够准确。实用新型内容[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能提高液化天然气汽车加气机的计量精度且不受介质气相液相压力差的干扰的用于液化天然气加气机的浮子式气液分离器。[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于液化天然气加气机的浮子式气液分离器，包括一分别设置有入口管、出液口和排气口的壳体，其中，还包括一设置于所述壳体内并与所述排气口连通的液位控制机构，所述液位控制机构包括浮子和浮子液位控制阀，所述浮子通过一浮子托支撑在所述壳体内，所述浮子托安装在所述壳体的内壁上，所述浮子液位控制阀包括相互连接且适配的阀套和阀杆，所述阀套与所述排气口连接，所述阀杆靠自身重量抵靠在所述浮子上且所述阀杆的中心线、所述阀套的中心线与所述浮子的中心线重合，所述阀杆相对于所述阀套分别具有一打开位置和一关闭位置。[0006]上述的浮子式气液分离器，其中，所述阀套包括气腔、进气口、阀杆孔、上腔和下腔，所述气腔位于所述阀套的顶端且分别与所述排气口及所述下腔连通，所述上腔与所述进气口连通，所述上腔及所述下腔的底部分别设置有所述阀杆孔，所述下腔与所述壳体的内腔连通。[0007]上述的浮子式气液分离器，其中，所述阀杆包括具有封闭端的底座和具有开口端的中空管，所述中空管安装在所述底座上，所述中空管通过所述阀杆孔穿设在所述阀套内并沿所述阀套轴向移动，所述中空管上部的侧壁上设置有侧壁孔。[0008]上述的浮子式气液分离器，其中，所述中空管的下部设置有泄流孔。[0009]上述的浮子式气液分离器，其中，所述中空管上还设置有限位销，所述限位销位于所述中空管的内腔中，所述限位销的两端安装在所述中空管的管壁上并延伸出所述中空管的管壁外。[0010]上述的浮子式气液分离器，其中，所述底座的下表面还设置有与所述浮子适配的凹槽。[0011]上述的浮子式气液分离器，其中，所述底座上还设置有密封垫。[0012]上述的浮子式气液分离器，其中，所述入口管的末端出口为一斜切口，所述斜切口的切面朝向所述排气口。[0013]上述的浮子式气液分离器，其中，所述壳体包括外筒、出液管和管帽，所述管帽通过法兰与所述外筒的顶端连接，所述出液管与所述外筒的底端连接且为无缝管件焊接连接件。[0014]上述的浮子式气液分离器，其中，所述排气口设置在所述管帽的顶端，所述出液口设置在所述出液管的底端，所述入口管设置在所述外筒的中部一侧，所述阀套通过螺纹与所述排气口连接。[0015]本实用新型的有益功效在于[0016]本实用新型的气液分离效果明显，无压力干扰浮子式液位控制阀可以可靠地进行开关动作，进而实现液位的自动控制，控制阀不受介质气相液相压力差的干扰，能提高液化天然气汽车加气机的计量精度。[0017]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
[0018]图I为本实用新型一实施例的结构示意图；[0019]图2为本实用新型一实施例的液位控制阀结构示意图；[0020]图3为本实用新型一实施例的阀套结构示意图；[0021]图4为本实用新型一实施例的阀杆结构示意图。[0022]其中，附图标记[0023]I 排气口[0024]100壳体[0025]20液位控制机构[0026]2浮子液位控制阀[0027]21阀套[0028]201气腔202上腔[0029]203下腔204内腔[0030]205进气口206侧壁孔[0031]207泄流孔208凹槽[0032]209阀杆孔[0033]22阀杆[0034]22a开口端22b封闭端[0035]220底座221中空管[0036]23限位销[0037]24密封垫[0038]3管帽[0039]4浮子[0040]50法兰[0041]5上法兰[0042]6下法兰7入口管[0044]71出口[0045]8外筒90出液管[0046]9出液口10浮子托[0047]11法兰密封垫12紧固件具体实施方式
[0048]
以下结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述[0049]参见图I及图2，图I为本实用新型一实施例的结构示意图，图2为本实用新型一实施例的液位控制阀结构示意图。本实用新型的用于液化天然气加气机的浮子式气液分离器，包括一分别设置有入口管7、出液口 9和排气口 I的壳体100，还包括一设置于所述壳体 100内并与所述排气口 I连通的液位控制机构20，所述液位控制机构20包括浮子4和浮子液位控制阀2，所述浮子4通过一浮子托10支撑在所述壳体100内，所述浮子托10安装在所述壳体100的内壁上，浮子托10的一边有介质通过通道。所述浮子液位控制阀2包括相互连接且适配的阀套21和阀杆22，所述阀套21与所述排气口 I连接，所述阀杆22靠自身重量抵靠在所述浮子4上且所述阀杆22的中心线、所述阀套21的中心线与所述浮子4的中心线重合，所述阀杆22相对于所述阀套21分别具有一打开位置和一关闭位置。[0050]参见图3，图3为本实用新型一实施例的阀套结构示意图。所述阀套21包括气腔 201、进气口 205、阀杆22孔、上腔202和下腔203，所述气腔201位于所述阀套21的顶端且分别与所述排气口 I及所述下腔203连通，所述上腔202与所述进气口 205连通，所述上腔 202及所述下腔203的底部分别设置有所述阀杆孔209，所述下腔203与所述壳体100的内腔连通。[0051]参见图4，图4为本实用新型一实施例的阀杆结构示意图。所述阀杆22包括具有封闭端22b的底座220和具有开口端22a的中空管221，所述中空管221安装在所述底座 220上，所述中空管221通过所述阀杆孔209穿设在所述阀套21内并沿所述阀套21轴向移动，所述中空管221上部的侧壁上设置有侧壁孔206。阀杆22的内腔204与阀杆22侧壁孔206相通，所述中空管221的下部设置有泄流孔207。所述中空管221上还设置有限位销 23，所述限位销23位于所述中空管221的内腔204中，所述限位销23的两端安装在所述中空管221的管壁上并延伸出所述中空管221的管壁外。所述底座220的下表面还设置有与所述浮子4适配的凹槽208。所述底座220上还设置有密封垫24。阀杆22与阀套21配合， 阀杆22可在阀套21中上下移动，下降的终点受限位销23控制、上升的终点由密封垫24控制。浮子4与阀杆22无机械连接，浮子4依靠浮子托10控制浮子4在降下位置时，浮子4 在阀杆22的中心线位置，阀杆22下端面为凹槽208，浮子4上升时，阀杆22的凹槽208产生的浮力的反作用力推动浮子4到阀杆22的中心线位置。[0052]所述入口管7的末端出口 71为一斜切口，所述斜切口的切面朝向所述排气口 I。 所述壳体100包括外筒8、出液管90和管帽3，所述管帽3通过法兰50与所述外筒8的顶端连接，所述出液管90与所述外筒8的底端连接且为无缝管件焊接连接件。法兰50包括上法兰5和下法兰6，并通过紧固件12连接，该上、下法兰5、6之间还设置有法兰密封垫11。 所述排气口 I设置在所述管帽3的顶端，所述出液口 9设置在所述出液管90的底端，所述入口管7设置在所述外筒8的中部一侧，所述阀套21通过螺纹与所述排气口 I连接。[0053]两相介质通过入口管7进入气液分离器，液相介质下沉通过出液口 9进入加气机管路，气相介质上升通过液位控制机构20，从排气口 I排出。随着气相的排出，液面上升，浮子4的浮力克服阀杆22的重力和阀杆22与阀套21的摩擦力逐渐上升，当阀杆22上升到终点时，气液分离器的气路被关闭，气相不再通过气液分离器排出。当气相增多，液位下降时，浮子4下降，阀杆22靠自重下降，当下降到一定程度时，气液分离器的内部气路重新打开，气相再次通过气液分离器排出。气相的不断排出，保证进入LNG加气机的介质是液相介质，无气相或少气相，保证了加气机的计量精度。[0054]浮子4优选超薄空心金属钢球，浮子4上升时可与阀杆22封闭端22b接触，浮力推动阀 杆22上升，上升到终点时，由阀杆22封闭端22b的密封垫24限位并密封浮子4下降时，阀杆22靠自身重力下降，阀杆22上有限位销23，控制阀杆22下降的最终位置。阀杆 22下端侧壁上有泄流孔207，阀杆22下降时，排泄阀门排气过程中气相冷凝生成的液体，避免阀杆22再次上升时给浮子4增加负担，影响浮子4上升位置，阀杆22上升到终点时，泄流孔207将关闭，避免介质进一步排出，实现气液分离器可靠关闭。[0055]阀杆22在最上位值时，阀杆22上的侧壁孔206与液位控制阀的入口相通，由于阀杆22下端封闭，此时，液位控制阀处于封闭状态，无介质从气液分离器排出。阀杆22随浮子4下降到一定位置开始，阀杆22的侧壁孔206与阀套21的下腔203相通，气体通过液位控制机构20的入口、阀杆22上口、侧壁孔206、阀套21下腔203、液位控制机构20的出口经排气口 I排出气液分离器。阀杆22由浮子4推动上升到最高点时，阀杆22的侧壁孔206 与阀套21的下腔203断开，与上腔202相通，气体不能到达阀套21的下腔203，液位控制机构20的出口被关闭，气体不再排出。由于阀杆22是中空管结构，阀杆22工作过程中，上下面压力平衡，不受压力干扰，不会出现该打开时打不开、该关闭时关不住的现象。[0056]本实用新型使用一种无压力干扰浮子式气液分离控制阀，设计结构抗压力干扰， 由浮子4控制阀门开闭，实现有气时打开阀门排气，无气时关闭阀门避免液体泄出，避免了浮子式结构受介质压力影响，出现气道口该关闭时关不严、该打开时打不开问题的出现。外筒8使用钢制管法兰50和钢制对焊无缝管件焊接而成，不涉及压力容器领域。入口管7的出口 71斜切设计，有利于介质的扩散，斜切面背向出液口 9，利于气体上升，避免气体冲入液体中而被液体带走。使用超薄空心不锈钢球作为浮子4，解决低密度LNG介质中浮子4的浮力问题。浮子4与阀芯无机械连接，浮子4依靠浮子托10控制浮子4在低位置时，浮子4 在阀杆22中心线位置。阀杆22下端面为凹槽208结构，浮子4上升时，阀杆22下端面产生的浮力的反作用力推动浮子4到阀杆22中心线位置，减少阀杆22受力偏心所造成的阀杆22与阀套21的摩擦，该控制阀不受介质气相和液相压力差的干扰，浮子4和阀杆22具有匹配的质量和浮力，浮子4依靠浮力与重力之差移动阀杆22上升，阀杆22依靠重力下降， 控制排气过程。浮子托10和阀杆22的底面凹槽208，控制浮子4处于正确位置，保证了阀杆22的可靠工作。[0057]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种用于液化天然气加气机的浮子式气液分离器，包括一分别设置有入口管、出液口和排气ロ的壳体，其特征在于，还包括一设置于所述壳体内并与所述排气ロ连通的液位控制机构，所述液位控制机构包括浮子和浮子液位控制阀，所述浮子通过ー浮子托支撑在所述壳体内，所述浮子托安装在所述壳体的内壁上，所述浮子液位控制阀包括相互连接且适配的阀套和阀杆，所述阀套与所述排气ロ连接，所述阀杆靠自身重量抵靠在所述浮子上且所述阀杆的中心线、所述阀套的中心线与所述浮子的中心线重合，所述阀杆相对于所述阀套分别具有一打开位置和ー关闭位置。
2.如权利要求I所述的浮子式气液分离器，其特征在于，所述阀套包括气腔、进气ロ、阀杆孔、上腔和下腔，所述气腔位于所述阀套的顶端且分别与所述排气ロ及所述下腔连通，所述上腔与所述进气ロ连通，所述上腔及所述下腔的底部分别设置有所述阀杆孔，所述下腔与所述壳体的内腔连通。
3.如权利要求2所述的浮子式气液分离器，其特征在于，所述阀杆包括具有封闭端的底座和具有开ロ端的中空管，所述中空管安装在所述底座上，所述中空管通过所述阀杆孔穿设在所述阀套内并沿所述阀套轴向移动，所述中空管上部的侧壁上设置有侧壁孔。
4.如权利要求3所述的浮子式气液分离器，其特征在于，所述中空管的下部设置有泄流孔。
5.如权利要求3或4所述的浮子式气液分离器，其特征在于，所述中空管上还设置有限位销，所述限位销位于所述中空管的内腔中，所述限位销的两端安装在所述中空管的管壁上并延伸出所述中空管的管壁外。
6.如权利要求5所述的浮子式气液分离器，其特征在干，所述底座的下表面还设置有与所述浮子适配的凹槽。
7.如权利要求6所述的浮子式气液分离器，其特征在于，所述底座上还设置有密封垫。
8.如权利要求1、2、3、4、6或7所述的浮子式气液分离器，其特征在于，所述入口管的末端出ロ为ー斜切ロ，所述斜切ロ的切面朝向所述排气ロ。
9.如权利要求8所述的浮子式气液分离器，其特征在于，所述壳体包括外筒、出液管和管帽，所述管帽通过法兰与所述外筒的顶端连接，所述出液管与所述外筒的底端连接且为无缝管件焊接连接件。
10.如权利要求9所述的浮子式气液分离器，其特征在于，所述排气ロ设置在所述管帽的顶端，所述出液ロ设置在所述出液管的底端，所述入口管设置在所述外筒的中部ー侧，所述阀套通过螺纹与所述排气ロ连接。
专利摘要一种用于液化天然气加气机的浮子式气液分离器，包括一分别设置有入口管、出液口和排气口的壳体，还包括一设置于所述壳体内并与所述排气口连通的液位控制机构，所述液位控制机构包括浮子和液位控制阀，所述浮子通过一浮子托支撑在所述壳体内，所述浮子托安装在所述壳体的内壁上，所述液位控制阀包括相互连接且适配的阀套和阀杆，所述阀套与所述排气口连接，所述阀杆靠自身重量抵靠在所述浮子上且所述阀杆的中心线、所述阀套的中心线与所述浮子的中心线重合，所述阀杆相对于所述阀套分别具有一打开位置和一关闭位置。本实用新型能提高LNG汽车加气机的计量精度且不受介质气相液相压力差的干扰。
文档编号F17C13/02GK202812777SQ201220488589
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者李全民 申请人:北京长征天民高科技有限公司