一种用于流量测试的管路液体排气装置制造方法
【专利摘要】一种用于流量测试的管路液体排气装置，包括罐体，罐体上设有进口螺座、出口螺座、液位计安装座及液位计、音叉式物位限位开关安装螺座及音叉式物位限位开关；罐体内焊有滤网安装导槽，滤网安装导槽内插有滤网；罐体内滤网与进口螺座之间焊有隔板，隔板与罐体内壁焊接；顶盖上焊有电磁阀安装接头总成和手动排气阀安装接头，电磁阀安装接头总成连接有电磁阀；手动排气阀安装接头上安装有手动截止球阀Ⅰ，进口螺座连接有过渡接头Ⅰ及透明软管Ⅰ，出口螺座连有过渡接头Ⅱ、手动截止球阀Ⅱ、过渡接头Ⅲ及透明软管Ⅱ。本发明能用于在矿山恶劣工况运行的重型自卸车发动机回油管路的排气，达到能完全消除管内液体中连续不断快速产生的大量气泡的效果。
【专利说明】一种用于流量测试的管路液体排气装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种排气装置，具体涉及一种用于流量测试的管路液体排气装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，无论是石油化工等液体制造行业还是汽车、汽车发动机制造行业，流体流量的计量都是通过流量计来计量的，大多数被测液体中都不同程度地含有各种气体，若让这些气体渗入溶解到液体介质中，从而出现气液两相共存的状态进入流量计中，不但会影响流量计的计量精度，而且影响流量计的使用寿命。就公路和非公路汽车制造行业来说，燃油消耗量是制造商和用户都非常关注的经济性考核指标，特别是对于非公路重型自卸车(电传动或机械传动)来说，由于柴油机功率非常大，每天三班运行耗油量相当大，更需要得到车辆运行燃油经济性的准确数据。然而，越是吨位大的重型矿用自卸车，其发动机回油中气泡量所占比例越大，如100t、154t级以上自卸车发动机回油气泡量达50%以上，且气泡量的多少又是随发动机运转转速、功率的变化即管路流量、流速的变化而变化的。要测得这种大吨位自卸车各工况下运行的燃油消耗量，必须在同一时间段或同一运距段内同时测得柴油机回油累计流量(瞬时流量是瞬息不断变化的)，进油流量减去回油流量才是油耗量。由于回油管路中大量气泡的存在，无论哪种类型的流量计都不可能取得准确的数据，对于超声波流量计，过多气泡还会引起信号中断，使仪器无法正常工作，甚至出现发动机回油流量大于进油流量这种根本不符合逻辑的测量结果。面对这种实际情况，迫切需要一种能快速、完全地消除油路气泡的排气装置安装在流量计之前的管路上，以确保流量计的计量精度。这种排气装置的便携性要强，应能在整车上安装固定方便，且操作维修方便，能随整车在矿山复杂路面上运行时配合流量计进行动态测试，并确保测量准确性和工作稳定可靠性。
[0003]目前市面上公知的手动或自动排气罐或称消气过滤器一般都是应用于稳态液体管路中，且只能消除少量气泡，对于上述重型自卸车发动机回油管路中不断快速产生的大量气泡的情况根本无法满足其消气要求。而且这些公知的排气罐或消气过渡器普遍采用液体过滤后再经浮子式排气的方式，在使用时存在罐内的浮子杠杆易被液体的压力顶弯，不耐压、寿命短、密封不可靠，安装和修理不方便、投资费用高等缺点，更没有哪一款排气罐或消气过滤器能直观地知道其工作过程中罐内液面是否真正能维持稳定以及看到消气后的效果。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种可对管道液体中不断快速产生的大量气泡彻底排除干净，工作可靠，安装连接和操作维修简便，既适合应用于稳态工况的管路液体流量测试，更能应用于在矿山恶劣工况运行的重型自卸车的燃油消耗路试场合进行流量测试的管路液体排气装置。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于流量测试的管路液体排气装置，包括罐体，所述罐体通过螺栓组件及耐油橡胶密封垫板与顶盖装配连接，形成可实现油、气密封的容器空间；所述罐体上设有进口螺座、出口螺座，所述进口螺座、出口螺座位于通过中心轴的同一平面上，且进口螺座的位置高于出口螺座的位置，所述出口螺座相对圆中心偏左30-60° (优选45° )处竖直焊有液位计安装座，所述液位计安装座中装有带刻度的液位计，所述出口螺座相对圆中心偏右30-60° (优选45° )处竖直等距焊有3-6个(优选5个)音叉式物位限位开关安装螺座，中间螺座上安装有音叉式物位限位开关，其余螺座上安装有六角头堵头，为音叉式物位限位开关备用安装螺座；所述罐体内在垂直液体进、出流向且通过中心轴的平面内两边对称焊有滤网安装导槽，所述滤网安装导槽内插有滤网，且滤网底部与罐体底板接触；所述罐体内滤网与进口螺座之间焊有隔板，所述隔板与滤网平行，所述隔板与罐体内壁焊接，且隔板底端与罐体底板之间留有间隙；所述顶盖正中焊有电磁阀安装接头总成，在顶盖任一半径中点位置焊有手动排气阀安装接头，所述电磁阀安装接头总成连接有电磁阀，所述电磁阀通过线路与音叉式物位限位开关相连；所述手动排气阀安装接头上安装有手动截止球阀I，所述进口螺座连接有过渡接头I，所述过渡接头I连接有透明软管I，所述出口螺座通过过渡接头II连接有手动截止球阀II，所述手动截止球阀II的另一端连接有过渡接头III，所述过渡接头III连接有透明软管II。
[0006]进一步，所述罐体为焊接而成的圆桶状罐体。
[0007]进一步，所述罐体的表面对称焊有两个提手，所述提手所在平面过罐体的中心轴，且该平面与进口螺座、出口螺座所在平面垂直。
[0008]进一步，所述滤网为由不锈钢滤网布骨架1、滤网布1、滤网布I1、滤网布II1、不锈钢滤网布骨架II叠放组合而成的整体结构。
[0009]进一步，所述进口螺座、出口螺座、音叉式物位限位开关安装螺座均是内锥管螺纹，内锥管螺纹孔与罐体内腔相通；顶盖上的手动排气阀安装接头内孔、电磁阀安装接头总成内孔以及罐体上液位计安装座上下两安装螺孔均与罐体内腔相通。
[0010]进一步，所述进口螺座靠近罐体顶端，低于滤网安装导槽；所述出口螺座底部高于罐体底板上平面。
[0011]进一步,带刻度的液位计的透明体通过上下的空心螺钉、橡皮垫圈、O形橡胶圈安装在液位计安装座上。
[0012]本发明总的排气原理可简单概括为:排气装置出油口低于进油口，进油室与出油室严格隔开，管路中液体从进口进入罐体内后从隔板底端与罐体底板之间间隙流至多层滤网布前，这一过程液体中气泡得到减少，部分气泡挥发聚集到液面上方空间，仍留在液体中的气泡再经过粗滤网布时被打碎和经过多层细滤网布时被彻底过滤；与液体分离后的所有气泡均聚集于液面上方空间，出现气液界面；随着气体增多，气体空间扩大，液面下降；随着气体外排，液面上升。本发明既可用手动截止球阀I进行排气和控制液面稳定，也可通过音叉式物位限位开关(HI型)与电磁阀电气信号反馈连锁来控制排气口的启闭，将液面上方空间的气体自动排出，并维持罐体内液面的恒定，使最终流向流量计的液体为无气泡、无杂质颗粒的纯净液体，从而确保了流量计的计量精度和使用寿命不受到管内液体中气泡和杂质颗粒的影响。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下特点。
[0014]1、本发明具有独特的结构特征和排气原理，排气能力及效果比公知的排气罐或消气过滤器大大增强，不但能用于稳态液体管路的排气，更能用于在矿山恶劣工况运行的重型自卸车发动机回油管路的排气，达到能完全消除管内液体中连续不断快速产生的大量气泡的效果，从而确保了流量计的计量精度和延长流量计的使用寿命。
[0015]2、本发明排气装置罐底平整，安装摆放平稳，进、出口软管安装连接采用活接头螺母连接，较之传统的法兰连接方便快捷，且制造简单，维修方便，耐压力强，寿命长，工作稳定可靠，能长时间保持过滤效果。
[0016]3、本发明具有手动和自动两种排气方式，能很直观地观察到进入排气装置前和流出排气装置后管内液体中的气泡状况，即排气前后的效果对比情况，以及管内气液界面高度的波动变化情况，并能有效地进行控制；本发明还能通过液位计的刻度，可方便地计算并加上或减去计量时间终点相对于起点罐内液体体积的变化量，以实现对流量计累计流量读数进行人工修正。
[0017]4、本发明具有校验流量计计量准确性或对流量计进行期间核查的功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例的结构示意；
图2为本发明罐体纵剖视之内外焊接和安装件示意图；
图3为本发明罐体水平横剖俯视之内外焊接和安装件示意图；
图4为液位计安装正面示意图；
图5为本发明液位计安装侧面纵剖结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0020]参照附图，本实施例包括焊接而成的圆桶状罐体13，所述罐体13通过8个螺栓组件3及3_厚环形耐油橡胶密封垫板8与顶盖9装配连接，形成可实现油、气密封的容器空间；所述罐体13上设有进口螺座19、出口螺座21，所述进口螺座19、出口螺座21位于通过中心轴的同一平面上，且进口螺座19的位置高于出口螺座21的位置，所述出口螺座21相对圆中心偏左45°处竖直焊有液位计安装座15，所述液位计安装座15中装有带刻度的液位计1，所述出口螺座21相对圆中心偏右45°处竖直等距焊有五个音叉式物位限位开关安装螺座16，中间螺座上安装有音叉式物位限位开关12，其余四个螺座上安装有六角头堵头11，为音叉式物位限位开关12备用安装螺座，可根据实际使用需要更改音叉式物位限位开关12安装位置；所述罐体13内在垂直液体进、出流向且通过中心轴的平面内两边对称焊有滤网安装导槽2，所述滤网安装导槽2内插有滤网14 ;所述罐体13内滤网14与进口螺座19之间焊有隔板20，所述隔板20与滤网14平行，所述隔板20与罐体13内壁焊接(竖直的两条焊缝均为连续满焊)，且隔板20底端与罐体底板之间留有间隙，其中，隔板20对进口液体起到一定导流作用，并迫使液体流经此底端下间隙，避免速度较快的液体流直接冲击到滤网，也尽可能地让进入罐体13的液体中的气泡减少并挥发聚集到液面上方；所述顶盖9正中焊有电磁阀安装接头总成6，在顶盖9 一半径中点位置焊有一个手动排气阀安装接头4，所述电磁阀安装接头总成6通过锥螺纹连接有电磁阀7，所述电磁阀7通过线路与音叉式物位限位开关12相连；所述手动排气阀安装接头4通过外锥管螺纹安装有手动截止球阀
I5，所述出口螺座21通过两端为外锥管螺纹的过渡接头II 22连接有手动截止球阀II 23，所述手动截止球阀II 23连接有一端为外锥管螺纹，另一端为外直管螺纹及74°锥面密封的过渡接头III24，所述过渡接头III 24连接有一段聚酯型TPU钢化螺旋增强透明软管II 25，所述进口螺座19连接有一端为外锥管螺纹，另一端为外直管螺纹及74°锥面密封的过渡接头I 18，所述过渡接头I 18连接有一段聚酯型TPU钢化螺旋增强透明软管I 17。
[0021]所述罐体13的表面对称焊有两个提手10，所述提手10所在平面过罐体13的中心轴，且该平面与进口螺座19、出口螺座21所在平面垂直，便于所述排气装置的移动搬运。
[0022]所述滤网14为由不锈钢滤网布骨架I 14-1、滤网布I 14-2、滤网布II 14-3、滤网布III14-4、不锈钢滤网布骨架II 14-5叠放组合而成的整体结构，便于插装或更换。安装时，其底部与罐体13底板紧密接触，使进油室A、B与出油室C严格隔开。其最外面两层不锈钢滤网布骨架I 14-1、不锈钢滤网布骨架II 14-5为粗不锈钢丝网，起支撑骨架作用，中间第一层滤网布I 14-2为目数100X 100的不锈钢滤网布，用于打碎液体中的气泡，中间第二层滤网布II 14-3和第三层滤网布III14-4均为目数20X20的滤网布，用于过滤气泡和杂质颗粒。
[0023]参照图1、图2，所述进口螺座19、出口螺座21、音叉式物位限位开关安装螺座16均是内锥管螺纹，内锥管螺纹孔与罐体13内腔相通；顶盖9上的手动排气阀安装接头4内孔、电磁阀安装接头总成6内孔以及罐体上液位计安装座15上下两安装螺孔均与罐体内腔相通。
[0024]参照图1、图2，所述进口螺座19靠近罐体13顶端，低于滤网安装导槽2 ;所述出口螺座21底部高于罐体13底板上平面。
[0025]参照图1、图5,液位计安装座15上带刻度的液位计I的透明体1-4通过上下的MlO空心螺钉1-1、橡皮垫圈1-2、O形橡胶圈1-3进行安装，确保密封。由于液面上方气体压强不断变化，导致进、出口液体流速不一致，使罐体13液位也不断变化。流量计计量起、终点时罐体13内液位的变化，使得流量计累计流量读数与实际不符，而通过带刻度的液位计I，可方便地计算并加上或减去计量时间终点相对于起点罐体13内液体体积的变化量来对流量计累计流量读数进行人工修正。
[0026]参照图1、图2，手动排气阀安装接头4上通过外锥管螺纹安装有手动截止球阀
I5，出口螺座21通过两端为外锥管螺纹的过渡接头II 22连接一个手动截止球阀II 23，通过这两个手动截止球阀的开关或开度调节可实现人工排气并尽可能地维护液面高度的稳定；出口的手动截止球阀II 23还能起到两个作用:一是当流量计开始计量前如罐体13内是空罐或液位太低，这时可将手动截止球阀II 23开度关小或完全关闭，保证罐体13中预先有一定的气液界面高度，确保从罐体13下部流出的液体真正无气泡；二是当测试时出现可疑数据，对流量计的计量精度有所怀疑或流量计在校准周期内较长时间没有使用需要进行期间核查时，可通过该手动截止球阀II 23的关闭和开启，同时观察透明液位计的刻度，用罐体13内储存的一定已知容积(根据底面积和液面高度差计算得出)的液体来校验流量计本身计量累计流量的准确性。具体操作时将车辆水平停稳，当罐体13内储存的液体液面高度接近液位计可见刻度最高位(相距液位计最高位刻度线10?50mm范围内即可)时,关闭发动机,切断油源,开启流量计并将流量计清零,这时打开手动截止阀II 23，让罐体13内储存的一定已知容积的液体全部流经流量计，比对流量计显示的累计流量是否与从罐体13内流出的液体容积相符合。[0027]参照图2，进口螺座19通过一端为外锥管螺纹，另一端为外直管螺纹及74°锥面密封的过渡接头I 18连接一段聚酯型TPU钢化螺旋增强透明软管I 17 (耐温90°C?120°C);出口的手动截止球阀II 23通过一端为外锥管螺纹，另一端为外直管螺纹及74°锥面密封的过渡接头III 24连接一段聚酯型TPU钢化螺旋增强透明软管II 25 (耐温90°C?120°C)，可很直观地观察到进、出口管道内气泡消除的对比效果，确认下游流量计的计量精度没有受到气泡的影响。
[0028]参照图1，所述电磁阀安装接头总成6通过外锥管螺纹与耐压16MPa、通径20mm、供电24VDC、工作温度-20°C?150°C的ZCA DN20型防爆电磁阀相连，本发明实现自动排气与自动维持气液界面稳定的关键技术是独创采用音叉式物位限位开关12 (HI型)与电磁阀7电气信号反馈连锁来控制排气口的启闭，以实现罐体13内液面的恒定和自动排气。音叉式物位限位开关12本身为现有技术，其原理是音叉由压电晶体激励产生振动，当音叉被液体和固体浸没时振动频率发生变化，这个频率变化由电子线路中检测出来并输出一个开关量。音叉适应工作温度范围宽(叉体一40°C?150°C)和介质范围广，耐压2.0MPa，既可AC220V,也可DC24V供电，继电器输出(AC220V/3A或DC30V/3A)，不受介质电参数以及湍流、搅动、气泡等因素的影响，无活动部件，故无需维护和调整，因此，工作稳定可靠。此外，音叉式物位限位开关12输出信号在O?20s或更大范围内延时可调，以适应不同工况的要求，使排气口能在最恰当的时机启闭，始终维持液面在一个合适的位置。
[0029]针对重型矿用自卸车现场燃油消耗测试路试的使用场合，所述罐体13内壁圆周直径推荐为360?420mm，高度为800?900mm，容积为80?125L为宜，太小影响排气效果，过大会笨重不方便搬运。
[0030]本发明总的排气原理可概括为:排气装置出油口低于进油口，进油室A、B与出油室C严格隔开，管路中液体从进油口进入罐体13内A区，流经隔板20底端与罐体13底板之间间隙进入B区，这一过程液体中气泡得到减少，部分气泡挥发聚集到液面上方空间，仍留在液体中的气泡在经过滤网布I 14-2时被打碎和经过滤网布II 14-3、滤网布III 14-4时被彻底过滤。与液体分离后的所有气泡均聚集于液面上方空间，出现气液界面，随气体增多，气体空间扩大，液面下降；随着气体外排，液面上升。本发明既可用手动截止球阀II 23控制排气和控制液面稳定，也可通过音叉式物位限位开关12与电磁阀7电气信号反馈连锁来控制排气口的启闭，将液面上方空间的气体自动排出，并维持罐体13内液面的恒定，使最终流向流量计的液体为无气泡、无杂质颗粒的纯净液体，从而确保了流量计的计量精度和使用寿命不受到管内液体中气泡和杂质颗粒的影响。
[0031]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制性，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种用于流量测试的管路液体排气装置，包括罐体，其特征在于:所述罐体通过螺栓组件及耐油橡胶密封垫板与顶盖装配连接，形成可实现油、气密封的容器空间；所述罐体上设有进口螺座、出口螺座，所述进口螺座、出口螺座位于通过中心轴的同一平面上，且进口螺座的位置高于出口螺座的位置，所述出口螺座相对圆中心偏左30-60°处竖直焊有液位计安装座，所述液位计安装座中装有带刻度的液位计，所述出口螺座相对圆中心偏右30-60°处竖直等距焊有3-6个音叉式物位限位开关安装螺座，中间螺座上安装有音叉式物位限位开关，其余螺座上安装有六角头堵头，为音叉式物位限位开关备用安装螺座；所述罐体内在垂直液体进、出流向且通过中心轴的平面内两边对称焊有滤网安装导槽，所述滤网安装导槽内插有滤网，且滤网底部与罐体底板接触；所述罐体内滤网与进口螺座之间焊有隔板，所述隔板与滤网平行，所述隔板与罐体内壁焊接，且隔板底端与罐体底板之间留有间隙；所述顶盖正中焊有电磁阀安装接头总成，在顶盖任一半径中点位置焊有手动排气阀安装接头，所述电磁阀安装接头总成连接有电磁阀，所述电磁阀通过线路与音叉式物位限位开关相连；所述手动排气阀安装接头上安装有手动截止球阀I，所述进口螺座连接有过渡接头I，所述过渡接头I连接有透明软管I，所述出口螺座通过过渡接头II连接有手动截止球阀II，所述手动截止球阀II的另一端连接有过渡接头III，所述过渡接头III连接有透明软管II。
2.根据权利要求1所述的用于流量测试的管路液体排气装置，其特征在于:所述罐体为焊接而成的圆桶状罐体。
3.根据权利要求1或2所述的用于流量测试的管路液体排气装置，其特征在于:所述罐体的表面对称焊有两个提手，所述提手所在平面过罐体的中心轴，且该平面与进口螺座、出口螺座所在平面垂直。
4.根据权利要求1或2所述的用于流量测试的管路液体排气装置，其特征在于:所述滤网为由不锈钢滤网 布骨架1、滤网布1、滤网布I1、滤网布II1、不锈钢滤网布骨架II叠放组合而成的整体结构。
5.根据权利要求1或2所述的用于流量测试的管路液体排气装置，其特征在于:所述进口螺座、出口螺座、音叉式物位限位开关安装螺座均是内锥管螺纹，内锥管螺纹孔与罐体内腔相通；顶盖上的手动排气阀安装接头内孔、电磁阀安装接头总成内孔以及罐体上液位计安装座上下两安装螺孔均与罐体内腔相通。
6.根据权利要求1或2所述的用于流量测试的管路液体排气装置，其特征在于:所述进口螺座靠近罐体顶端，低于滤网安装导槽；所述出口螺座底部高于罐体底板上平面。
7.根据权利要求1或2所述的用于流量测试的管路液体排气装置，其特征在于:带刻度的液位计的透明体通过上下的空心螺钉、橡皮垫圈、O形橡胶圈安装在液位计安装座上。
【文档编号】G01F15/08GK104019863SQ201410288541
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】文炳培, 刘建坤, 钟家衡, 晏喜, 唐晟 申请人:湘电重型装备有限公司