专利名称：一种分体式两相流液位控制器的制作方法
技术领域：
本发明属于自动控制技术领域，涉及到容器内部液位的控制方法，特别涉及一种分体式两相流液位控制器。
背景技术：
液位控制器是工业生产中广泛应用的设备，目前工业上广泛采用的液位调节器有机械式、气动式和电动式。它们都是通过外部的机械、电气或气动装置实现液位的自动调节与控制。这些调节器均因其执行机构动作频繁、易磨损、易腐蚀而经常卡涩等故障，或因电气、气动元件以及线路等故障使液位失控，严重影响设备和系统的安全、经济运行；影响工艺过程、产品的质量和数量。因而迫切需要发明更新颖、更实用、更可靠的液位控制器。上世纪九十年代中兴起的以汽液两相流流动特性为原理而产生的“汽液两相流液位自动调节器”就是适应这种要求的一种专利产品，如中国专利ZL92232825.0公开的汽液两相流自调节水位控制器，中国专利ZL94246917.8公开的一种自调节液位器，中国专利ZL95210632.9公开的压差式自调节液位控制器，中国专利ZL97239699.3公开的智能式自调节液位控制器，中国专利ZL97242212.9公开的自调节液位控制器。
上述专利具有很多显著优点，因而在工业上得到广泛应用，如“汽液两相流液位控制器”，但该液位控制器在结构上仍显笨重；在系统连接、维修和布置上不够灵活、方便。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种分体式两相流液位控制器。
实现上述目的的技术解决方案是，一种分体式两相流液位控制器，其特征在于，它包括一工业容器，该工业容器上方有液体入口，下面有排液管，排液管的出口被分为输液管和旁路管两路；在该工业容器内的液面的上方设置有一个汽流变送器，汽流变送器通过管路连接有三通；输液管的管路上安装有第一闸阀并连接有一个节流降压元件，节流降压元件通过管路与汽流变送器引出的三通连通；该三通的另一端还和一个两相流控制器连通，该两相流控制器通过管路上的第二闸阀与出口管连通；旁路管的管路上安装有第三闸阀并和出口管连通。
本发明的其它一些特点是，所述的汽流变送器是一个开口向下的弯管或水平剖管焊接管段，用于改变输出汽体流量。
所述的节流降压元件是一个孔板，用于工业容器的排出液体产生降压。
所述的两相流控制器是一个孔板或渐缩喷嘴，用于控制输液管输出液体流量。
本发明利用汽液两相流的流动特性来改变输出液体的能力，达到液位控制的目的。在压差和管道断面特性一定的情况下，管内流动的两相流体有如下规律和特性即管内的两相流中汽体的含量愈大，则管内流过的液体流量就越小，反之，管内的两相流中汽体的含量愈小，则管内流过的液体流量就越大。
本发明的分体式两相流液位控制器调节性能良好，液位稳定，实现了无机械运动部件、无电气气动元件、全密封无泄漏，安全性、可靠性特别好，使用寿命长，由于是分体部件，重量轻，结构简单，体积小，便于现场安装布置及维修。
图1是本发明的结构示意图；图2是剖管焊接管段结构图；其中(a)为安装示意图，(b)为结构图，(c)为(b)的侧视图；图3是断面含汽量变化与液体所占断面的形象示意图。
以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式
分体式两相流控制器结构如图1所示。它由工业容器(液位控制对象)1，汽流变送器2，节流降压元件3，两相流控制器4以及三通8、三个闸阀5、7、9等设备组成。具体连接描述如下，工业容器1底部的排液管12与第一闸阀9连接，第一闸阀9后连接节流降压元件3，节流降压元件3之后通过三通8分别与两相流控制器4和汽流变送器2引出的管道相连，两相流控制器4后连接第二闸阀5及出口管6。在工业容器1底部的排液管12与闸阀5后的出口管6之间连接一根旁路管10，该管中间接第三闸阀7。
其液位调节控制由三部分组成即汽流变送器、节流降压元件和两相流控制器。
汽流变送器它是一个置于液面上，且开口向下的弯管，如图1中2所示。其作用是随液面变化而改变液面与弯管开口的间隙Δh，从而改变输出汽体流量的一个元件。它类似常规自动调节控制器中的传感变送器。根据不同工业容器的结构要求，它可以是水平进入工业容器的水平剖管焊接管段，如图2所示。
节流降压元件它是一个孔板，如图1中3所示，其作用是通过该节流元件，使工业容器1中排出液体产生降压，将压力从P1降至P3(P1＞P3)，目的是使汽流变送器(图1中的标号2)的汽流顺利注入三通8中，由此在三通8和两相流控制器4中形成汽、液两相流体。
两相流控制器它是一个孔板或渐缩喷嘴，如图1中4所示，其作用是控制输液管11输出液体流量的大小。其改变(输出)液体流量大小的原理是当两相流流过一个固定断面(即两相流控制器中的孔板或喷嘴)时，流体中含汽量愈大，则流过的液体量就越小，反之，流体中含汽量愈小，则流过的液体量就越大。断面的两相含量变化如图3所示。假设将均匀混合的两相流在固定断面上示意性分开，并占有断面不同的面积。从图3中看出，图3中由①变动到③，随着断面的汽含量逐步增加，断面的液体含量便逐步减少；反之，由③变动到①，随着断面的汽含量逐步减少，断面的液体含量便逐步增大。这与自动控制器中的执行机构——调节阀关小(从①—→③)，开大(从③—→①)的效果相似。由此本专利便实现了没有运动部件的执行机构——两相流控制器，而能够改变输液管11输出液体流量的大小。
分体式两相流液位控制器是这样实现液位的自动控制由于工业容器1入口流量增加，液位上升，这时汽流变送器2平口与液面13的间隙Δh变小，因而输出汽量减少，由此进入两相流控制器4的汽量减少，在两相流控制器4断面不变情况下，将使汽体占有断面的面积减少，液体通过断面面积增加，故而输出液体流量加大，反之，由于工业容器1入口流量减少，液位下降，这时汽流变送器2平口与液面13的间隙Δh变大，因而输出汽量增大，由此进入两相流控制器4的汽量增大，在两相流控制器4断面不变情况下，将使汽体占有断面的面积增大，液体通过断面面积减少，故而输出液体流量减少。就这样，在汽流变送器2和两相流控制器4(执行机构)的联合作用下，当流出与流入流量达到平衡时，液位维持稳定。从而实现了工业容器1的液位自动调节控制。三个闸阀9、5、7是作为液位控制器调试时使用。
本发明经过试验，获得很好效果，有望发展成新一代两相流液位控制器的产品。
权利要求
1.一种分体式两相流液位控制器，其特征在于，它包括一工业容器(1)，该工业容器上方有液体入口，下面有排液管(12)，排液管(12)的出口被分为输液管(11)和旁路管(10)两路；在容器(1)内的液面(13)的上方设置有一个汽流变送器(2)，汽流变送器(2)通过管路连接有三通(8)；输液管(11)的管路上安装有第一闸阀(9)并连接有一个节流降压元件(3)，节流降压元件(3)通过管路与汽流变送器(2)引出的三通(8)连通；该三通(8)的另一端还和一个两相流控制器(4)连通，该两相流控制器(4)通过管路上的第二闸阀(5)与出口管(6)连通；旁路管(10)的管路上安装有第三闸阀(7)并和出口管(6)连通。
2.如权利要求1所述的分体式两相流液位控制器，其特征在于，所述的汽流变送器(2)是一个开口向下的弯管或水平剖管焊接管段。
3.如权利要求1所述的分体式两相流液位控制器，其特征在于，所述的节流降压元件(3)是一个孔板。
4.如权利要求1所述的分体式两相流液位控制器，其特征在于，所述的两相流控制器(4)是一个孔板或渐缩喷嘴。
全文摘要
本发明公开了一种分体式两相流液位控制器，它由工业容器、汽流变送器、节流降压元件和两相流控制器组成，利用汽液两相流的流动特性来改变输出液体的能力，达到控制液位的目的。分体式两相流液位控制器具有调节性能良好，液位稳定，无机械运动部件与电气、气动元件，全密封无泄漏，使用寿命长，结构简单，便于现场安装布置及维修等优点。
文档编号G05D9/00GK1619448SQ200410073350
公开日2005年5月25日 申请日期2004年12月6日 优先权日2004年12月6日
发明者林万超, 陈国慧, 邢秦安 申请人:西安交通大学