專利名稱：自力式液體控制裝置及相關(guān)信號檢拾聯(lián)鎖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自力式物位儀表及其聯(lián)鎖控制方法，用于動態(tài)自動控制儲液容器中的液體液位。
背景技術(shù)：
早期液體液位靠人工目視監(jiān)測，如玻璃管、量尺或浮子滑輪重錘組合等，不足之處是技術(shù)方案為非自動化技術(shù)，不適應(yīng)現(xiàn)代化大工業(yè)自動化的需要。
現(xiàn)有液體液位多數(shù)利用電測技術(shù)來監(jiān)測，先進的有超聲物位計、微波物位計、電導(dǎo)法、電容法、光纖監(jiān)測法等，不足之處是必須用電和能源驅(qū)動，罐旁儀表與控制室必須用電纜或光纜連接，僅起耳目監(jiān)測作用，沒有執(zhí)行器功能，工藝復(fù)雜、維修保養(yǎng)麻煩、成本高，不適應(yīng)易燃、易爆危險品儲液環(huán)境的安全要求，關(guān)鍵時有失靈，稍有疏忽或故障，就會導(dǎo)致儲液超限溢冒事故，造成能源浪費，環(huán)境污染，引發(fā)意外火災(zāi)和人身傷亡等重大安全事故。
在CN2194009Y中公開了一種動態(tài)大流量液體液位自動控制裝置，它的目的是提供一種動態(tài)大流量液體液位自動閥門，構(gòu)成包括閥體、閥門和浮子，其不足之處是閥門5，6在漏蓋7上，導(dǎo)致閥位處于不穩(wěn)定狀態(tài)，重復(fù)使用過程中，經(jīng)液流的沖擊及其它物理因素的干擾，造成閥門扁移而發(fā)生誤動作，工作不可靠；截流時產(chǎn)生嚴(yán)重的水擊現(xiàn)象，損害管路設(shè)備；閥口液體噴濺，用于易燃、易爆危險性油品時，易產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致意外火災(zāi)，使用不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種更加靈敏準(zhǔn)確，方便可靠、無須用電、不耗能、防靜電、防水擊、本質(zhì)安全、維修量少的自力式、集監(jiān)測與執(zhí)行一體化的液體液位自動化控制儀表，且提供一種相關(guān)信號檢拾聯(lián)鎖控制方法，遠(yuǎn)傳聯(lián)網(wǎng)，自動關(guān)停泵閥，在儲液容器動態(tài)儲液過程中，防范超越安全限位形成事故，特別對易燃、易爆、毒腐性的液體，有效防范超限溢冒形成的能源浪費，環(huán)境污染，及由此引發(fā)的意外火災(zāi)和人身傷亡事故。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種自力式液體控制裝置，包括殼體、閥口、閥芯、浮體和輸液管道，其特征是a，殼體內(nèi)裝有護芯罩，護芯罩上有制導(dǎo)構(gòu)造，護芯罩內(nèi)裝有閥芯，閥芯上有與制導(dǎo)構(gòu)造相適配的導(dǎo)向器；殼體外的閥口上方裝有護芯罩，護芯罩上有制導(dǎo)構(gòu)造，護芯罩內(nèi)裝有浮動閥門，浮動閥門上有與制導(dǎo)構(gòu)造相適配的導(dǎo)向器；護芯罩與閥口、殼體間有液體通過間隙，閥芯與浮動閥門通過穿過閥口的繩鏈相連接，浮動閥門與浮體通過連動器相連接，或者
b，殼體內(nèi)裝有護芯罩，護芯罩上有制導(dǎo)構(gòu)造，護芯罩內(nèi)裝有閥芯，閥芯上有與制導(dǎo)構(gòu)造相適配的導(dǎo)向器，護芯罩與閥口、殼體間有液體通過間隙，閥芯與浮體通過穿過閥口的連動器相連接，或者c，殼體外的閥口上裝有護芯罩，護芯罩上有制導(dǎo)構(gòu)造，護芯罩內(nèi)裝有浮動閥門，浮動閥門上有與制導(dǎo)構(gòu)造相適配的導(dǎo)向器，護芯罩與閥口、殼體間有液體通過間隙，或者d，殼體內(nèi)裝有護芯罩，護芯罩上有制導(dǎo)構(gòu)造，護芯罩內(nèi)裝有閥芯，閥芯上有與制導(dǎo)構(gòu)造相適配的導(dǎo)向器，護芯罩與閥口、殼體間有液體通過間隙，導(dǎo)向器穿過殼體底部的孔洞與浮體相連。
提供了一系列自力式液體液位控制裝置技術(shù)方案，a為高、低位雙向控制，b為高位控制，c為低位控制，d為可移動式高位控制。
應(yīng)用護芯罩的積極效果是(一)保證液體流動通暢；(二)流動的液體不干擾閥芯；(三)將閥芯簡化成一個特征構(gòu)件，安裝靈活、可靠；(四)閥芯與閥口間形成倒置的旋流、旋渦，使閥芯動作時快速、準(zhǔn)確；(六)為殼體上的輸液管道多向安裝提供了前提；護芯罩上的制導(dǎo)構(gòu)造與導(dǎo)向器是成對構(gòu)件，可互為管、桿(管)，孔、桿(管)，槽軌，活頁或其它導(dǎo)向運動結(jié)構(gòu)，積極效果是確保閥芯定位良好，動靜受導(dǎo)，閥位不受液流和其它物理因素干擾，靈敏可靠。
殼體或閥芯上有安全限壓構(gòu)造，該構(gòu)造可為安全閥、泄壓孔或其它限壓結(jié)構(gòu)，防止管路在動態(tài)截流時產(chǎn)生水擊對設(shè)備的破壞作用，最好做成螺栓狀，裝在殼體底面，兼具排污作用，且便于檢修。連動器為硬質(zhì)桿管、鏈索、柔繩或三者的組合，多種選擇，靈活方便，調(diào)節(jié)連動器的長度，即可控制液體高度。殼體底面或者側(cè)面有對外連通的輸液管道，角度任意，使得安裝實施更為方便適用。浮體可以是單個或多個浮子的組合。儲液容器可以是立罐、臥罐、槽車和水箱等。
殼體外的閥口上有導(dǎo)流器，管端截成斜面，最好側(cè)壁多孔，有利于液體向周邊均勻擴散，減消靜電，避免噴濺和旋流。其中技術(shù)方案b中的導(dǎo)流器連通儲液容器，上有讓連動器變向的滑輪，殼體可以水平至垂直中的任意角度安裝于輸液管上，置于儲液容器內(nèi)部或外部，置于內(nèi)部為優(yōu)。
殼體或輸液管道與儲液容器相連，殼體(或部分殼體)、連動器和浮體(或浮動閥門)可在儲液容器內(nèi)，安全防凍，其中技術(shù)方案b中儲液容器，可用導(dǎo)管連通其它儲液箱罐，成為連通器，在此，儲液容器可以作為液位標(biāo)定指示器使用。
閥芯有一定自重，浮動閥門的比重小于儲液比重，閥芯重量大于浮動閥門的浮力，以便于靠其自重下沉開閥，再靠浮體的浮力上浮關(guān)閥，閥芯或浮動閥門與閥口的截流接觸面為相互密封面，其中一面最好有彈性密封材料，以便于閥門密封。
本發(fā)明的相關(guān)信號檢拾聯(lián)鎖方法，是這樣實現(xiàn)的，一種相關(guān)信號檢拾聯(lián)鎖方法，包括信號檢拾及聯(lián)鎖控制，其特征在于動態(tài)輸儲液體時，儲液容器內(nèi)的液體是/否到達(dá)限位設(shè)定，在浮體浮力作用下的閥芯或浮動閥門作出相應(yīng)的截流/非截流動作，從而引起f，輸液管內(nèi)液體壓力高/低的變化，發(fā)生壓力階躍信號，發(fā)現(xiàn)該階躍信號與液體設(shè)定限位密切相關(guān)，由裝在輸液管上的壓力敏感元件檢測出來，變換為ON/OFF信號，用于聯(lián)鎖與自動控制相關(guān)設(shè)備的開/關(guān)狀態(tài)，或者g，輸液管內(nèi)液體流量無/有的變化，發(fā)生流量階躍信號，發(fā)現(xiàn)該階躍信號與液體設(shè)定限位密切相關(guān)，由裝在輸液管上的流量敏感元件檢拾出來，變換為ON/OFF信號，用于聯(lián)鎖與自動控制相關(guān)設(shè)備的開/關(guān)狀態(tài)。
為得到更加積極效果，相關(guān)設(shè)備、壓力敏感元件或流量敏感元件和ON/OFF信號，可組合成一體化。其中壓力敏感元件可以是彈簧管、波紋膜盒或其它測壓系統(tǒng)，流量敏感元件可以是流量孔板或其它測流量系統(tǒng)，裝在輸液管上，轉(zhuǎn)換出的ON/OFF信號為電接點常開/常閉開關(guān)或無觸點開關(guān)，可用電接點壓力表代替，相關(guān)設(shè)備為繼電器、接觸器、電磁閥、聲光報警器、電腦或通訊器材等，最好是電磁閥(其上帶有類似接觸器那樣的自補電觸點)，彈簧管，電接點開/閉切換開關(guān)，調(diào)整工作參數(shù)的調(diào)整裝置和指示裝置，按紐和接線盒，組裝在一個殼體內(nèi)，組成機電一體化裝置，便于實施和控制。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(一)結(jié)構(gòu)簡潔，維護簡單，靈敏準(zhǔn)確，方便可靠，性價比好。
(二)功能強大，既能單向控制高位或低位，也能雙向控制高位和低位，進出液共管，不用人工值守，不須用電，不耗能，防靜電，防水擊，自力式，自動化，動態(tài)限位，無電截流，本質(zhì)安全。
(三)安裝適用范圍廣，既能立式安裝，也能臥式安裝，還能制成移動式；既能安裝于儲液容器的底面、側(cè)面或上面，也能安裝于內(nèi)部或外部，無論儲液容器大小、高低，還是立、臥、移動車輛都能適用。
(四)適應(yīng)多種介質(zhì)，對不同物化性能的液體使用相應(yīng)適宜的制造材料，可滿足各種有機溶液(如汽油、苯類油品)和無機溶液(如酸堿鹽溶液(包括水))的倉儲安全生產(chǎn)需要。
(五)市場面廣，適用于各行各業(yè)(工業(yè)、軍隊、民用)的各式各樣的儲液容器，特別為眾多石油庫和加油站液態(tài)危險品罐槽提供了超前安全管理的技術(shù)平臺，提高了安全生產(chǎn)系數(shù)。
(六)防災(zāi)避害強，既可防止儲液容器超限抽癟，又可防止儲液超限溢冒，特別對易燃、易爆、毒腐液體，有效防范超限溢冒形成的能源浪費，環(huán)境污染，及由此引發(fā)的意外火災(zāi)和人身傷亡事故！(七)獨特的信號檢拾聯(lián)鎖方法進一步實現(xiàn)了儲液生產(chǎn)過程中，集液位監(jiān)測與執(zhí)行截流一體化的同時，發(fā)現(xiàn)信號，檢拾出來，用于聯(lián)鎖控制關(guān)閥停泵，遠(yuǎn)傳聯(lián)網(wǎng)，聲光報警，進一步提高了自動化程度，為倉儲生產(chǎn)過程自動控制和安全超前管理，提供了準(zhǔn)確可靠的數(shù)字信息。


本發(fā)明附圖的圖面說明如下圖1是總體方案原理示意圖。
圖中，1為殼體，12為導(dǎo)流器，14為浮體，13為連動器，18為輸液管道，31為輸液管，30為儲液容器，36為電接點開/閉切換開關(guān)，32為彈簧管(壓力敏感元件)，33為電磁閥，29為電磁閥自補電觸點，34為調(diào)整裝置，35為指示裝置。
圖2是高、低位雙向控制結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1為殼體，5為護芯罩，3為制導(dǎo)構(gòu)造，4為閥芯，2為導(dǎo)向器，6為間隙，8為閥口，11為護芯罩，9為制導(dǎo)構(gòu)造，17為浮動閥門，10為導(dǎo)向器15為限壓構(gòu)造，16為輸液管道，12為導(dǎo)流器，7為繩鏈，14為浮體，13為連動器。
圖3是臥式高位控制結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1為殼體(水平臥式側(cè)面裝，也可豎直底裝，或兩者之間任意角度安裝，還可裝在儲液容器外或內(nèi))，25為護芯罩(斜裝式)，23為制導(dǎo)構(gòu)造(與導(dǎo)向器互為活頁)，24為閥芯(門式)，22為導(dǎo)向器，8為閥口，19為限壓構(gòu)造(孔眼)，16為輸液管道，26為導(dǎo)流器(也可與儲液容器底部豎直或傾斜連接，還可以與其它儲液箱罐相連通成連通器，參看圖4)，14為浮體，13為連動器，27為滑輪(可讓連動器變向)，30為儲液容器。
圖4是連通器式結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1為殼體，16為輸液管道，38為導(dǎo)流器，14為浮體，13為連動器，30為儲液容器(可為限位設(shè)定指示器)，37為箱罐。
圖5是低位控制結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1為殼體，5為護芯罩，21為制導(dǎo)構(gòu)造(孔)， 2為導(dǎo)向器(桿)，6為間隙，8為閥口，17為浮動閥門(比重輕于儲液)16為輸液管道。
圖6是插入式高位控制結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1為殼體，20為護芯罩，3為制導(dǎo)構(gòu)造(管)，18為閥芯，2為導(dǎo)向器(桿)，8為閥口，16為輸液管道(可連接到加油鶴管頭部，控制油罐車的安全高液位)，28為導(dǎo)流器(可插入油罐內(nèi))，14為浮體。
具體實施例方式
本發(fā)明下面結(jié)合附圖及實施例作進一步描述。
如圖1、圖2所示，起動泵閥，進液時，液體經(jīng)過輸液管(31)，輸液管道(16)，液體通過間隙(6)、閥口(8)，導(dǎo)流器(12)進入儲液容器(30)，由于護芯罩(5)的保護，閥芯(4)不為液流所動，浮動閥門(17)浮起于護芯罩(11)內(nèi)，互不干擾；液體持續(xù)打進，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的高位時，浮體(14)浮起，牽引連動需(13)，提起閥芯(4)，在液流動力作用與制導(dǎo)機構(gòu)(3)和導(dǎo)向器(2)的制導(dǎo)下，閥芯(4)與閥口(8)相會，截斷液流，進液態(tài)勢不除，控制裝態(tài)不止，限壓構(gòu)造(15)防止水擊過度；出液時，與進液路徑相反，當(dāng)液位降到設(shè)定低位時，浮動閥門(17)下移，在制導(dǎo)機構(gòu)(9)和導(dǎo)向器(10)的引導(dǎo)下，與閥口(8)相會截流；在液體不到高位、低位控制位時，按生產(chǎn)需要，液體進、出自由，且可共用輸液管道。截流的同時，由于流體動力變化作用，輸液管(31)內(nèi)的液體壓力發(fā)生階躍狀變化，該變化使得裝在輸液管(31)的壓力敏感元件彈簧管(32)的位移發(fā)生相應(yīng)變化，驅(qū)動電接點開/閉切換開關(guān)(36)(首次工作之前，用調(diào)整裝置(34)、指示裝置(35)，依據(jù)現(xiàn)場要求調(diào)校好彈簧管的工作參數(shù))，原先閉合的接點斷開，令電磁閥(33)失電關(guān)閉(其自帶自樸電觸點(29)也隨即斷開)，原先斷開的接點閉合，起動JL、D聲光報警器報警，起動繼電器J控制相關(guān)的輸液泵等動力設(shè)備。圖1中給出了高液位信號檢拾聯(lián)鎖方法示意圖，虛線框內(nèi)的壓力元件、帶電接點的電磁閥、電接點切換開關(guān)及相應(yīng)的主令按紐和接線盒可裝配一個外殼內(nèi)，組成機電一體化新儀表。
權(quán)利要求
1.一種自力式液體控制裝置，包括殼體、閥口、閥芯、浮體和輸液管道，其特征是a，殼體(1)內(nèi)裝有護芯罩(5、11、20、25)，護芯罩上有制導(dǎo)構(gòu)造(3、9、21、22)，護芯罩內(nèi)裝有閥芯(4、18、24)，閥芯上有與制導(dǎo)構(gòu)造相適配的導(dǎo)向器(2、10、23)；殼體(1)外的閥口(8)上方裝有護芯罩(5、11)，護芯罩上有制導(dǎo)構(gòu)造(3、9、21)，護芯罩內(nèi)裝有浮動閥門(17)，浮動閥門上有與制導(dǎo)構(gòu)造相適配的導(dǎo)向器(2、10)；護芯罩與閥口、殼體間有液體通過間隙(6)，閥芯與浮動閥門通過穿過閥口(8)的繩鏈(7)相連，浮動閥門(17)與浮體(14)通過連動器(13)相連，或者b，殼體(1)內(nèi)裝有護芯罩(5、11、20、25)，護芯罩上有制導(dǎo)構(gòu)造(3、9、21、22)，護芯罩內(nèi)裝有閥芯(4、18、24)，閥芯上有與制導(dǎo)構(gòu)造相適配的導(dǎo)向器(2、10、23)，護芯罩與閥口(8)、殼體(1)間有液體通過間隙(6)，閥芯(4、18、24)與浮體(14)通過穿過閥口(8)的連動器(13)相連，或者c，殼體(1)外的閥口(8)上方裝有護芯罩(5、11)，護芯罩上有制導(dǎo)構(gòu)造(3、9、21)，護芯罩內(nèi)裝有浮動閥門(17)，浮動閥門上有與制導(dǎo)構(gòu)造相適配的導(dǎo)向器(2、10)，護芯罩與閥口、殼體間有液體通過間隙(6)，或者d，殼體(1)內(nèi)裝有護芯罩(5、11、20)，護芯罩上有制導(dǎo)構(gòu)造(3、9、21)，護芯罩內(nèi)裝有閥芯(4、18)，閥芯上有與制導(dǎo)構(gòu)造相適配的導(dǎo)向器(2、10)，護芯罩與閥口(8)、殼體間有液體通過間隙(6)，導(dǎo)向器穿過殼體底部的孔洞與浮體(14)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是殼體(1)或閥芯(4、18、24)上有安全限壓構(gòu)造(15、19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是殼體(1)外的閥口(8)上有導(dǎo)流器(12、26、28、38)，殼體底面或者側(cè)面有對外連通的輸液管道(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是殼體(1)或輸液管道(16)與儲液容器(30)相連，殼體(或部分殼體)(1)、連動器(13)和浮體(14)或浮動閥門(17)在儲液容器(30)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4b，所述的裝置，其特征是儲液容器(30)連通其它儲液箱罐(37)，成為液位指示器式的連通器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3b，所述的裝置，其特征是導(dǎo)流器(26)上有讓連動器(13)改變方向的滑輪(27)。
7.一種相關(guān)信號檢拾聯(lián)鎖方法，包括信號檢拾及聯(lián)鎖控制，其特征在于動態(tài)輸儲液體時，儲液容器(30)內(nèi)的液體是/否到達(dá)液體限位設(shè)定，在浮體(14)浮力的作用下的閥芯(4，18，24)或浮動閥門(17)作出相應(yīng)的截流/非截流動作，從而引起f，輸液管(31)內(nèi)液體壓力高/低的變化，發(fā)生壓力階躍信號，發(fā)現(xiàn)該階躍信號與液體設(shè)定限位密切相關(guān)，由裝于輸液管(31)上的壓力敏感元件檢拾出來，變換為ON/OFF信號，用于聯(lián)鎖與自動控制相關(guān)設(shè)備的開/關(guān)狀態(tài)，或者g，輸液管(31)內(nèi)液體流量無/有的變化，發(fā)生流量階躍信號，發(fā)現(xiàn)該階躍信號與液體設(shè)定限位密切相關(guān)，由裝于輸液管(31)上的流量敏感元件檢拾出來，變換為ON/OFF信號，用于聯(lián)鎖與自動控制相關(guān)設(shè)備的開/關(guān)狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于壓力敏感元件或流量敏感元件和ON/OFF信號與相關(guān)設(shè)備為一體化組合結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于壓力敏感元件為彈簧管、波紋膜盒、電感、電容或其它壓力傳感器，流量敏感元件為流量孔板或其它流量傳感器，ON/OFF信號為電接點式切換開關(guān)或半導(dǎo)體無觸點開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于相關(guān)設(shè)備為電磁閥(33)，其上帶有自補電觸點(29)，壓力敏感元件為彈簧管(32)，ON/OFF信號為電接點開/閉切換開關(guān)(36)，有調(diào)整壓力設(shè)定的調(diào)整裝置(34)和指示裝置(35)，按紐和接線盒，組裝在一個外殼內(nèi)。
全文摘要
一種自力式液體控制裝置及相關(guān)信號檢拾聯(lián)鎖方法，其特征是帶有導(dǎo)向器的閥芯在帶有制導(dǎo)構(gòu)造的護芯罩內(nèi)，裝在帶有閥口的殼體內(nèi)與/或外，傳感浮體通過連動器或?qū)蚱骱烷y芯相連，閥口上有導(dǎo)流器，殼體上有限壓構(gòu)造和輸液管道，實現(xiàn)了依靠自力自動控制儲液罐槽中的高液位、低液位，特點是不用電，防靜電，自力式，無電截流，本質(zhì)安全；也披露了相關(guān)ON/OFF信號的發(fā)現(xiàn)、檢拾和用于聯(lián)鎖控制的獨特方法，進一步實現(xiàn)了動態(tài)儲運液體時，在無電截流的同時關(guān)停泵閥，聲光報警，遠(yuǎn)傳聯(lián)網(wǎng)，特別對易燃、易爆和毒腐性的液體，有效防范超限溢冒形成的能源浪費，環(huán)境污染，及由此引發(fā)的意外火災(zāi)和人身傷亡事故，適用于各行各業(yè)、各種各樣儲液罐槽及容器。
文檔編號G05D9/12GK1458556SQ0312877
公開日2003年11月26日 申請日期2003年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月10日
發(fā)明者費道存, 費瑋 申請人:費道存