CN104058194A - 空气管头和对罐进行排放或者允许液体流出的方法 - Google Patents

Abstract

一种空气管头和对所述罐进行排放或者允许液体流出的方法。所述空气管头具有界定排放通道和腔室的壳体。排放通道具有向下通入腔室中的端部端口。浮动构件布置在腔室中并被引导用于在封闭端部端口的最上部位置与隔开在端部端口之下的最下部位置之间的引导运动。腔室通过至少一个侧部端口与空气管头的周围环境连通。处于其最下部位置中的浮动构件的面向下的表面部分在基本上全部侧面方向上被遮蔽，并且处于其最下部位置中的浮动构件的上表面部分通过所述侧部端口暴露。

Description

空气管头和对罐进行排放或者允许液体流出的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对船舶的罐（诸如压载罐、油罐、清水（淡水）罐或污水罐）进行排放的空气管头。

背景技术

当用液体填充船舶的罐时，由于罐被填充而需要对其排放以允许空气从罐中逸出。此外，在许多情况中，为了这个目的而设置的一个或多个排放口还需要能够用作溢流通道，以便当罐填充至其最大容量时允许液体流出而保护泵和罐免于损坏。相反地，当罐被清空时，排放口提供了通道，该通道允许空气进入罐以占据由排出的液体留下的体积。此外，排放口允许空气流入和流出罐以补偿由于温度的变化而产生的压力差。

对于具有位于船舶的甲板处或另外地暴露于波浪的外部开口的排放口来说，必须确保即使当暴露于恶劣气候中并伴随有大量溅出的水或者甚至波浪漫过甲板时，没有溅出的水（或没有大量的溅出的水）能进入排放口。这样的空气管头的实例从荷兰专利1014531号中根据权利要求1的前序部分是已知的。这样的空气管头具有界定（bounding）排放通道和腔室的壳体，其中排放通道具有向下通入腔室中的端部端口。浮动构件布置在腔室中并被引导用于在封闭端部端口的最上部位置与在端部端口之下隔开的最下部位置之间的引导运动。腔室通过至少一个侧部端口与空气管头的周围环境连通。在溅出的水和波浪漫过甲板并朝向端部端口进入腔室中的情况下，则促使浮动构件上浮抵靠端部端口并暂时封闭端部端口以防止水进入，直到水已流走，并且浮动件再次降回其最下部位置以使排放口的端部端口不受约束。依据水通过空气管头的进入必须被避免的程度，侧部端口可具有在浮动件处于其最下部位置时位于浮动件的上端部之上或附近以便实现高的流速的上端部，或者具有位于较低水平面处的上端部，例如，位于处于其最下部位置的浮动件的中央之下或接近处于其最下部位置的浮动件的下端部，以更有效地遮蔽端部端口以防止水进入。

在许多应用中，这样的空气管头的重要特性在于：空气进入罐中的流速，以便罐可被迅速清空；以及液体流出罐的流速，以便甚至当罐以高的流速被填充直至液体通过排放口溢出时也不会发生损坏。将侧部端口的上轮廓线布置得较低通常将以可实现的流速为代价。

发明内容

本发明的目的是提供一种允许较高流速的环境空气进入罐中的空气管头。

根据本发明，通过提供一种空气管头实现这个目的。所述空气管头包括界定排放通道以及腔室的壳体，其中所述排放通道具有向下通入所述腔室中的端部端口，其中浮动构件布置在所述腔室中并被引导用于在封闭所述端部端口的最上部位置与在所述端部端口之下隔开的最下部位置之间的引导运动，并且其中所述腔室通过至少一个侧部端口与所述空气管头的周围环境连通，其中，处于最下部位置中的所述浮动构件的面向下的表面部分在基本上全部侧面方向上被遮蔽，并且处于最下部位置中的所述浮动构件的上表面部分通过所述侧部端口暴露。

由于处于其最下部位置中的浮动构件的面向下的部分基本上在全部侧面方向上被遮蔽（即，在其中一个侧部端口或多个侧部端口面向的侧面方向上也被遮蔽），并且使处于其最下部位置中的浮动构件的上表面部分通过一个或多个侧部端口暴露，浮动构件的面向下的表面部分基本上免于受到通过一个侧部端口或多个侧部端口朝向排放通道流进的空气，因此至少减少了由气流施加到浮动构件上的升力，并且可达到较高的流速而不会使浮动构件朝向其封闭端部端口的最上部位置升起。由于浮动构件的上部暴露，因此遮蔽没有形成这样的约束，所述约束减少腔室中可用于空气穿入和穿出或可用于液体流出的自由截面面积。因此，其中浮动构件在其较低位置中的空气管头的容量基本上是未折损的（uncompromised）。

本发明还可以在一种方法中得到体现，在该方法中使用了这样的空气接头。所述方法当船舶的罐被填充至所述罐的最大容量时通过包括所述空气管头的排放口来对所述罐进行排放或者允许液体流出。

在下文中参照附图来描述本发明的另外的目的、特征、效果和细节。

附图说明

图1为根据本发明的空气管头的实例的透视图；

图2为根据图1的空气管头的透视截面图，其中箭头表示内部的气流；

图3为根据本发明的空气管头的两个实例的半部的截面的侧视图，左侧的半部是根据图1和图2的空气管头；

图4为根据图1和图2以及图3的左侧部分的空气管头的侧示图，其中浮动构件处于其最下部位置中；以及

图5为根据图1、图2、图3的左侧部分以及图4的空气管头的侧示图，其中浮动构件处于其最上部位置中。

具体实施方式

首先参照在图1、图2、图3的左侧部分、图4以及图5中示出的实例来描述本发明。根据所示的实例的空气管头具有壳体1，该壳体包括通过螺钉附接的可拆卸的盖17并界定排放通道2，该排放通道具有在腔室3外部的相对侧部上延伸的支路4。在本实例中，壳体1是铸铝的，但是可替代地由诸如板材的其他材料制成。排放通道2具有向下通入腔室3中的端部端口5。浮动构件6布置在腔室3中并被引导用于在封闭端部端口5的最上部位置6’（见图3和图5）与在端部端口5之下隔开的最下部位置6之间的引导运动。腔室3通过侧部端口7与空气管头的周围环境连通。当浮动构件6处于其最下部位置中时，浮动构件6的面向下的表面部分8在基本上全部横向方向上被遮蔽。当浮动构件6处于其最下部位置中时，则使浮动构件6的上表面部分9暴露。在本实例中，在图4中可最好地观察到这个情况，该图示出了在通过侧部端口7在侧面向内的方向上浮动构件的上部9的一部分是可见的。

在图2中，箭头10表示从空气管头的周围环境进入空气管头中的气流。如箭头11、12所表示的，气流在向上的方向上朝向端部端口5偏转。箭头13表示随后如何将空气从排放通道2的邻近于端部端口5的共用部分（common portion）向下引导进入排放通道2的支路4中。箭头15表示支路4的下游的重新聚集（reconverged）的气流进入空气管头安装于其上的空气管或管道。

浮动构件6的面向下的表面部分8基本上免于受到通过横向定向的侧部端口7朝向排放管道流入的空气，因此由气流施加在浮动构件上的升力是至少减小的并且可达到较高的流速，而不会使浮动构件6朝向其封闭端部端口5的最上部位置6’上升。特别地，通过浮动构件6被强烈地偏转的气流保持远离浮动构件6，因此该气流未将升力施加在浮动构件上。由于气流通过浮动构件6的面向上的表面9在向上的方向上偏转，因此沿浮动构件6的面向上的表面9的气流不产生或产生相对小的升力。由于浮动构件6的面向上的表面9通过相应的侧部端口7暴露于环境，因此遮蔽不会形成约束，所述约束将会减少腔室3中可用于空气穿入和穿出或可用于液体流出的自由截面面积。因此，其中浮动构件6在其较低位置中的空气管头的容量基本上是未折损的。

每个侧部端口7中的遮蔽结构的一部分具有紧密地沿处于其最下部位置中的浮动构件6延伸的外部上端部16。此外，外部上端部16距相应的侧部端口部分7的内部上边界18的距离比浮动构件6的最接近侧部端口7的内部上边界18的一部分更远。因此，保证了该遮蔽结构不会形成可用于空气和液体流过的邻近于浮动构件6的最小截面面积的减少，因此从调整（regulatory，管理，控制）的观点来看，空气管头的应用范围也没有因为遮蔽结构而减少。

在本实例中，遮蔽结构包括遮蔽件19，该遮蔽件的每个均布置在相应的侧面定向的侧部端口7的下部中，并且每个都基本上封闭该相应的侧面定向的侧部端口的下部，并且因此完成了由腔室3的壁部分地提供的在全部侧面方向上的遮蔽。这允许在侧面方向上提供由侧部端口7另外地打开的遮蔽结构，并且甚至允许以简单的方式将该遮蔽结构在现存的空气管头中进行改进（例如通过在遮蔽结构中作为轻重量的物件进行焊接或甚至进行卡扣配合）。

遮蔽件19在侧部端口中的上端部定位于相应的侧面定向的侧部端口7的上部外边界的内部，因此由进入空气管头中的向上气流和离开空气管头的空气和/液体的向下流动所遇到的阻力几乎不（如果存在的话）增加。

此外，在本实例中，作为整体的遮蔽件19中的每个均定位在相应的侧部端口7的外部部分的内部。因此，遮蔽件19紧密地沿浮动构件6延伸，并且例如在波浪已暂时向上推浮动构件之后，能够在遮蔽件19后面被捕获（caught）的水的体积是有限的。

此外，遮蔽件19具有倾斜地面向下的外表面。由于这个特征，因为流进侧部端口7中的波浪击打遮蔽件的倾斜地面向下的表面，因此波浪至少在较小的程度上朝向端部端口5向上偏转。因此，在浮动构件6已封闭端部端口5之前，水通过端部端口5进入的风险减小。

在每个遮蔽件19之下，留有开口20，该开口形成处于其最下部位置中的浮动构件6下面的排出口。该排出口允许在遮蔽件19后面捕获的水流走并允许浮动构件6回到其最下部位置。该排出口的尺寸还可设定成当水伴随很大的力从周围环境溅入或流入侧部端口7中时来增强浮动构件6的迅速升起。

浮动构件可设置成许多不同的形状，诸如圆柱状的、圆锥或对顶圆锥形状的、棱柱的（例如，具有三角形或矩形截面）。在本实例中，浮动构件是球6。这是有利的，因为球是不具有可发生应力集中的边缘的低成本物件，并且由于每次球6打开和关闭端部端口5时它可在任意方向上转动，因此磨损是均匀分布的。

优选地，处于其最下部位置中的球形浮动构件6在其高度的至少下40%（并且更优选地至少下45%）上被基本上完全地遮蔽，以便非常有效地减少由穿过侧部端口7的向上的气流引起的升力。

根据本实例，空气管头具有两个所述侧部端口7和在侧部端口7与腔室3的外部之间竖直延伸的排放通道（支路）4。这提供了允许高流速的紧凑的、相对简单的结构。然而，具有单个侧部端口或者具有三个或更多侧部端口的空气管头也是可能的。

此外，代替安装在侧部端口7中的遮蔽件19的形式，还可通过如在图3的右侧处的实例中所示的适当地成形侧部端口来设置遮蔽结构。在这个实例中，具有上边缘66的遮蔽件69组成侧部端口57的下边界。排出开口70位于壳体的外侧处。

根据本实例，空气管头具有用于将空气管头安装至空气排放管的凸缘20。然而，空气管头还可设置有诸如螺纹端的不同设计的连接件。

Claims (11)

1.一种空气管头，包括界定排放通道（2、4）以及腔室（3）的壳体（1），其中所述排放通道（2、4）具有向下通入所述腔室（3）中的端部端口（5），其中浮动构件（6、6’）布置在所述腔室（3）中并被引导用于在封闭所述端部端口（5）的最上部位置（6’）与在所述端部端口（5）之下隔开的最下部位置（6）之间的引导运动，并且其中所述腔室（3）通过至少一个侧部端口（7；57）与所述空气管头的周围环境连通，其特征在于，处于最下部位置中的所述浮动构件（6）的面向下的表面部分（8）在基本上全部侧面方向上被遮蔽，并且处于最下部位置中的所述浮动构件（6）的上表面部分（9）通过所述侧部端口（7；57）暴露。

2.根据权利要求1所述的空气管头，其中，所述遮蔽结构的位于所述至少一个侧面定向的侧部端口（7）中或形成所述侧部端口（57）的下边界的一部分具有外部上端部（16；66），所述外部上端部紧密地沿处于所述最下部位置中的所述浮动构件（6）延伸，并且所述外部上端部距所述侧部端口部分（7；57）的内部上边界（18）的距离比处于所述最下部位置中的所述浮动构件（6）的最接近所述侧部端口（7；57）的所述内部上边界（18）的一部分更远。

3.根据权利要求1或2所述的空气管头，其中，所述遮蔽结构包括至少一个遮蔽件（19），所述至少一个遮蔽件布置在所述至少一个侧面定向的侧部端口（7）的下部中并基本上封闭所述至少一个侧面定向的侧部端口的下部。

4.根据权利要求3所述的空气管头，其中，所述至少一个遮蔽件（19）的上端位于所述侧部端口（7；57）的上边界（18）的内部。

5.根据权利要求4所述的空气管头，其中，所述至少一个遮蔽件（19）位于所述侧部端口（7；57）的外边界的内部。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的空气管头，其中，所述至少一个遮蔽件（19）具有倾斜地面向下的外表面。

7.根据前述权利要求中任一项所述的空气管头，还包括位于处于所述最下部位置中的所述浮动构件（6）下面的排出口（20）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的空气管头，其中，所述浮动构件（6）是球。

9.根据权利要求8所述的空气管头，其中，处于所述最下部位置中的所述浮动构件（6）的高度的至少下40%基本上被完全地遮蔽。

10.根据前述权利要求中任一项所述的空气管头，包括至少两个所述侧部端口（7；57）以及包括排放通道支路（4），所述排放通道支路在所述侧部端口（7；57）与所述腔室（3）的外部之间竖直地延伸。

11.一种对所述罐进行排放或者允许液体流出的方法，当船舶的罐被填充至所述罐的最大容量时通过包括根据前述权利要求中任一项所述的空气管头的排放口来对所述罐进行排放或者允许液体流出。