CN104797996A - 流体进料系统 - Google Patents

Abstract

一种用于储存罐的流体进料系统，适用于远离可靠电源的位置处使用。所述进料系统设置为被通过流量开关的流动流体激活，并且可设置为在一定时间的不活动之后失活。

Description

流体进料系统

技术领域

本发明涉及一种用于储存罐的流体进料系统，尤其是用于远程位置。

背景技术

储存罐或大体积储存容器用于在远程位置周期性地储存流体，例如燃料。因此它们可以很长时间不使用。储存罐可以在液面低于特定水平时即可通过原料供应方装满液体。例如，燃料储存罐通常可装有10,000升至50,000升的燃料，该燃料储存罐在剩余2,000升燃料时可周期性地通过输送罐补充满。它们可不经常地，例如向车辆或机械装置供应燃料。储存罐通常位于外部，并与市电电源隔离。

向储存罐或大的容器中加入添加剂是可取的或必须的。实现该目标的一种方法是简单地通过入口将所需要的量倒入至储存罐中，然而，一些添加剂可能是有危险的(易燃的、有毒的、刺激性等)，并取决于所需的数量，因此手工执行该操作可能是不行的。另一种选择是将所需要的量泵入储存罐中。这通常需要连接永久电源，并可能还需要操作员来确定何时开始加入添加剂。虽然通常与市电系统隔离，但有可能利用替代电源，例如太阳能电池板或风轮机供电。如果需要提供大量的电力，特别是持续较长时间，则这些类型的电源通常是不实用的(或者非常昂贵)。

如果需要向储存罐中加入控制量的添加剂，则使用电力控制的进料系统，有利的是提供不依赖恒定电源的系统。还需要提供一种根据需要自动激活或失活的系统。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于储存罐的流体进料系统，其包括至少一个连接至该储存罐的流体通道，连接至该流体通道的开关装置，及用于控制向该储存罐中加入组分的控制系统，其中该开关装置被流动的流体激活，并且该开关装置控制该控制系统的电力供应。流动通过通道的第一流体将流过开关装置，该开关装置将通过电路将该系统与电源连接。在储存罐装满流动流体时可自动激活电源。

优选该系统包括至少两个通道，例如流入储存罐的流体入口和流出储存罐的流体出口。可以有多于一个的入口和/或多于一个的出口。在一个实施例中，具有分开的入口和出口，流量开关连接至入口通道。在一个实施例中，具有一个流体通道，其同时作为储存罐的入口和出口，该流动开关为单方向开口且其仅被流入储存罐的流动流体激活而不会被流出储存罐的流动流体激活。还可有用于加入固体的入口。

本文描述的流体进料系统能将确定量的添加剂输送至主容器中，或者输送至主容器的入口/出口流中。该系统包括开关装置(例如流动开关或流动传感器)、闭锁继电器和电路。可选地，该进料系统还包括电源和控制系统(例如PLC-可编程逻辑控制器)。可以使用任何可用的电源。任选地，可使用泵来供应添加剂。在需要时该进料系统能自动激活并且在使用后自动失活。该系统可长时间不使用，且不会耗电。

根据本发明的实施例，该控制系统可包括流量开关，该流量开关与闭锁继电器连接。当打开流体入口阀时，流体流入储存罐，并切换流量开关。这激活了闭锁继电器，然后闭锁继电器固定于“开”的位置并向控制电路和泵(如果有)提供电力。然后将预先设定的液体量在控制电路的控制下加入至储存罐中。当第一流体停止流入储存罐时，控制系统将闭锁继电器切换至“关”的位置，这可以在预定的不工作期间之后进行。该闭锁继电器无需电力来维持其所在的位置状态。因此仅在闭锁继电器开关打开/关闭时需要电力。或者，连接至晶体管的簧片开关或压力开关以类似方式控制向控制系统的供电。可选的系统可使用继电器，其被控制电路(例如通过使用自PLC的输出端)电子锁住。

该储存罐包括大量的流体，即，第一流体，且可以为燃料。该添加剂，其可为固体或第二流体，两种流体分别储存于不同的容器中。可有多于一种的添加剂。该流体进料系统可用于通过将额外量的第一流体输送至储存罐(例如，输送燃料)来激活。当控制电路被激活时，该进料系统开始输送一定量的添加剂。这些量可以预定速率输送。这些量的输送也通过流量开关控制(或者合适的替代物，例如压力开关或簧片开口)，以使得在第一流体停止流动通过入口/出口时添加剂也停止加入。该控制器可设置为在完成进料之后自动关闭该控制电路。

继电器可通过低功率信号控制。闭锁继电器也被称为“停留”继电器，因为当电流被切断时，该继电器保持在其之前的状态。闭锁继电器开关仅需要短暂的电力，在其从一个位置切换至另一位置时需要电力，且继电器接触点保持于该设置—即使有电力故障，直到对该继电器进行再次切换。该继电器无需在线圈中有连续电流来维持其运行。闭锁继电器以类似于常规家庭电灯开关的方式工作，需要有电力的短脉冲来使其打开，利用另一短脉冲使其关闭。同样地，也可使用常规继电器，例如当开关装置激活时，其可使继电器闭合，然后该继电器向控制电路提供电力。然后，该控制电路可使该继电器保持于锁定状态，例如通过PLC进行，直到控制电路通过释放继电器自身进行转换。

流量开关也是一种流量传感器。该流量开关用于检测流体通过开关内的阀的流动或经过。该阀发送增强的或减弱的电信号，然后开关单元读取该电信号。该开关可用于将闭锁继电器打开或闭合。除了测量流量，测量压力也可以用于获得同样的效果，此种情况下该流量开关为压力开关。为了描述该流体进料系统，应理解术语流量开关和压力开关用于执行相同的功能，因此它们是可互换的。

可选的替代系统可包括将簧片开关与晶体管(而不是闭锁继电器)结合使用，该晶体管连接至控制电路以实现同样的效果。晶体管为半导体器件，其可用于扩大和切换电子信号和电力。因为晶体管可扩大信号，因此输出功率可能高于输入功率。因此该晶体管能利用低功率信号来控制。

需要添加剂可以有很多理由。例如将添加剂加入至燃料中的可能的理由为：为了改进注射器的清洁度，为了减少发泡，为了提高润滑度，为了防止燃料例如被水污染形成乳液，为了防止腐蚀，为了改善发动机性能/里程数，为了提高发动机在寒冷天气启动性能，为了减少阻塞并减少有害的排放和烟雾。如果第一流体不是燃料，则可能需要添加剂来调节pH，减少/阻止细菌生长，减少腐蚀，减少发泡或改变该流体的其他化学性能或物理性能。可能需要的添加剂多于一种。需要的添加剂的比例将取决于添加剂自身及其有效浓度。多数情况下，该添加剂的性质及其预期用于决定所需的百分比。例如，在水性系统中作为低温分散剂的添加剂可成为高温时的清洁剂或发泡剂。

需要从储存罐向柴油机进料的例子包括，柴油汽车发动机(例如，农用或军用车辆)，辅助/紧急发电机，独立发动机，柴油动力电力系统，柴油压缩机和船用发动机。同样地，可根据需要供应其他流体。本文公开的进料系统将适用于任何大体积流体，该流体需要添加剂，其与供电系统隔离。

典型的进料系统可包括储存罐，其具有流体入口和出口。本发明的实施例通过将第一流体输送至储存罐中来激活流量开关，因此将添加剂加入至该第一流体中。将添加剂加入至储存罐的入口或出口保证了该添加剂与第一流体充分混合(湍流混合)，且总是能维持添加剂与第一流体的正确比例。或者，可将一些添加剂之间加入至储存罐中的第一流体中。

典型的储存罐可容纳高达50,000升的第一流体，且通常每次向储存罐的输送量高达约32,000升。这些附图仅用于说明解释的目的；本领域技术人员应理解储存罐尺寸和输送体积可根据需要增大或减小。装满所需时间通常为30分钟至1小时，通常的输送流速为500至1,000升/分钟。如果所需的添加剂浓度为0.1％(例如)，则对于32,000升的输送量约需要32升的添加剂，这可能需要10分钟的加入时间。这表面对于添加剂进料系统需要相对短的使用时间。

添加剂可储存于任何尺寸的容器中。通常所需添加剂的量基本小于第一流体且可储存于大桶中。该进料系统可设置为无论何时输送第一流体时它都被激活，这意味着该系统通常以低于一小时，每周一次的时间和频率使用。

附图说明

本发明的实例将参考附图，仅通过实施例的方式描述，附图中：

图1为自动进料系统的一个实施例的流程图，其中使用了一种添加剂；

图2为自动进料系统的第二实施例的流程图，其中使用了两种添加剂。

具体实施方式

图1中，添加剂从添加剂大桶1中利用泵3流过管线4供应至大的储存罐2中。添加剂的流速通过PLC控制系统5来控制。PLC控制系统5与电路连接。当流量开关7已被流过管线6的第一流体的最初流动激活时，只有电源连接至电路上。流量开关7将闭锁继电器8切换至“开”的位置，由此向电路、PLC控制系统5和泵3提供电力。可使用任何可用的电源9。该PLC控制系统5可任选设置为使得当第一流体停止流动通过管线6时，流量开关7向PLC控制系统5上的输入端发送信号，该PLC控制系统5关闭泵3直到第一流体恢复流动。该阀可为任何合适的类型并且不是必需为闸阀。可使用控制阀。可在管线6的任何点加入添加剂，或者直接将其加入至储存罐2中—如果这是优选的，这不需要三通阀。泵是任选的，作为重力给料系统，或者其他可选的机构装置。

图1仅显示了可行的系统的一个实施例；另一种方案包括加入多于一种的添加剂。这可同时或先后进行。可需要多于一个的泵，以及多于一个的加入点。

图2显示了使用两种添加剂的系统的实施例，其中两种添加剂都通过相同的入口供应。图2中，第二添加剂储存于大桶10中，被第二泵11推动，穿过连接至储存罐2的管线12，通过使用入口管线6来完成添加。管线12可连接至流体入口管线6的任一点，且可使用任何合适的阀。如上所述，第二添加剂可通过分开的入口加入至储存罐2中。该第二入口可设置有与电路、电源和控制系统连接的开关装置。

为了简化，该图中省略了安全阀和仪表。该系统可包括流量测量设备作为控制回路的一部分，然而，为了简化，所示实施例中仅包括了最初流量开关。

可使用多种不同的控制设备。控制系统通常包括流量计、控制阀并任选可包括水平传感器。泵和控制系统可设置有紧急制动按钮。控制系统和PLC可设置有显示屏，以协助改变工艺流程。或者，该PLC可连接至远程显示屏。该系统可以设定速率输送设定的量，或者设置为输送预定量的添加剂。例如，在任何时刻加入的添加剂的量可为第一流体的流速(例如可变流速)的一个百分比以维持添加剂的恒定百分比，即使该第一流体的流速发生变化。或者，该控制系统可被设计为独立于第一流体的流速来输送设定流速的添加剂。

进一步的选择是将添加剂通过使用重力供给系统而不是使用泵来供应至储存罐中。

该进料系统的另一特征是通过连续测量加入至储存罐中的体积来计算添加剂的量。该控制系统可设置有至GSM(全球移动通信系统)网络的接口。该控制系统可设计为跟踪并记录添加剂的使用。通过使用GSM，可将数据传输至中心位置，例如公司的总部。当添加剂的量消耗至一定水平时，销售代表可联系顾客以检查是否需要进一步供应，或者，顾客可表示在添加剂消耗至低于特定水平时他们将自动更换。因此该顾客可以最小工作量来维持和操作该添加剂系统。

可锁定的容器，密室，箱子或类似的储存设备可提供对于PLC，以及任选的用于添加剂大桶和泵的安全、不受天气影响的储存位置。一旦该控制系统完成设置，则该设置可储存于控制系统中，并且通常不需要对该系统进行任何调整。因为该流体进料系统是自动操作的，因此操作员无需接近PLC。通过向大的储存容器(例如柴油机)进行流体输送，该添加剂进料系统将自动确保向储存罐输送正确量的添加剂。该添加剂进料系统不需要专用的操作员，且输送油罐车的司机可以标注方式装满储存罐，而无需进行任何额外操作。

在柴油输送期间可使用图1所示的设备来装满大体积储存罐。为了进行柴油输送，油罐车的司机需要将油罐车的供应软管连接至入口管线6的流体插入点处并打开合适的阀门。当柴油流过流量开关时添加剂进料系统将自动开始工作。添加剂将从添加剂大桶1中供应，流过泵3、管线4和管线6，进入储存罐2。当已经将合适量的柴油从储存罐(例如，32,000升)完成输送时，司机将关闭合适的阀并将来自管线6的供应软管断开。添加剂进料系统将自动停止。流体进料系统何时停止将取决于控制系统的编程，且可，例如因为没有流体流动通过入口管线6而停止，或者该进料系统可被编程为在特定体积的添加剂已经加入至储存罐2中之后停止。从该实施例中可以看出，除了输送过程所需的常规操作之外司机无需提供任何额外的步骤。

上述实施例仅为描述性的，且所述的实施例应在各方面都被认为是仅为描述性的且不是限制性的。应理解可随上述实施例进行改变而不脱离本发明的范围。

Claims (26)

1.一种用于储存罐的流体进料系统，包括至少一个连接至所述储存罐的流体通道，与所述流体通道连接的开关装置，及用于控制向所述储存罐加入组分的控制系统，其中所述开关装置被流动的流体激活，并且所述开关装置控制向所述控制系统的供电。

2.根据权利要求1所述的流体进料系统，其特征在于，所述开关装置为流量开关。

3.根据权利要求1所述的流体进料系统，其特征在于，所述开关装置为簧片开关。

4.根据权利要求1所述的流体进料系统，其特征在于，所述开关装置为压力开关。

5.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，所述开关装置与继电器连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，所述开关装置与闭锁继电器连接。

7.根据权利要求5或6所述的流体进料系统，其特征在于，所述闭锁继电器设置为通过控制电路来电子锁定。

8.根据权利要求6或7所述的流体进料系统，其特征在于，闭锁继电器设置为响应于流动通过开关装置的流体而被激活。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，所述开关装置与晶体管连接。

10.根据权利要求9所述的流体进料系统，其特征在于，晶体管设置为响应于流动通过开关装置的流体而被激活。

11.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，所述储存罐设置为容纳第一流体，且第二储存容器设置为容纳第二流体，且其中所述开关装置设置为被第一流体的流动激活。

12.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，有至少两个流体通道连接至所述储存罐。

13.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，有至少一个流体入口连接至所述储存罐，和从所述储存罐伸出的至少一个流体出口。

14.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，所述控制电路与至少一个泵连接。

15.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，有多于一个的开关装置。

16.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，所述控制系统连接至全球移动通信系统(GSM)网络。

17.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，所述控制系统储存于可锁定的容器中。

18.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，所述控制系统、泵和用于第二流体的储存容器都储存在可锁定的容器中。

19.根据前述权利要求中任一项所述的流体进料系统，其特征在于，所述控制系统设置为按照预定规则自动失活。

20.根据权利要求19所述的流体进料系统，其特征在于，所述控制系统设置为响应于第一流体的停止流动而自动失活。

21.根据权利要求19所述的流体进料系统，其特征在于，所述控制系统设置为在设定时间段后自动失活。

22.一种向储存罐中加入第二流体的方法，所述方法包括：利用第一流体的流动激活开关装置，其中所述开关装置控制向控制系统的电力供应。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法包括：使第一流体通过入口管线进入所述储存罐；所述第一流体的流动触发流量开关，激活所述开关装置，所述开关装置使电路完整，向控制系统供电，所述控制系统激活泵，所述泵将第二流体供应至所述储存罐中。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述开关装置与闭锁继电器连接。

25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述开关装置为簧片开关。

26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述开关装置为压力开关。