CN106557094A - 一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置 - Google Patents

一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可以提供液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，包括真空泵、搅拌器、氧气瓶、氧传感器、流量控制器和真空罐，真空罐与氧气瓶通过连接管路连接，且在连接管路上设置有控制阀门与流量控制器，真空泵与真空罐通过管路连接，搅拌器放置在真空罐的下方，氧传感器固定在真空罐的顶部，其一端与一溶解氧参数变送器连接，另一端插入真空罐内，真空罐顶部设置有阀门。本发明的液体燃料中溶解氧含量精确控制装置操作简单，大大提高了除氧效率和准确度，除氧过程不需要使用化学药品，避免了化学反应过程中附加杂质产物的产生，且实现了加氧过程中对液体燃料中溶解氧的精确输入。

Description

一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置
技术领域
本发明涉及一种氧含量添加和去除装置，特别是涉及一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置。
背景技术
液体燃料的氧含量直接影响着燃料的热稳定性与结焦特性。在不同氧含量燃料的制备中，主要分为除氧和加氧两个过程，两个过程协同作用即可得到所需氧含量的燃料。
目前，液体燃料的除氧方法分为物理除氧和化学除氧两种。关于物理除氧法，主要包括超声压力波法、通入惰性气体排除法、半渗透膜片过滤法及真空除氧法，但是目前的物理除氧法效率较低，效果较差。化学除氧是向燃料中加入能够与溶解氧发生反应的氧清除剂一类物质。充当氧清除剂的物质必须是可溶性的，如三苯基膦(TPP)等。但是脱氧剂的使用存在一些困难，操作较为复杂，因为保存和除氧过程中都必须保证脱氧剂与空气完全隔绝，否则会发生较强的放热反应。其次，有研究表明氧清除剂在与溶解氧反应地同时，也会与燃料中的其他组分如杂原子化合物发生反应，从而降低了其脱氧效果。
综上所述，如何提供一种高效、操作简单、提高液体燃料的脱氧及加氧效果的氧含量制备装置成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供了一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，包括真空泵、搅拌器、氧气瓶、氧传感器、流量控制器及真空罐，所述真空罐与所述氧气瓶通过连接管路连接，且在所述连接管路上设置有流量控制器，所述真空泵与所述真空罐通过管路连接，所述搅拌器放置在所述真空罐的下方，所述氧传感器固定在所述真空罐的顶部，其一端与一溶解氧参数变送器连接，另一端插入所述真空罐内，所述真空罐顶部设置有阀门。
优选地，所述真空罐主体由不锈钢材料制成。
优选地，所述真空罐的主体上设置有六个观察窗，所述观察窗的外圆周面上设置有外螺纹，所述观察窗由带有与所述外螺纹尺寸对应的内螺纹的观察窗盖加装密封圈密封旋紧。
优选地，所述观察窗盖上镶嵌有透明玻璃。
优选地，所述搅拌器为磁力搅拌器。
优选地，所述真空泵为隔膜式真空泵。
优选地，所述阀门包括注入阀门和抽出阀门，所述抽出阀门为止回阀。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的液体燃料中溶解氧含量精确控制装置采用了物理除氧及加氧方法，不仅操作简单，且不需要使用化学药品，避免了化学反应过程中附加杂质产物的产生。本发明采用真空除氧法和搅拌法相结合，大大提高了除氧效率和效果，在真空罐上设置了氧传感器，能准确监测真空罐内液体燃料的氧气含量，保证了液体燃料中的氧气被充分排出。加氧过程中通过设置在真空罐与氧气瓶连接管路上的流量控制器控制加入液体燃料的氧气量，实现了对液体燃料氧气量的精确输入。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明试验装置连接原理图。
其中，1为真空泵，2为真空罐，3为流量控制器，4为氧气瓶，5为搅拌器，6为观察窗，7为氧传感器，8为溶解氧参数变送器，9为抽出阀门，10为注入阀门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，包括真空泵1、搅拌器5、氧气瓶4、氧传感器7、流量控制器3及真空罐2。真空罐2与氧气瓶4通过连接管路连接，且在连接管路上设置有流量控制器3，流量控制器3为气体流量控制器，其型号为北京七星华创电子股份有限公司生产的CS200，规格为CS200A015C005CDAAVH。真空泵1与真空罐2通过管路连接，搅拌器5放置在真空罐2的下方，氧传感器7固定在真空罐2的顶部，其一端与一溶解氧参数变送器8连接，另一端插入真空罐2内。真空罐2顶部设置有抽出阀门9和注入阀门10，方便真空罐2抽出或者注入液体燃料。抽出阀门9为止回阀，能防止液体燃料倒流。
溶解氧参数变送器8为Mettler Toledo公司生产的产品，精确度为1％或者1ppb。溶解氧参数变送器8将氧传感器7检测到的信号转化为4-20ma电流信号后输出到采集系统上，采集系统与电脑连接，液体燃料的氧含量数值实时显示在电脑上。
真空罐2主体由不锈钢材料焊接制成，可以工作在负压和正压的环境中，其容积为20L。
真空罐2的主体上设置有六个观察窗6，所述观察窗6的外圆周面上设置有外螺纹，所述观察窗6由带有与所述外螺纹尺寸对应的内螺纹的观察窗盖加装密封圈密封旋紧，观察窗盖上镶嵌有透明玻璃。通过观察盖上的透明玻璃可以随时观察液面及除氧过程中气泡变化的情况。
搅拌器5为磁力搅拌器，其型号为上海司乐生产的90-1A，转速为100-1800r/min。在除氧过程中，磁力搅拌器带动真空罐2中的搅拌子搅动液体燃料，使得液体燃料中的气体更容易溢出。
真空泵1为隔膜式真空泵，型号为德国KNF N86KT.18，抽速为5.5L/min，极限真空度为160mbar(绝对压力)。真空泵1将真空罐2中的空气及液体燃料中的气体抽出，制造真空罐2中的真空环境，通过负压作用使液体燃料中的溶解氧自动溢出，伴随着磁力搅拌器搅拌可以使得气体溢出更为迅速与彻底。
本发明的除氧过程为：首先，将实验所需的液体燃料通过注入阀门10注入真空罐2后，关闭真空罐2与实验台的所有阀门，启动磁力搅拌器5与真空泵1。当观察到真空罐2内的液体燃料无气泡产生时，通过真空罐2内的氧传感器7的测定判断除氧效果是否达标。达标后，关闭真空泵1，静置一段时间观察氧传感器7所检测到的数值是否有变化。
除氧过程完成后，真空罐2中得到无溶解氧的燃料，通过氧气瓶4与真空罐2之间的气体流量控制器3来定量地控制输入真空罐2中液体燃料所需的氧气量，同时启动磁力搅拌器5，使得氧与液体混合均与，得到所需溶解氧含量的液体燃料。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，包括真空泵、搅拌器、氧气瓶、氧传感器和流量控制器，其特征在于：还包括真空罐，所述真空罐与所述氧气瓶通过连接管路连接，且在所述连接管路上设置有控制阀门与流量控制器，所述真空泵与所述真空罐通过管路连接，所述搅拌器放置在所述真空罐的下方，所述氧传感器固定在所述真空罐的顶部，其一端与一溶解氧参数变送器连接，另一端插入所述真空罐内，所述真空罐顶部设置有阀门。
2.根据权利要求1所述的一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，其特征在于：所述真空罐主体由不锈钢材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，其特征在于：所述真空罐的主体上设置有六个观察窗，所述观察窗的外圆周面上设置有外螺纹，所述观察窗由带有与所述外螺纹尺寸对应的内螺纹的观察窗盖加装密封圈密封旋紧。
4.根据权利要求3所述的一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，其特征在于：所述观察窗盖上镶嵌有透明玻璃。
5.根据权利要求1所述的一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，其特征在于：所述搅拌器为磁力搅拌器。
6.根据权利要求1所述的一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，其特征在于：所述真空泵为隔膜式真空泵。
7.根据权利要求1所述的一种液体燃料中溶解氧含量精确控制装置，其特征在于：所述阀门包括注入阀门和抽出阀门，所述抽出阀门为止回阀。
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