CN106870845A - 一种液体管线运输安全保障系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体管线运输安全保障系统，包括进液管、出气管、排液管、密封圈、旋转盖、驱动球杆、活塞、螺栓；出气管通过螺栓安装在进液管和排液管之间，出气管的顶面倾斜向上伸出集气管，集气管顶面向集气管内腔延伸出斜细管和横粗管；旋转盖通过螺纹安装在横粗管上，驱动球杆一端套在旋转盖上，另一端连接浮球；活塞安装在斜细管中；集气管内气体增多，浮球下移，带动旋转盖旋转，旋转盖向横粗管方向移动，横粗管和斜细管内的甘油被压缩，压迫活塞上移，露出集气管与外界的排气孔，集气管内的气体外泄；随着集气管内液面上升，浮球上移，带动旋转盖背离横粗管移动，活塞下移重新堵住排气孔；上述动作不断循环，将管线内的气体排到外界。

Description

一种液体管线运输安全保障系统

技术领域

本发明涉及一种管线辅助设施，特别是涉及一种液体管线运输安全保障系统。

背景技术

管线运输是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体或气体物资的运输方式，是一种专门由生产地向市场输送石油、天然气、水、其它化学品的运输方式，是统一运输网中干线运输的特殊组成部分。管线运输具有运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、费用低等优点，并且可实现自动控制。

在液体管线运输中，因为液体中的气泡在移动中会不断与液体混合和分离，气泡之间也在不断合并和分开，同时气泡与管线内壁之间也在发生碰撞。在气泡的运动过程中，无数微小气泡不断发生爆炸，对液体和管线内壁产生着不可小觑的破坏力。由于气泡在不同压力和温度条件下与液体的混合分离变化复杂且各不相同，人们又无法将液体和气体完全分离，然而管线运输过程中产生的气泡易导致管线爆炸事故的发生，会严重威胁着社会经济发展和人民生命财产安全，是管线运输过程中亟待解决的重要问题之一。

运输化学性质稳定的纯液体是人们想要达到的目标，所以亟需一种管线辅助设施，能够在液体输送过程中，不断将产生的气体排出到管线外部，保障液体管线运输安全。这对于推动管线运输行业的技术进步，保障人民群众生命财产安全，促进国民经济良性循环和社会协调发展，都具有重要意义。

发明内容

因此，本发明为了将管线内的液体中的气体不断排出到管线外部，提供一种液体管线运输安全保障系统，设立在相邻管线的法兰之间，不断将管线中的气体汇集和排出。

本发明所采用的技术方案是：一种液体管线运输安全保障系统，其特征在于：包括进液管、出气管、排液管、密封圈、旋转盖、驱动球杆、活塞、螺钉、螺栓、螺母。

所述进液管和排液管为圆形管，圆形管的两端均设有法兰，法兰上开设有螺栓孔；所述出气管的主体为圆形管，直径与进液管、排液管相同，出气管的两端也设有法兰，法兰上也开设有螺栓孔；所述密封圈为圆环形，上面同样开设有螺栓孔，一个位于出气管的进入端与进液管之间，一个位于出气管的排出端和排液管之间，螺栓穿过上述管线法兰和密封圈上的螺栓孔，将进液管、出气管、排液管装配在一起。

进一步讲，所述密封圈的原材料使用弹性材质，不能与管线运输的液体发生化学反应。

所述出气管的顶面，与排出端的管线轴线夹角三十度方向，设有倾斜的集气管；所述集气管为圆柱形，圆柱形顶面向集气管内腔延伸出三种形状的管路，从上到下依次为圆锥形的锥形管，倾斜圆柱状的斜细管，直径较大的横粗管；所述锥形管、斜细管的中心轴线在竖直面，横粗管的中心轴线垂直于竖直面。

所述横粗管的内部有两种腔体，内侧为圆柱形的横粗管细内腔，外侧为圆柱形的横粗管粗内腔；其中横粗管细内腔与斜细管内腔的直径较小且相等，两者相连通；横粗管粗内腔的直径较大，与斜细管内腔相连通，所述斜细管内腔向上与锥形管内腔相连通。

所述横粗管粗内腔的外侧加工有螺纹，所述锥形管的锥形壁上开设有一个微型排气孔，将锥形管内腔与集气管内腔相连通。

进一步讲，所述集气管内腔中除锥形管、斜细管、横粗管外，其余部分为中空。

所述旋转盖为圆柱形，内侧开设圆柱孔，圆柱孔内加工有螺纹，旋转盖通过螺纹装配在横粗管上。环绕旋转盖的外侧圆柱面上，均匀设有半圆形凸起，半圆形凸起的中央处开设有旋转盖螺钉孔。

所述驱动球杆由三部分组成，一端为环形的旋转环，旋转环内侧圆柱面上开设有半圆形凹陷，半圆形凹陷的中央处开设有旋转环螺钉孔，所述旋转环套在旋转盖上，通过螺钉固定在旋转盖上。

进一步讲，所述旋转盖螺钉孔为盲孔，所述旋转环螺钉孔为通孔。

所述驱动球杆的中间部分为细杆状的摆动杆，一端连接在旋转环的外侧圆柱面，另一端连接在浮球上；所述浮球为球形，内部中空。

进一步讲，所述浮球能够漂浮在管线运输的液体表面。

所述活塞的顶部为锥形塞，中间部分为细圆柱形的金属杆，底部为圆柱塞。

进一步讲，所述活塞安装在锥形管内腔和斜细管内腔中，所述锥形塞的外部轮廓与出气管的锥形管内腔的轮廓相同，所述金属杆的外径与斜细管内腔直径相等，所述圆柱塞的外径稍大于斜细管内腔直径。

进一步讲，所述锥形塞和圆柱塞的材质均为天然橡胶。

本发明的原理为：在横粗管粗内腔、横粗管细内腔、活塞下方的斜细管内腔中，充满丙三醇，管线内的液体在由进液管到排液管的输送过程中，气体不断被收集到集气管内腔中，随着集气管内腔中的液面不断下降，浮球也伴随着液面一起下降，带动旋转环转动，从而带动旋转盖转动，旋转盖向横粗管的方向移动，横粗管粗内腔里面的丙三醇被压缩。

由于横粗管粗内腔的内径大，横粗管细内腔和斜细管内腔的内径小，所以旋转盖向横粗管移动过程中，旋转盖旋转较小角度，斜细管内腔中的丙三醇液面会明显上升，活塞沿着斜细管内腔向上移动，锥形塞将无法再堵住锥形管上的排气孔，集气管内腔中的气体通过排气孔排到外界。

随着集气管内腔中的气体不断外泄，集气管内腔中的液面上升，浮球随着液面向上移动，旋转环带动旋转盖反向旋转，旋转盖背向横粗管移动，斜细管内腔中的丙三醇液面下降，活塞下方的压力减小，被外界大气压向下压迫移动，锥形塞将重新把排气孔堵住。

随着集气管内腔中的气体的增加，集气管内腔中的机构又重复上述的动作，随着排气孔的间断开启，管线内的气体不断被排放到外界。

本发明一种液体管线运输安全保障系统具有如下优点：

（1）基于液面的上升下降现象，利用浮力驱动机构动作，构思巧妙；

（2）利用管内腔的直径差距和甘油，将微小的轴向移动转换为较大距离的轴向移动，设计新颖。

所以，这种液体管线运输安全保障系统，能够在液体输送过程中，不断将产生的气体排出到管线外部，保障液体管线运输安全，对于推动管线运输行业的技术进步，保障人民群众生命财产安全，促进国民经济良性循环和社会协调发展，都具有重要意义。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1本发明的进液管、出气管、排液管的整体装配图。

图2本发明的进液管、出气管、排液管的局部装配图。

图3本发明的出气管剖开后的集气管处的内部零件装配示意图。

图4本发明的出气管剖开后的集气管处的内部零件拆解示意图。

图5本发明的出气管剖开后的集气管的内部结构示意图。

图6本发明的旋转盖和驱动球杆的结构示意图。

图7本发明的活塞的结构示意图。

图8本发明的进液管、出气管、排液管的整体拆解图。

图9本发明的液体和气体的流向示意图。

图中标号：1-进液管、2-出气管、201-集气管、202-锥形管、203-斜细管、204-横粗管、205-集气管内腔、206-锥形管内腔、207-斜细管内腔、208-横粗管细内腔、209-横粗管粗内腔、2010-排气孔、3-排液管、4-密封圈、5-旋转盖、501-半圆形凸起、502-旋转盖螺钉孔、6-驱动球杆、601-旋转环、602-摆动杆、603-浮球、604-半圆形凹陷、605-旋转环螺钉孔、7-活塞、701-锥形塞、702-金属杆、703-圆柱塞、8-螺钉、9-螺栓、10-螺母、a-液体流向、b-气体流向。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明一种液体管线运输安全保障系统作进一步的详细描述。

一种液体管线运输安全保障系统，其特征在于：包括进液管1、出气管2、排液管3、密封圈4、旋转盖5、驱动球杆6、活塞7、螺钉8、螺栓9、螺母10。

如图1、图2、图8、图9所示，所述进液管1和排液管3为圆形管，圆形管的两端均设有法兰，法兰上开设有螺栓孔；所述出气管2的主体为圆形管，直径与进液管1、排液管3相同，出气管2的两端也设有法兰，法兰上也开设有螺栓孔；所述密封圈4为圆环形，上面同样开设有螺栓孔，一个位于出气管2的进入端与进液管1之间，一个位于出气管2的排出端和排液管3之间，螺栓9穿过上述管线法兰和密封圈4上的螺栓孔，将进液管1、出气管2、排液管3装配在一起。

进一步讲，所述密封圈4的原材料使用弹性材质，不能与管线运输的液体发生化学反应。

如图2、图3、图4、图5所示，所述出气管2的顶面，与排出端的管线轴线夹角三十度方向，设有倾斜的集气管201；所述集气管201为圆柱形，圆柱形顶面向集气管内腔延伸出三种形状的管路，从上到下依次为圆锥形的锥形管202，倾斜圆柱状的斜细管203，直径较大的横粗管204；所述锥形管202、斜细管203的中心轴线在竖直面，横粗管204的中心轴线垂直于竖直面。

所述横粗管204的内部有两种腔体，内侧为圆柱形的横粗管细内腔208，外侧为圆柱形的横粗管粗内腔209；其中横粗管细内腔208与斜细管内腔207的直径较小且相等，两者相连通；横粗管粗内腔209的直径较大，与斜细管内腔207相连通，所述斜细管内腔207向上与锥形管内腔206相连通。

所述横粗管粗内腔209的外侧加工有螺纹，所述锥形管202的锥形壁上开设有一个微型排气孔2010，将锥形管内腔206与集气管内腔205相连通。

进一步讲，所述集气管内腔205中除锥形管202、斜细管203、横粗管204外，其余部分为中空。

进一步讲，在未安装活塞7时，所述锥形管内腔206与外界相连通。

进一步讲，在未安装旋转盖5时，所述横粗管粗内腔209与集气管内腔205相连通。

进一步讲，所述出气管2内的腔体较多，出气管2使用铸造方法制作。

如图4、图6所示，所述旋转盖5为圆柱形，内侧开设圆柱孔，圆柱孔内加工有螺纹，旋转盖5通过螺纹装配在横粗管204上。环绕旋转盖5的外侧圆柱面上，均匀设有半圆形凸起501，半圆形凸起501的中央处开设有旋转盖螺钉孔502。

进一步讲，旋转盖5与横粗管粗内腔209构成一个内径较大的圆柱形腔体。

如图3、图4、图6所示，所述驱动球杆6由三部分组成，一端为环形的旋转环601，旋转环601内侧圆柱面上开设有半圆形凹陷604，半圆形凹陷604的中央处开设有旋转环螺钉孔605，所述旋转环601套在旋转盖5上，通过螺钉8固定在旋转盖5上。

进一步讲，所述旋转盖螺钉孔502为盲孔，所述旋转环螺钉孔605为通孔。

进一步讲，在安装旋转盖5时，半圆形凸起501恰好安装进半圆形凹陷604中，这样旋转环601与旋转盖5不能再相对转动。

所述驱动球杆6的中间部分为细杆状的摆动杆602，一端连接在旋转环601的外侧圆柱面，另一端连接在浮球603上；所述浮球603为球形，内部中空。

进一步讲，所述浮球603能够漂浮在管线运输的液体表面。

进一步讲，所述浮球603采用密度较大的金属，具有较高重量。

如图7所示，所述活塞7的顶部为锥形塞701，中间部分为细圆柱形的金属杆702，底部为圆柱塞703。

进一步讲，所述活塞7安装在锥形管内腔206和斜细管内腔207中，所述锥形塞701的外部轮廓与出气管2的锥形管内腔206的轮廓相同，所述金属杆702的外径与斜细管内腔207直径相等，所述圆柱塞703的外径稍大于斜细管内腔207直径。

进一步讲，所述锥形塞701和圆柱塞703的材质均为天然橡胶。

进一步讲，所述活塞7是将金属杆702放置在活塞模具中，直接热塑后冷却成型。

进一步讲，所述圆柱塞703的外径稍大于斜细管内腔207直径，是防止丙三醇经由圆柱塞703漏出。

在横粗管粗内腔209、横粗管细内腔208、活塞7下方的斜细管内腔207中，充满丙三醇，管线内的液体在由进液管1到排液管3的输送过程中，气体不断被收集到集气管内腔205中，随着集气管内腔205中的液面不断下降，浮球603也伴随着液面一起下降，带动旋转环601转动，从而带动旋转盖5转动，旋转盖5向横粗管204的方向移动，横粗管粗内腔209里面的丙三醇被压缩。

进一步讲，丙三醇俗称甘油，在常温下为液体，不易挥发，化学性质稳定并且沸点高，不会与橡胶发生化学反应。

由于横粗管粗内腔209的内径大，横粗管细内腔208和斜细管内腔207的内径小，所以旋转盖5向横粗管204移动过程中，旋转盖5旋转较小角度，斜细管内腔207中的丙三醇液面会明显上升，活塞7沿着斜细管内腔207向上移动，锥形塞701将无法再堵住锥形管202上的排气孔2010，集气管内腔205中的气体通过排气孔2010排到外界。

随着集气管内腔205中的气体不断外泄，集气管内腔205中的液面上升，浮球603随着液面向上移动，旋转环601带动旋转盖5反向旋转，旋转盖5背向横粗管204移动，斜细管内腔207中的丙三醇液面下降，活塞7下方的压力减小，被外界大气压向下压迫移动，锥形塞701将重新把排气孔2010堵住。

随着集气管内腔205中的气体的增加，集气管内腔205中的机构又重复上述的动作，随着排气孔2010的间断开启，管线内的气体不断被排放到外界。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种液体管线运输安全保障系统，其特征在于：包括进液管(1)、出气管(2)、排液管(3)、密封圈(4)、旋转盖(5)、驱动球杆(6)、活塞(7)、螺钉(8)、螺栓(9)、螺母(10)；

所述进液管(1)和排液管(3)为圆形管，圆形管的两端均设有法兰，法兰上开设有螺栓孔；所述出气管(2)的主体为圆形管，直径与进液管(1)、排液管(3)相同，出气管(2)的两端也设有法兰，法兰上也开设有螺栓孔；所述密封圈(4)为圆环形，上面同样开设有螺栓孔，一个位于出气管(2)的进入端与进液管(1)之间，一个位于出气管(2)的排出端和排液管(3)之间，螺栓(9)穿过上述管线法兰和密封圈(4)上的螺栓孔，将进液管(1)、出气管(2)、排液管(3)装配在一起；

所述出气管(2)的顶面，与排出端的管线轴线夹角三十度方向，设有倾斜的集气管(201)；所述集气管(201)为圆柱形，圆柱形顶面向集气管内腔延伸出三种形状的管路，从上到下依次为圆锥形的锥形管(202)，倾斜圆柱状的斜细管(203)，直径较大的横粗管(204)；所述锥形管(202)、斜细管(203)的中心轴线在竖直面，横粗管(204)的中心轴线垂直于竖直面；

所述横粗管(204)的内部有两种腔体，内侧为圆柱形的横粗管细内腔(208)，外侧为圆柱形的横粗管粗内腔(209)；其中横粗管细内腔(208)与斜细管内腔(207)的直径较小且相等，两者相连通；横粗管粗内腔(209)的直径较大，与斜细管内腔(207)相连通，所述斜细管内腔(207)向上与锥形管内腔(206)相连通；

所述横粗管粗内腔(209)的外侧加工有螺纹，所述锥形管(202)的锥形壁上开设有一个微型排气孔(2010)，将锥形管内腔(206)与集气管内腔(205)相连通；

所述旋转盖(5)为圆柱形，内侧开设圆柱孔，圆柱孔内加工有螺纹，旋转盖(5)通过螺纹装配在横粗管(204)上；环绕旋转盖(5)的外侧圆柱面上，均匀设有半圆形凸起(501)，半圆形凸起(501)的中央处开设有旋转盖螺钉孔(502)；

所述驱动球杆(6)由三部分组成，一端为环形的旋转环(601)，旋转环(601)内侧圆柱面上开设有半圆形凹陷(604)，半圆形凹陷(604)的中央处开设有旋转环螺钉孔(605)，所述旋转环(601)套在旋转盖(5)上，通过螺钉(8)固定在旋转盖(5)上；

所述驱动球杆(6)的中间部分为细杆状的摆动杆(602)，一端连接在旋转环(601)的外侧圆柱面，另一端连接在浮球(603)上；所述浮球(603)为球形，内部中空；

所述活塞(7)的顶部为锥形塞(701)，中间部分为细圆柱形的金属杆(702)，底部为圆柱塞(703)；

所述活塞(7)安装在锥形管内腔(206)和斜细管内腔(207)中，所述锥形塞(701)的外部轮廓与出气管(2)的锥形管内腔(206)的轮廓相同，所述金属杆(702)的外径与斜细管内腔(207)直径相等，所述圆柱塞(703)的外径稍大于斜细管内腔(207)直径。

2.根据权利要求1所述的液体管线运输安全保障系统，其特征在于：所述集气管内腔(205)中除锥形管(202)、斜细管(203)、横粗管(204)外，其余部分为中空。

3.根据权利要求1所述的液体管线运输安全保障系统，其特征在于：所述旋转盖螺钉孔(502)为盲孔，所述旋转环螺钉孔(605)为通孔。

4.根据权利要求1所述的液体管线运输安全保障系统，其特征在于：所述锥形塞(701)和圆柱塞(703)的材质均为天然橡胶。

5.根据权利要求1所述的液体管线运输安全保障系统，其特征在于：在横粗管粗内腔(209)、横粗管细内腔(208)、活塞(7)下方的斜细管内腔(207)中，充满丙三醇。