CN108287569A - 一种液氨流量控制装置、控制方法及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液氨流量控制装置、控制方法及装配方法。本发明提供的液氨流量控制装置主要包括上下压盖、上下基座、上下密封胶圈、上下密封石墨环、内外石英玻璃管、上下阀门。本发明利用两次测量液面高度的差值来测量体积，从而控制流量的输出，适用于小流量的测量，控制精度高。

Description

一种液氨流量控制装置、控制方法及装配方法

技术领域

本发明涉及液氨测量的技术领域，尤其涉及一种液氨流量控制装置、控制方法及装配方法。

背景技术

液氨作为一种重要的化工原料，多储于耐压钢瓶中，在使用时需要将其从钢瓶中倒出来，液氨由于其腐蚀性和挥发性，需要使用特定的流量计或装置来控制体积和质量，否则液氨就变成气体挥发，造成其体积和质量控制不准确，从而对整个系统造成影响。

因此，为了更好的控制液氨的流量，通常使用流量计进行测量，有法拉第电磁感应流量计、涡轮涡街流量计、科氏力质量流量计等。这些流量计适用于大流量的测量，控制精度不足。

现有技术中公开有一种液氨充装与卸载的装置和方法。该装置包括液氨缓冲储罐、液氨装卸臂、输送泵，所述液氨缓冲储罐接输送泵，输送泵接液相主管线，在输送泵的出口还设置回流管线，回流管线上设置有回流调节阀；液相主管线依次通过液氨管线上的快速切断阀、阻火器、质量流量计及其调节阀、手动球阀、液氨装卸臂，接槽车；质量流量计及其调节阀与装卸定量控制系统连接；槽车还接气相装卸臂，气相装卸臂通过依次设置有压力计、阻火器、气动调节阀的管路接气相主管线或压缩机，再接氨缓冲储罐；液相主管线还经安全阀与气相主管线相接。该装置仅适用于大型的火车槽罐车和汽车槽罐车的液氨的充装和卸载，流量精度控制较差，满足不了对充装体积要求高的设备或系统。且该装置在充装过程中对液氨的温度无法严格控制，不能有效控制液氨的气化，一方面对流量精度有较大影响，另一方面还需要增加额外的气相管线。

发明内容

本发明的目的是在液氨从钢瓶中倒出时，测量液氨的体积流量，计算液氨的质量，解决少量液氨不易测量、控制精度差的问题。有鉴于此，本发明实施例提供了一种液氨流量控制装置及控制方法。

第一方面，本发明实施例中提供一种液氨流量控制装置，包括：外石英玻璃管；内石英玻璃管，所述内石英玻璃管表面带有刻度，所述内石英玻璃管设置在所述外石英玻璃管的内部，所述内石英玻璃管内用于液氨的流通，所述内石英玻璃管的外表面和所述外石英玻璃管的内表面之间的空间用于冷却液的流通；上基座，所述内石英玻璃管的上端和所述外石英玻璃管的上端都安装在所述上基座上，所述上基座安装有上阀门，所述上阀门与所述内石英玻璃管的上端相通，所述上基座上开设有冷却液流出通道，所述冷却液流出通道与所述外石英玻璃管相通；下基座，所述内石英玻璃管的下端和所述外石英玻璃管的下端都安装在所述下基座上，所述下基座上安装有下阀门，所述下阀门与所述内石英玻璃管的下端相通，所述下基座上开设有冷却液流进通道，所述冷却液流进通道与所述外石英玻璃管相通；所述冷却液流出通道用于冷却液的流出；所述上阀门用于液氨的流入，所述下阀门用于液氨的流出。

可选地，在一些实施例中，所述冷却液流进通道的进口和所述冷却液流出通道的出口相对设置，即，所述冷却液流进通道的进口设置在所述下基座的左侧或右侧，对应地，所述冷却液流出通道的出口设置在所述上基座的右侧或左侧。

可选地，在一些实施例中，所述上基座上还开设有若干螺钉孔和若干通孔。

可选地，在一些实施例中，所述上基座和所述下基座的横截面同为矩形或圆形，所述上基座的材质和所述下基座的材质相同，所述上基座的结构和所述下基座的结构相同。

可选地，在一些实施例中，本发明所述的液氨流量控制装置还包括上密封胶圈和下密封胶圈，所述上密封胶圈和下密封胶圈分别安装在所述外石英玻璃管的上端和下端，且所述上密封胶圈和下密封胶圈分别安装在所述上基座的内部和下基座的内部。

可选地，在一些实施例中，本发明所述的液氨流量控制装置还包括上石墨密封环和下石墨密封环，所述上石墨密封环和下石墨密封环分别安装在所述内石英玻璃管的两端，且所述上石墨密封环和下石墨密封环分别安装在所述上基座的内部和下基座的内部，所述上石墨密封环、下石墨密封环和所述内石英玻璃管三者的内外径相同。

可选地，在一些实施例中，所述上基座上还设有上压盖，所述上压盖安装在所述上石墨密封环的上方，所述下压盖安装在所述下石墨密封环的下方，所述上压盖和所述下压盖分别与所述上石墨密封环和所述下石墨密封环相接触。

可选地，在一些实施例中，所述内石英玻璃管的内径为5mm-10mm，所述内石英玻璃管的外径为15mm-25mm；所述外石英玻璃管的内径为40mm-50mm，所述外石英玻璃管的外径为50mm-60mm。

第二方面，本发明还提供了一种液氨流量控制方法，利用本发明所提供的液氨流量控制装置，所述控制方法包括步骤：

S101、打开上阀门使液氨流入内石英玻璃管，关闭上阀门，记录第一液面刻度H1；

S102、根据充灌量V_total按公式计算所需液氨量并记做第二液面刻度H2，其中，D为所述内石英玻璃管的内径；

S103、打开下阀门使液氨流出直到第二液面刻度H2的位置，关闭下阀门；

在液氨流通的过程中保持冷却液流入通道和冷却液流出通道的开启，从而保证冷却液在所述外石英玻璃管内循环流动。

第三方面，本发明还提供了一种液氨流量控制装置的装配方法，包括步骤：将内外石英玻璃管的两端放置到上下基座，保证内外石英玻璃管的固定和密封，安装上下阀门。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明提供的液氨流量控制装置结构简单，易于操作，不需要通电即可测量，造价便宜，精度高，液氨体积控制精度达到0.05ml。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的液氨流量控制装置的结构示意图；

图2为根据本发明一实施例的液氨流量控制装置的上基座的俯视图；

图3为根据本发明另一实施例的液氨流量控制装置的上基座的结构示意图；

图4为根据本发明一实施例的液氨流量控制方法的流程图。

附图标记：100、液氨流量控制装置，1、下压盖，2、下基座，21、冷却液流进通道，3、下密封胶圈，4、下密封石墨环，5、外石英玻璃管，6、内石英玻璃管，7、上密封胶圈，8、上密封石墨环，9、上基座，91、螺纹孔，82、通孔，93、冷却液流出通道，10、上压盖，11、上阀门，12、下阀门。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例中提供的液氨流量控制装置100，结合图1所示，给出了一种液氨流量控制装置100的结构示意图，其包括：外石英玻璃管5；内石英玻璃管6，所述内石英玻璃管6表面带有刻度，所述内石英玻璃管6设置在所述外石英玻璃管5的内部，所述内石英玻璃管6内用于液氨的流通，所述内石英玻璃管6的外表面和所述外石英玻璃管5的内表面之间的空间用于冷却液的流通；上基座9，所述内石英玻璃管6的上端和所述外石英玻璃管5的上端都安装在所述上基座9上，所述上基座9安装有上阀门11，所述上阀门11与所述内石英玻璃管6的上端相通，所述上基座9上开设有冷却液流出通道93，所述冷却液流出通道93与所述外石英玻璃管5相通；下基座2，所述内石英玻璃管6的下端和所述外石英玻璃管5的下端都安装在所述下基座2上，所述下基座2上安装有下阀门12，所述下阀门12与所述内石英玻璃管6的下端相通，所述下基座2上开设有冷却液流进通道21，所述冷却液流进通道21与所述外石英玻璃管5相通；所述冷却液流进通道21用于冷却液的流入，所述冷却液流出通道93用于冷却液的流出；所述上阀门11用于液氨的流入，所述下阀门12用于液氨的流出。在本发明中，所述内石英玻璃管上刻有刻度，更好地控制了液氨的体积。在本发明中，所述内石英玻璃管6设置在所述外石英玻璃管5的内部，优选地，外石英玻璃管5和内石英玻璃管6同心设置。

在本发明中，冷却液可以是冰水混合物也可以是其他低温液体，目的是给液氨冷却，防止其汽化，另一个目的是控制液氨的温度，使其温度和当前冷却液温度相同，计算液氨的质量时更准确。

在一些具体的实施例中，所述冷却液流进通道21的进口设置在所述下基座2的偏左端或偏右端均可，所述冷却液流进通道21与所述外石英玻璃管5的内部相连通的口设置在所述下基座2的上端；所述冷却液流出通道21与所述外石英玻璃管5的内部相连通的口设置在所述上基座9的下端，所述冷却液流出通道93的进口设置在所述上基座9的偏左端或偏右端均可。进一步优选地，结合图1所示，所述冷却液流进通道21的进口和所述冷却液流出通道93的出口相对设置。即，当所述冷却液流进通道21设置在所述下基座2的左侧时，所述冷却液流出通道93设置在所述上基座9的右侧；当所述冷却液流进通道设置在所述下基座2的右侧时，所述冷却液流出通道93设置在所述上基座9的左侧。

结合图2所示为根据本发明一实施例的上基座9的俯视图，在一些具体的实施例中，所述上基座9上还开设有若干螺钉孔91和若干通孔92。螺钉孔91用于固定上下压盖，从而压紧内石英玻璃管6。优选地，在通孔92中插入长螺栓，穿过上下基座，用螺母固定，从而压紧外石英玻璃管5。在本发明中，冷却液从下基座2进，上基座9出，在外石英玻璃管5内循环流动，从而冷却内石英玻璃管6内的液氨。

在一些具体的实施例中，所述上基座9和所述下基座2的结构和材质均相同。进一步优选地，所述上基座9和所述下基座2的横截面同为矩形或圆形。如图2所示实施例的上基座9的横截面为圆形，如图3所示实施例的上基座9的横截面为矩形。

结合图1所示，在一些具体的实施例中，本发明所述的液氨流量控制装置100还包括上密封胶圈7和下密封胶圈3，所述上密封胶圈7和下密封胶圈3分别安装在所述外石英玻璃管5的上端和下端，且所述上密封胶圈7和下密封胶圈3分别安装在所述上基座9的内部和所述下基座2的内部。所述上密封胶圈7、下密封胶圈3和所述外石英玻璃管三者的内外径大小均相等。

结合图1所示，在一些具体的实施例中，本发明所述的液氨流量控制装置100还包括上石墨密封环8和下石墨密封环4，所述上石墨密封环8和下石墨密封环4分别安装在所述内石英玻璃管6的两端，且所述上石墨密封环8和下石墨密封环4分别安装在所述上基座9的内部和所述下基座2的内部，所述上石墨密封环8、下石墨密封环4和所述内石英玻璃管三者的内外径相同。

结合图1所示，在一些具体的实施例中，所述上基座9上还设有上压盖10，所述上压盖10安装在所述上石墨密封环8的上方，所述下压盖1安装在所述下石墨密封环4的下方，所述上压盖10和所述下压盖1分别与所述上石墨密封环8和所述下石墨密封环4相接触。

在一些具体的实施例中，所述内石英玻璃管的内径为5mm-10mm，所述内石英玻璃管的外径为15mm-25mm；所述外石英玻璃管的内径为40mm-50mm，所述外石英玻璃管的外径为50mm-60mm。进一步优选地，所述内石英玻璃管的内径为8mm，所述内石英玻璃管的外径为20mm；所述外石英玻璃管的内径为45mm，所述外石英玻璃管的外径为55mm。

在一些具体的实施例中，所述内石英玻璃管和外石英玻璃管的长度相等，均为1m。

在一些具体的实施例中，本发明的上压盖、下压盖及上基座和下基座均为不锈钢通过机械加工制成，强度高，可以有效地防止变形和漏气。

第二方面，结合图4所示，本发明还提供了一种液氨流量控制方法，利用本发明所提供的液氨流量控制装置，所述控制方法包括步骤：

S101、打开上阀门使液氨流入内石英玻璃管，关闭上阀门，记录第一液面刻度H1；

S102、根据充灌量V_total按公式计算所需液氨量并记做第二液面刻度H2，其中，D为所述内石英玻璃管的内径；

S103、打开下阀门使液氨流出直到第二液面刻度H2的位置，关闭下阀门；

在液氨流通的过程中保持冷却液流入通道和冷却液流出通道的开启，从而保证冷却液在所述外石英玻璃管内循环流动。

在一些具体的实施例中，本发明所提供的液氨流量控制方法可以具体描述为：在充灌前，先打开冷却液循环，再打开上阀门，让液氨流入内石英玻璃管内，关闭上阀门，记下此时液面刻度H1；根据充灌量的多少，按公式计算充入液氨所需刻度H2，(其中，D为内石英管的内径，Vtotal为充灌量)；打开下阀门，让液氨流出，直到计算的液面刻度H2，关闭下阀门。

当计算H2的值大于内石英玻璃管的长度(例如，1m)时，可通过阀门的开启和关闭，进行多次充灌，充灌总的差值＝H1-H2即可。

进一步优选地，本发明所提供的液氨流量控制方法可以具体描述为：将本发明所提供的液氨流量控制装置接入充灌系统，并开启冷却液循环，打开上阀门11，使液氨流入内石英玻璃管内，关闭上阀门11，记下当前液面刻度，打开下阀门12，液氨流出，关闭下阀门12，再次记下当前液面刻度，两次的液面刻度差×管截面积即为充入系统的液氨体积，其质量＝当前冷却液温度下的液氨密度×充入的体积。

第三方面，本发明还提供了一种液氨流量控制装置的装配方法，包括步骤：将内外石英玻璃管的两端放置到上下基座，保证内外石英玻璃管的固定和密封，安装上下阀门。

进一步优选地，在一些具体的实施例中，本发明所提供的液氨流量控制装置的装配方法，包括步骤：在装配平台上将各个零件进行组装，先将上下密封胶圈分别放置到上下基座内，再将内外石英玻璃管的两端放置到上下基座，平放，之后安装上下密封石墨环和上下压盖，用螺钉紧固上下压盖，从而保证内石英玻璃管的固定和密封，之后，用长螺栓和螺母紧固上下基座，从而保证外石英玻璃管的固定和密封。最后，通过螺纹连接，将上下阀门安装到上述组件上，为了保证不漏气，优选地，在安装时，使用密封胶。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明的目的是在液氨从钢瓶中倒出时，测量液氨的体积流量，计算液氨的质量，解决少量液氨不易测量、控制精度差的问题。本发明通过关闭开启阀门，两次测量液面高度的差值来测量体积，从而控制流量的输出，适用于小流量的测量，控制精度高。本发明提供的液氨流量控制装置结构简单，易于操作，不需要通电即可测量，造价便宜，精度高，液氨体积控制精度达到0.05ml。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上对本发明所提供的一种液氨流量控制装置、液氨流量控制方法及液氨流量控制装置的装配方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，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 (10)

1.一种液氨流量控制装置，其特征在于，包括：

外石英玻璃管；

内石英玻璃管，所述内石英玻璃管表面带有刻度，所述内石英玻璃管设置在所述外石英玻璃管的内部，所述内石英玻璃管内用于液氨的流通，所述内石英玻璃管的外表面和所述外石英玻璃管的内表面之间的空间用于冷却液的流通；

上基座，所述内石英玻璃管的上端和所述外石英玻璃管的上端都安装在所述上基座上，所述上基座安装有上阀门，所述上阀门与所述内石英玻璃管的上端相通，所述上基座上开设有冷却液流出通道，所述冷却液流出通道与所述外石英玻璃管相通；

下基座，所述内石英玻璃管的下端和所述外石英玻璃管的下端都安装在所述下基座上，所述下基座上安装有下阀门，所述下阀门与所述内石英玻璃管的下端相通，所述下基座上开设有冷却液流进通道，所述冷却液流进通道与所述外石英玻璃管相通；

所述冷却液流进通道用于冷却液的流入，所述冷却液流出通道用于冷却液的流出；所述上阀门用于液氨的流入，所述下阀门用于液氨的流出。

2.根据权利要求1所述的液氨流量控制装置，其特征在于，所述冷却液流进通道的进口和所述冷却液流出通道的出口相对设置，即，所述冷却液流进通道的进口设置在所述下基座的左侧或右侧，对应地，所述冷却液流出通道的出口设置在所述上基座的右侧或左侧。

3.根据权利要求1所述的液氨流量控制装置，其特征在于，所述上基座上还开设有若干螺钉孔和若干通孔。

4.根据权利要求1所述的液氨流量控制装置，其特征在于，所述上基座和所述下基座的横截面同为矩形或圆形，所述上基座的材质和所述下基座的材质相同，所述上基座的结构和所述下基座的结构相同。

5.根据权利要求1所述的液氨流量控制装置，其特征在于，还包括上密封胶圈和下密封胶圈，所述上密封胶圈和下密封胶圈分别安装在所述外石英玻璃管的上端和下端，且所述上密封胶圈和下密封胶圈分别安装在所述上基座的内部和下基座的内部。

6.根据权利要求1所述的液氨流量控制装置，其特征在于，还包括上石墨密封环和下石墨密封环，所述上石墨密封环和下石墨密封环分别安装在所述内石英玻璃管的两端，且所述上石墨密封环和下石墨密封环分别安装在所述上基座的内部和下基座的内部，所述上石墨密封环、下石墨密封环和所述内石英玻璃管三者的内外径相同。

7.根据权利要求1所述的液氨流量控制装置，其特征在于，所述上基座上还设有上压盖，所述上压盖安装在所述上石墨密封环的上方，所述下压盖安装在所述下石墨密封环的下方，所述上压盖和所述下压盖分别与所述上石墨密封环和所述下石墨密封环相接触。

8.根据权利要求1所述的液氨流量控制装置，其特征在于，所述内石英玻璃管的内径为5mm-10mm，所述内石英玻璃管的外径为15mm-25mm；所述外石英玻璃管的内径为40mm-50mm，所述外石英玻璃管的外径为50mm-60mm。

9.一种液氨流量控制方法，其特征在于，利用权利要求1-8任一项所述的液氨流量控制装置，所述控制方法包括步骤：

S101、打开上阀门使液氨流入内石英玻璃管，关闭上阀门，记录第一液面刻度H1；

S102、根据充灌量V_total，按公式计算所需液氨量并记做第二液面刻度H2，其中，D为所述内石英玻璃管的内径；

S103、打开下阀门使液氨流出直到第二液面刻度H2的位置，关闭下阀门；

在液氨流通的过程中保持冷却液流入通道和冷却液流出通道的开启，从而保证冷却液在所述外石英玻璃管内循环流动。

10.一种根据权利要求1-8任一项所述的液氨流量控制装置的装配方法，其特征在于，将内外石英玻璃管的两端放置到上下基座，保证内外石英玻璃管的固定和密封，安装上下阀门。