CN112390219A - 加油站机械升降式密闭人工量油口装置 - Google Patents

加油站机械升降式密闭人工量油口装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种结构设计新颖的加油站机械升降式密闭人工量油口装置,包括具有人工计量孔的油罐、与人工计量孔连接的法兰连接座、通过法兰连接其上端位于油罐外部、下端位于油罐内的量油导管,所述法兰与所述法兰连接座连接;位于油罐内的量油导管下端连接有长度可变并可自由伸缩的三段式伸缩导管,未量油或取样时,其三段式伸缩导管处于收缩状态并位于油面上方(即便高液位,导管内有油品,都不会影响导管内的油品质量),量油或取样时,三段式伸缩导管伸长后并抵在油罐底部,由于导管自重和液体特性使得密封装置与油罐底部形成密封,即三段式伸缩导管伸长过程中通过切割液体形成一个完整的密封容积体,其液位高度与液体性质与油罐密封体一致,所述三段式伸缩导管通过手动机械式升降器伸缩。

Description

加油站机械升降式密闭人工量油口装置
技术领域
本发明涉及加油站油气回收设备技术领域,可扩大到储存危险化学品和挥发性有机液体的常压卧式储罐系统,更具体地说,尤其是涉及使用在加油站油气回收系统上的一种加油站机械升降式密闭人工量油口装置。
背景技术
根据《大气污染防治法》规定,加油站应设置油气回收装置,并保证其装置能正常使用;《加油站大气污染物排放标准》(GB20952-2007)规定,加油站油气回收系统由卸油油气回收系统、汽油密闭储存、加油油气回收系统、在线监测系统和油气排放处理装置组成,加油油气回收系统的作用是将加油站在卸油、储油和加油过程中产生的油气,通过密闭收集、储存和送入油罐车的罐内,运送到储油库集中回收变成汽油。
按照国家有关规定,全国10万余座加油站从2007年开始进行油气回收改造,截止2019年年底应全部改造完成,从理论上讲,只要加油站具备卸油油气回收、加油油气回收和油气处理装置,加油站就满足了上述规范规定的排放的要求,但事实上并非如此,因为加油站在实际操作中,存在如:油罐车卸完油后需要控油;加油机作为一种交易的计量器具,国家规定每半年要进行一次检测标定;使用电子液位计,每月要进行一次盘点和人工比对校正;油罐内存储的油品质量加油站或国家监管部门会定期或不定期进行质量抽检;积液罐的积液会定期人工回油等等,这些操作都不可避免地要开启人工量油孔,这些动作和行为,必然破坏了汽油油气回收系统的密闭性能,存在着安全隐患、职业卫生危害和环保违法行为。
目前,所有加油站的人工计量孔,都是使用密闭计量口、球阀和DN100的导管组成,导管从上至下在环向上均布有
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小孔,作用在于便于油品流动,取样真实;不形成液位差,测量出的液位准确;只要一开启人工计量口和球阀,油气必定存在外泄的事实。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,适应现实需要,提供一种结构设计新颖的加油站机械升降式密闭人工量油口装置。
为了实现本发明的目的,本发明所采用的技术方案为:
设计一种加油站机械升降式密闭人工量油口装置,包括具有人工计量孔的油罐、与人工计量孔连接的法兰连接座、通过法兰连接其上端位于油罐外部、下端位于油罐内的量油导管,所述法兰与所述法兰连接座连接;其特征在于:位于油罐内的量油导管下端连接有长度可变并可自由伸缩的三段式伸缩导管,未量油或取样时,其三段式伸缩导管处于收缩状态并位于油面上方,量油或取样时,三段式伸缩导管伸长后并由下导管底部的密封机构并抵在油罐底部,即三段式伸缩导管伸长过程中通过切割液体形成一个完整的密封容积体,其液位高度与液体性质与油罐密封体一致,,所述三段式伸缩导管通过手动机械式升降器伸缩。
所述三段式伸缩导管包括上导管、中导管和下导管,上导管与量油导管下端对接或与所述量油导管为一体结构,所述中导管滑动套在所述上导管下端上,所述下导管滑动套在所述中导管下端上;
所述上导管下端与所述中导管上端之间设有第一扶正与密封机构,当所述中导管向下移动至最大位移处,所述第一扶正与密封机构限制所述中导管继续下移并对上导管和中导管连接处密封;
所述中导管下端与所述下导管上端之间设有第二扶正与密封机构,当所述下导管向下移动至最大位移处,所述第二扶正与密封机构限制所述下导管继续下移并对中导管和下导管连接处密封。
所述第一扶正与密封机构包括套在所述上导管下端外径上的外密封胶套、位于所述中导管上端内壁上的内密封胶套,所述内密封胶套内径与所述上导管外径匹配,所述外密封胶套外径与所述中导管内径匹配,且在所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上分别设有环形的密封胶垫,当所述所述中导管向下移动至最大位移处时,所述内密封胶套下端抵在所述外密封胶套上端上,此时,所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上的密封胶垫相抵以实现连接处密封。
所述第二扶正与密封机构包括套在所述中导管下端外径上的外密封胶套、位于所述下导管上端内壁上的内密封胶套,所述内密封胶套内径与所述中导管外径匹配,所述外密封胶套外径与所述下导管内径匹配,且在所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上分别设有环形的密封胶垫,当所述所述中导管向下移动至最大位移处时,所述内密封胶套下端抵在所述外密封胶套上端上,此时,所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上的密封胶垫相抵以实现连接处密封。
所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端的端面为相互贴合的斜面,在所述下导管重量的作用下,实现微压下的密封状态。
位于所述外密封胶套和内密封胶套的侧壁上分别开设有至少两个对称设置的凹孔,各凹孔内分别设有滚珠,所述滚珠凸出所述凹孔并分别与对应处的所述上导管的外壁、中导管的内壁、中导管的外壁、下导管的内壁连接。
所述手动机械式升降器包括固定在所述量油导管上且呈筒状的外壳、对称安装于外壳内底部的至少两个导轮,还包括固定套在所述量油导管上的精密螺纹管、螺纹连接在所述精密螺纹管上的钢绳缠绕搅盘,所述钢绳缠绕搅盘通过在所述精密螺纹管上旋转进行上升或下降。
还包括固定在所述钢绳缠绕搅盘上的手轮、一端缠绕在所述钢绳缠绕搅盘上的钢绳,所述钢绳的另一端穿过所述法兰连接座后与油罐内的下导管连接并带动所述下导管上升。
所述钢绳缠绕搅盘的外缘与所述外壳内壁之间设有限制所述钢绳缠绕搅盘逆向旋转的防坠机构;所述防坠机构包括棘轮棘齿结构。
所述下导管侧壁上通过螺栓固定有挂环,所述刚绳的下端与所述挂环连接。
所述钢绳与所述法兰连接座上的穿孔通过密封机构密封;所述密封机构包括安装在所述法兰连接座上的穿孔内的密封座,所述密封座上设有通孔,所述钢绳穿过所述通孔,所述通孔内设有橡胶密封垫,所述钢丝贯穿所述橡胶密封垫。
还包括气相平衡管,所述气相平衡管的上端与油罐外部的量油导管连通,所述气相平衡管的下端贯穿所述法兰连接座后与油罐内连通,所述气相平衡管上还连接有控制阀。
所述法连连接座上设有密封平衡管件连接头,所述气相平衡管贯穿所述密封平衡管件连接头,且密封平衡管件连接头与气相平衡管之间通过密封胶密封。
所述密封机构包括设在下导管下端并为喇叭口状的耐油硅橡胶复合材料密封装置,当下导管伸缩到极限位置时,该密封装置正好与油罐底部贴合,在下导管自重和液体压力作用下,形成有效的密封状态。
本发明的有益效果在于:
本设计采用三段叠加互套在一起,需要一定的加工精度,成本显著比普通导管高;二是需要增加一套机械升降机构,使加油站的开启人工计量孔操作的动作增加;三是由于导管的伸缩、升降机构的磨损和钢丝密封装置的磨损,会增加加油站人工计量孔的维修成本,但这些增加都比加油站在带压情况下开启人工计量口所存在安全风险(静电闪燃,已发生多起案例)、环保违法(客观存在)和职业危害(员工吸入油气)更加有意义。
附图说明
图1为本发明及其中的三段式伸缩导管伸长后的主要结构示意图;
图2为本发明中的第一扶正与密封机构及第二扶正与密封机构剖面结构示意图;
图3为本发明中的手动机械式升降器俯视状态下的主要结构示意图;
图4为本发明中的手动机械式升降器剖面状态下的主要结构示意图;
图5为本发明中的法兰连接座及其上的主要结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
实施例1:一种加油站机械升降式密闭人工量油口装置,参见图1至图5。
包括具有人工计量孔的油罐7、与人工计量孔连接的法兰连接座6、通过法兰连接其上端位于油罐外部、下端位于油罐内的量油导管1,所述法兰5与所述法兰连接座6连接,以上为现有技术。
本设计中,位于油罐7内的量油导管下端连接有长度可变并可自由伸缩的三段式伸缩导管,未量油或取样时,其三段式伸缩导管处于收缩状态(即便高液位,导管内有油品,都不会影响导管内的油品质量),量油或取样时,三段式伸缩导管伸长后并由下端导管的底部密封机构抵在油罐底部,由于导管自重和液体特性使得密封装置与油罐底部形成密封,油罐内油品在三段式伸缩导管伸长过程中,切割油品后会充满导管,由于导管上部气相空间通过气相平衡装置与油罐气相空间相通,此时导管的液面高度与油罐的液面高度保持一致,所述三段式伸缩导管通过手动机械式升降器伸缩。
具体来说,本设计在位于油罐内的量油导管1下端连接有长度可变并可自由伸缩的三段式伸缩导管,具体来说,所述三段式伸缩导管包括上导管8、中导管10和下导管13,上导管8与量油导管1下端对接或与所述量油导管1为一体结构,所述中导管10滑动套在所述上导管下端上,所述下导管13滑动套在所述中导管下端上;其所述上导管8下端与所述中导管上端之间设有第一扶正与密封机构9,当所述中导管向下移动至最大位移处,所述第一扶正与密封机构限制所述中导管继续下移并对上导管和中导管连接处密封;同理,所述中导管下端与所述下导管上端之间设有第二扶正与密封机构,当所述下导管向下移动至最大位移处,所述第二扶正与密封机构限制所述下导管继续下移并对中导管和下导管连接处密封,所述上导管8、中导管10和下导管13下降至极限时,具有喇叭口形状的耐油硅橡胶装置12的底部与油罐底部弧面匹配,由于导管自重和液体特性使得喇叭状能与油罐底部弧面形成贴合状态,在液体压力的作用下会构成紧密的密封结构。
具体来说,所述第一扶正与密封机构9包括套在所述上导管8下端外径上的外密封胶套18、位于所述中导管10上端内壁上的内密封胶套15,所述内密封胶套18内径与所述上导管8外径匹配,所述外密封胶套18外径与所述中导管10内径匹配,且在所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上分别设有环形的密封胶垫,当所述所述中导管向下移动至最大位移处时,所述内密封胶套下端抵在所述外密封胶套上端上,此时,所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上的密封胶垫相抵以实现连接处密封。
同理于所述第一扶正与密封机构9,所述第二扶正与密封机构包括套在所述中导管10下端外径上的外密封胶套21、位于所述下导管13上端内壁上的内密封胶套19,所述内密封胶套19内径与所述中导管10外径匹配,所述外密封胶套外径与所述下导管内径匹配,且在所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上分别设有环形的密封胶垫20,当所述所述中导管向下移动至最大位移处时,所述内密封胶套下端抵在所述外密封胶套上端上,此时,所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上的密封胶垫相抵以实现连接处密封。
在上述的第一扶正与密封机构9和所述第二扶正与密封机构中,所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端的端面为相互贴合的斜面,如此可增加两者的接触面积,实现更加有效的连接面密封。
进一步的,位于第一扶正与密封机构9和所述第二扶正与密封机构中的所述外密封胶套和内密封胶套的侧壁上分别开设有至少两个对称设置的凹孔,各凹孔内分别设有滚珠16、17、22,所述滚珠16、17、22凸出所述凹孔并分别与对应处的所述上导管的外壁、中导管的内壁、中导管的外壁、下导管的内壁连接,如此,在中导管、下导管做相对运动时,其滚珠可降低接触面之间的摩擦力,避免三段式伸缩导管出现卡顿等现象。
具体来说,所述手动机械式升降器包括固定在所述量油导管1上且呈筒状的外壳31、通过安装座32对称安装于外壳31内底部的三个导轮34,还包括固定套在所述量油导管1上的精密螺纹管38、螺纹连接在所述精密螺纹管38上的钢绳缠绕搅盘36,所述钢绳缠绕搅盘通过在所述精密螺纹管上旋转进行上升或下降。
进一步的,还包括固定在所述钢绳缠绕搅盘36上并用于推动钢绳缠绕搅盘36转动的手轮37、一端缠绕在所述钢绳缠绕搅盘上的三个钢绳13,三个所述钢绳13的另一端分别穿过所述法兰连接座后与7油罐内的下导管连接并带动所述下导管上升,具体来说,所述下导管侧壁上通过螺栓24固定有挂环25,所述刚绳的下端26与所述挂环连接。
进一步的,本设计中的所述钢绳缠绕搅盘36的外缘与所述外壳内壁之间设有限制所述钢绳缠绕搅盘逆向旋转的防坠机构,所述防坠机构包括棘轮棘齿结构35,通过防坠机构可以防止上升收缩后的三段式伸缩导管下坠。
通过上述设计,在手轮左右转动时,绞盘就会上下移动,其移动的速率可以保持被缠绕的钢绳基本平行(通过钢丝的直径计算并加工螺距);由于绞盘直径大约150,如果油罐直径为2600(加油站油罐标准直径为2400、2600和2800三种),只需转动5.5圈就可完成升降作业。为了防止人员在操作手轮时发生急坠情况,绞盘和外壳之间通过防坠机构防止下导管下坠。
进一步的,本设计中的所述钢绳与所述法兰连接座上的穿孔通过密封机构密封;所述密封机构包括安装在所述法兰连接座上的穿孔内的密封座14,所述密封座14上设有通孔,所述钢绳穿过所述通孔,所述通孔内设有橡胶密封垫41,所述钢丝贯穿所述橡胶密封垫。
进一步的,本设计还包括气相平衡管3,所述气相平衡管3的上端与油罐外部的量油导管连通,所述气相平衡管的下端贯穿所述法兰连接座后与油罐内连通,所述气相平衡管上还连接有控制阀2,其所述法连连接座上设有密封平衡管件连接头43,所述气相平衡管贯穿所述密封平衡管件连接头43,且密封平衡管件连接头与气相平衡管之间通过密封胶密封。
进一步的,本设计中的所述下导管下端通过喇叭状的耐油硅橡胶复合材料形成密封装置12,且所述喇叭状的耐油硅橡胶复合材料底部与所述油罐底部弧面匹配,即本计中的所述下导管下端通过喇叭状的耐油硅橡胶复合材料形成密封结构,其耐油硅橡胶材料与下导管之间通过环卡箍固定。耐油硅橡胶复合材料在下导管自重下降后能与油罐底部贴合(非平面),即便下降出现不弥合时,在液体和压差的作用下,也会形成紧密的密封状态。
进一步的,本设计中的所述上导管和下导管均为无缝钢管,所述中导管由有色金属制成,其可防止摩擦产生火花,同时可以传导静电。下导管采用钢管,是使其三段导管在其自重下,在其连接段和底部形成一个能够承受微压(规范规定正压2.0-3.0KPa、负压1.5-2.0KPa;实际不会超过10.0KPa)的密封结构。
而上导管采用GB8162规定的无缝钢管,外径108mm、壁厚4mm,同时在其下端安装有乐泰密封胶并与中导管内壁接触,中导管可选内径110mm、外径135mm的铝合金挤制厚壁圆管整体车制,一是不会因摩擦产生火花,二是可以导通静电,完成尺寸内径119mm、外径126mm,中导管长度按照900mm计算,大约自重5.54kg。下导管采用GB8162规定的无缝钢管,外径146mm、壁厚4.5mm,整个中导管长度按照900mm,大约自重14.13kg;
本设计中的量油导管上端与加油站现有的连接件保持不变,仍旧由计量口(可选防盗计量口)、DN100球阀组成。当加油站在正常运行时,三段式伸缩导管收缩,此时其刚绳通过钢绳缠绕搅盘收卷,此时即便在高液位时,收缩的三段式伸缩导管内会存有一段油品,也不会影响油品取样的质量(油品在潜油泵工作时,会使油品有一定的流动性),此时,由于导管环向无透油孔,导管存油上部的空间与油罐的气相空间会因温度不一致而造成压力不一致(此种情况下其上导管上端无气孔),从而会存在一定的液位差,此时打开控制阀通过气相平衡管将三段式伸缩导管内部与外部连通,如此可以消除这种现象(防止电子液位仪的误差和人工量油的误差)。
但需要量油进行操作时,通过手动机械式升降器中的钢绳缠绕搅盘旋转将刚绳下放,此时中导管和下导管因为自重下移,最终可使下导管伸开沉入罐底,此过程中,通过滚珠对中导管及下导管进行降阻和扶正,此时,从导管底部进入,随着导管不断的下降至极限时,此时,第一扶正与密封机构9和所述第二扶正与密封机构中的所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上的密封胶垫相抵以实现连接处密封,也即在下导管下降至油罐底部时通过内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上的密封胶垫相抵可实现三段式伸缩导管内部的密闭,下导管底部密封装置与油罐底部形成一个完整的密封结构,此时油品已充满整个导管并与油罐液面保持同一高度,此时关闭气相平衡管上的旋塞,缓慢开启人工计量口,并通过通气管上的微压表工作状态可以判断其密封效能(现有技术),如果微压表数据不下降,说明人工导管密闭正常,可以进行量油、取样和回油操作,而后可对量油导管内及下方的三段式伸缩导管内的油品进行量油操作。操作时其密闭三段式伸缩导管可与油罐内部油品进行隔离,而后可按照常规量油方式将量油导管上方的控制阀打开进行量油操作。而在量油完成后通过反向旋转钢绳缠绕搅盘并促使刚绳再次收卷在此钢绳缠绕搅盘上并将下导管及中导管向上提升完成收缩即可。
最后说明的是,本设计中由于三段式伸缩导管采用三段叠加互套在一起,需要一定的加工精度,成本显著比普通导管高;二是需要增加一套机械升降机构,使加油站的开启人工计量孔操作的动作增加;三是由于导管的伸缩、升降机构的磨损和钢丝密封装置的磨损,会增加加油站人工计量孔的维修成本。但这些增加都比加油站在带压情况下开启人工计量口所存在安全风险(静电闪燃,已发生多起案例)、环保违法(客观存在)和职业危害(员工吸入油气)更加有意义。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例,但并不局限于此,本领域的普通技术人员,极易根据上述实施例,领会本发明的精神,并做出不同的引申和变化,但只要不脱离本发明的精神,都在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种加油站机械升降式密闭人工量油口装置,包括具有人工计量孔的油罐、与人工计量孔连接的法兰连接座、通过法兰连接其上端位于油罐外部、下端位于油罐内的量油导管,所述法兰与所述法兰连接座连接;其特征在于:位于油罐内的量油导管下端连接有长度可变并可自由伸缩的三段式伸缩导管,未量油或取样时,其三段式伸缩导管处于收缩状态并位于油面上方,量油或取样时,三段式伸缩导管伸长后并由下导管底部的密封机构并抵在油罐底部,即三段式伸缩导管伸长过程中通过切割液体形成一个完整的密封容积体,其液位高度与液体性质与油罐密封体一致,,所述三段式伸缩导管通过手动机械式升降器伸缩。
2.如权利要求1所述的加油站机械升降式密闭人工量油口装置,其特征在于:所述三段式伸缩导管包括上导管、中导管和下导管,上导管与量油导管下端对接或与所述量油导管为一体结构,所述中导管滑动套在所述上导管下端上,所述下导管滑动套在所述中导管下端上;
所述上导管下端与所述中导管上端之间设有第一扶正与密封机构,当所述中导管向下移动至最大位移处,所述第一扶正与密封机构限制所述中导管继续下移并对上导管和中导管连接处密封;
所述中导管下端与所述下导管上端之间设有第二扶正与密封机构,当所述下导管向下移动至最大位移处,所述第二扶正与密封机构限制所述下导管继续下移并对中导管和下导管连接处密封。
3.如权利要求2所述的加油站机械升降式密闭人工量油口装置,其特征在于:所述第一扶正与密封机构包括套在所述上导管下端外径上的外密封胶套、位于所述中导管上端内壁上的内密封胶套,所述内密封胶套内径与所述上导管外径匹配,所述外密封胶套外径与所述中导管内径匹配,且在所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上分别设有环形的密封胶垫,当所述所述中导管向下移动至最大位移处时,所述内密封胶套下端抵在所述外密封胶套上端上,此时,所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上的密封胶垫相抵以实现连接处密封。
4.如权利要求2所述的加油站机械升降式密闭人工量油口装置,其特征在于:所述第二扶正与密封机构包括套在所述中导管下端外径上的外密封胶套、位于所述下导管上端内壁上的内密封胶套,所述内密封胶套内径与所述中导管外径匹配,所述外密封胶套外径与所述下导管内径匹配,且在所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上分别设有环形的密封胶垫,当所述所述中导管向下移动至最大位移处时,所述内密封胶套下端抵在所述外密封胶套上端上,此时,所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端上的密封胶垫相抵以实现连接处密封。
5.如权利要求3或4所述的加油站机械升降式密闭人工量油口装置,其特征在于:所述内密封胶套下端和所述外密封胶套上端的端面为相互贴合的斜面,在所述下导管重量的作用下,实现微压下的密封状态。
6.如权利要求3或4所述的加油站机械升降式密闭人工量油口装置,其特征在于:位于所述外密封胶套和内密封胶套的侧壁上分别开设有至少两个对称设置的凹孔,各凹孔内分别设有滚珠,所述滚珠凸出所述凹孔并分别与对应处的所述上导管的外壁、中导管的内壁、中导管的外壁、下导管的内壁连接。
7.如权利要求1所述的加油站机械升降式密闭人工量油口装置,其特征在于:所述手动机械式升降器包括固定在所述量油导管上且呈筒状的外壳、对称安装于外壳内底部的至少两个导轮,还包括固定套在所述量油导管上的精密螺纹管、螺纹连接在所述精密螺纹管上的钢绳缠绕搅盘,所述钢绳缠绕搅盘通过在所述精密螺纹管上旋转进行上升或下降。
8.如权利要求7所述的加油站机械升降式密闭人工量油口装置,其特征在于:还包括固定在所述钢绳缠绕搅盘上的手轮、一端缠绕在所述钢绳缠绕搅盘上的钢绳,所述钢绳的另一端穿过所述法兰连接座后与油罐内的下导管连接并带动所述下导管上升。
9.如权利要求4所述的加油站机械升降式密闭人工量油口装置,其特征在于:所述钢绳缠绕搅盘的外缘与所述外壳内壁之间设有限制所述钢绳缠绕搅盘逆向旋转的防坠机构;所述防坠机构包括棘轮棘齿结构。
10.如权利要求1所述的加油站机械升降式密闭人工量油口装置,其特征在于:还包括气相平衡管,所述气相平衡管的上端与油罐外部的量油导管连通,所述气相平衡管的下端贯穿所述法兰连接座后与油罐内连通,所述气相平衡管上还连接有控制阀;
所述密封机构包括设在下导管下端并为喇叭口状的耐油硅橡胶复合材料密封装置,当下导管伸缩到极限位置时,该密封装置正好与油罐底部贴合,在下导管自重和液体压力作用下,形成有效的密封状态。
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