CN112520680B - 加油站气囊充气升降式密闭人工量油口装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结构设计新颖的加油站气囊充气升降式密闭人工量油口装置，包括油罐、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，法兰与法兰连接座连接；位于油罐内的量油导管下端连接有长度可变的三段式伸缩导管，三段式伸缩导管可自由伸缩，未量油或取样时，其三段式伸缩导管处于收缩状态并浮于油面上方，量油或取样时，三段式伸缩导管放气伸长后并由下导管底部的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通过三段式伸缩导管连接处的缝隙进入三段式伸缩导管内，三段式伸缩导管底部设有充气式气囊浮力器，通过向充气式气囊浮力器充气可通过浮力将三段式伸缩导管顶起收缩，充气式气囊浮力器放气后其三段式伸缩导管可伸长并抵在油罐底部。

Description

加油站气囊充气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气囊充气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，所有加油站的汽油人工计量孔，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4×φ10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气囊充气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：

设计一种加油站气囊充气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；位于油罐内的油管下端连接有长度可变的三段式伸缩导管，三段式导管可自由伸缩，未量油或取样时，其三段式伸缩导管处于收缩状态并浮于油面上方，量油或取样时，三段式伸缩导管放气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，油品会充满导管，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底部设有充气式气囊浮力器，通过向充气式气囊浮力器充气可通过浮力将三段式伸缩导管顶起收缩，充气式气囊浮力器放气后其三段式伸缩导管可伸长并抵在油罐底部。

所述三段式伸缩导管包括上导管、中导管和下导管，上导管与油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，所述下导管下端密封机构与油罐底部抵住形成密封；

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，当所述下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，在其下导管重量的作用下，能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。

所述充气式气囊浮力器包括包围在下导管下端上的气囊密闭罩，位于所述气囊密闭罩的侧壁上开设有通孔，所述气囊密闭罩内设有气囊，所述气囊通过气管与外部的气源连通，且当所述气囊内充气并促使所述气囊鼓起，鼓起的形状和浮力受到气囊定型装置的限制，其气囊的浮力将所述下导管向上顶起实现所述三段式伸缩导管收缩，其气囊的浮力将所述下导管向上顶起实现所述三段式伸缩导管收缩。

所述密封机构包括连接在下导管下端且呈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，耐油硅橡胶复合材料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。

所述气囊密闭罩上安装有气囊充气接头，所述气管通过所述气囊充气接头与所述气囊连通，所述气管为缠绕式后螺旋耐油塑料胶管，所述气管为缠绕式后螺旋耐油塑料胶管。

所述耐油硅橡胶复合材料套在所述下导管下端并通过自重密封长箍与下导管底部及气囊密闭罩连接。

还包括气相平衡管，所述气相平衡管的上端与油罐外部的油管连通，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。在非人工量油和取样作业时，控制阀为开启状态，当需要人工量油和取样作业时，开启放气开关将气囊中的气体缓慢排空，使导管下降至油罐底部并形成密封状态后，再关闭控制阀。

本发明的有益效果在于：

本设计采用三段叠加的三段式伸缩导管，需要一定的加工精度，成本显著比普通导管高；二是需要增加一台充气泵(或是氮气瓶)和敷设充气管道，使加油站的开启人工计量孔操作的动作增加；三是由于三段式伸缩导管的伸缩和缠绕式耐油塑料胶管的变形、破损会增加加油站人工计量孔的维修成本。但这样增加都比加油站存在安全风险、环保违法和职业危害更加有意义。

附图说明

图1为本发明的主要结构及其中的三段式伸缩导管伸长后的主要结构示意图；

图2为本发明的主要结构及其中的三段式伸缩导管收缩后的主要结构示意图；

图3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4为本发明中的充气式气囊浮力器主要结构示意图。

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1：一种加油站气囊充气升降式密闭人工量油口装置，参见图1至图4。

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5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)。

本设计在位于油罐内的量油导管1下端连接有长度可变的三段式伸缩导管，三段式伸缩导管可自由伸缩，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，所述导管8、10、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23、位于所述中导管10上端内壁上的内密封胶套21，所述内密封胶套21内径与所述上导管8外径匹配，所述外密封胶套23外径与所述中导10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27、位于所述下导管13上端内壁上的内密封胶套25，所述内密封胶套25内径与所述中导管10外径匹配，所述外密封胶套27外径与所述下导管内径匹配，且在所述内密封胶套25下端和所述外密封胶套27上端上分别设有环形的密封胶垫26，当所述下导管向下移动至最大位移处时，所述内密封胶套25下端抵在所述外密封胶套27上端上，此时，所述内密封胶套25下端和所述外密封胶套27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23、28，所述滚珠23、28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。

进一步的，本设计中的所述充气式气囊浮力器18包括包围在下导管13下端上的气囊密闭罩11，气囊密闭罩11通过固定螺栓22固定安装在下导管上，同时，位于所述气囊密闭罩11的侧壁上开设有通孔24，所述气囊密闭罩11内设有气囊18，所述气囊18通过气管14与外部的气源连通，且当所述气囊内充气并促使所述气囊鼓起后，其气囊的浮力将所述下导管向上顶起实现所述三段式伸缩导管收缩。

本设计中，所述气囊密闭罩11上安装有气囊充气接头19，所述气管14通过所述气囊充气接头19与所述气囊18连通，所述气管为缠绕式后螺旋耐油塑料胶管。所述耐油硅橡胶复合材料套在所述下导管下端并通过自重密封长箍21与气囊密闭罩11连接，其气管的端部贯穿法兰后与外部的气源连接，在气管与所述法兰上的穿孔之间通过密封胶密封。

进一步的，本设计中的密封机构包括设在下导管下端开口呈喇叭状的耐油硅橡胶装置12，且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。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，本设计的加油站气囊充气升降式密闭人工量油口装置在未量油或取样时，也即，当加油站在正常运行时，三段式伸缩导管收缩，其气囊中充入有惰性气体，充气时，其气囊密闭罩11内的油品通过通孔24被挤出，此时气囊膨胀产生足以让三段式伸缩导管升起的浮力，此时，充气式气囊浮力器将下导管向上顶起，而后逐步将下导管、中导管向上顶起并形成收缩状态，此时，其三段式伸缩导管处于收缩状态并浮于油面上方。此时，即便在高液位时，收缩的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)。

而在需要量油或取样时，也即需要开启人孔计量孔进行操作时，通过气管将气囊内的气体放出，此时，充气式气囊浮力器的浮力降低并最终小于下导管与中导管的重力，

此时，三段式伸缩导管中的中导管及下导管逐步向下移动，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，导管中也逐步充满了油品，其液面与油罐液面保持一致，也即，油罐内油品在三段式伸缩导管伸长过程中通过三段式伸缩导管连接处的缝隙进入三段式伸缩导管内，直至下导管伸长并抵在油罐底部，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，此时下端导管底部的喇叭口密封装置也正好在导管自重和液体压强作用下和油罐底部贴合形成一个密封整体，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。

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。即本计中的所述下导管下端开口通过喇叭状的耐油硅橡胶复合材料密封，且所述喇叭状的耐油硅橡胶复合材料的喇叭状开口端面向下方，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，也会恢复密封状态。

最后说明的是，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；二是需要增加一台充气泵(或是氮气瓶)和充气管道，使加油站的开启人工计量孔操作的动作增加；三是由于三段式伸缩导管的伸缩和缠绕式耐油塑料胶管的变形、破损会增加加油站人工计量孔的维修成本。但这样增加都比加油站存在安全风险、环保违法和职业危害更加有意义。

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)

1.一种加油站气囊充气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的三段式伸缩导管，三段式伸缩导管可自由伸缩，未量油或取样时，其三段式伸缩导管处于收缩状态并浮于油面上方，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，油品会充满导管，所述三段式伸缩导管底部设有充气式气囊浮力器，通过向充气式气囊浮力器充气可通过浮力将三段式伸缩导管顶起收缩，充气式气囊浮力器放气后其三段式伸缩导管可伸长并抵在油罐底部。

2.如权利要求1所述的加油站气囊充气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所述的加油站气囊充气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所述的加油站气囊充气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，当所述下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所述的加油站气囊充气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，在其下导管重量的作用下，能实现微压下的密封状态。

6.如权利要求3或4所述的加油站气囊充气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2所述的加油站气囊充气升降式密闭人工量油口装置，其特征在于：所述充气式气囊浮力器包括包围在下导管下端上的气囊密闭罩，位于所述气囊密闭罩的侧壁上开设有通孔，所述气囊密闭罩内设有气囊，所述气囊通过气管与外部的气源连通，且当所述气囊内充气并促使所述气囊鼓起，鼓起的形状和浮力受到气囊定型装置的限制，其气囊的浮力将所述下导管向上顶起实现所述三段式伸缩导管收缩。

8.如权利要求7所述的加油站气囊充气升降式密闭人工量油口装置，其特征在于：所述气囊密闭罩上安装有气囊充气接头，所述气管通过所述气囊充气接头与所述气囊连通，所述气管为缠绕式后螺旋耐油塑料胶管。

9.如权利要求2所述的加油站气囊充气升降式密闭人工量油口装置，其特征在于：所述密封机构包括连接在下导管下端且呈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，耐油硅橡胶复合材料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。

10.如权利要求9所述的加油站气囊充气升降式密闭人工量油口装置，其特征在于：所述耐油硅橡胶复合材料套在所述下导管下端并通过自重密封长箍与下导管底部及气囊密闭罩连接；

还包括气相平衡管，所述气相平衡管的上端与油罐外部的油管连通，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，在非人工量油和取样作业时，控制阀为开启状态，当需要人工量油和取样作业时，开启放气开关将气囊中的气体缓慢排空，使导管下降至油罐底部并形成密封状态后，再关闭控制阀。

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