CN113145007A - 一种用于天然气与添加剂混合输送的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气液混合输送技术领域，具体涉及一种用于天然气与添加剂混合输送的的装置，包括混合箱体，所述混合箱体的内部设置有电磁推送阀，所述电磁推送阀包括阀体、电磁铁和活塞推杆；所述阀体的两端分别连接有电磁铁，所述电磁铁上设置有若干个分流孔；所述阀体的内部设置有储液腔体，所述阀体内部设置有和储液腔体连通的进液通道和出液通道；所述储液腔体中设置有两个活塞推杆，所述活塞推杆的端部固定连接有铁芯；所述阀体的外部设置有锥形的环形喷嘴，所述环形喷嘴通过出液通道和储液腔体连通。本装置成本低廉、结构简单稳定、输送精准、混合均匀，可以在任意的场景中随用随时混合，使混合天然气能够在小规模用户中迅速推广使用。

Description

一种用于天然气与添加剂混合输送的装置
技术领域
本发明涉及气液混合输送技术领域，具体涉及一种用于天然气与添加剂混合输送的的装置。
背景技术
天然气是一种优质能源，具有高效、低污染、低排放等优点，应用于工业中能带来良好的经济效益与环保效益。天然气可用于工业锅炉、各类窑炉、金属切割等等；节能环保的新型工业燃气，开始被广泛使用。
但天然气作为一种经济实用的绿色环保能源，其在氧气中燃烧温度较低，但通过添入一定的添加剂，才能完全满足金属切割、工业锅炉等工艺要求。因此，需要在天然气中混入添加剂，从而提升天然气的燃烧热值。
目前的混合装置主要有以下三种方式：计量泵定量添加、鼓泡式添加、压差引流式添加。其中计量泵定量添加的方式，通过泵将添加剂通入填料塔中和天然气充分混合，混合后储存于气罐之中，然后通过管道外接或者气瓶充装的方式使用。这样的装置成本较高，整体空间较大，需要建立一个大型的混合基站，然后根据用户的需求，再用气瓶、罐体等方式运输，而且长时间不使用添加剂也会沉淀分离，混合效果也会大打折扣，综合下来，性价比不高，很难在各种小型企业、个性化的燃气需求之中被广泛使用。
而鼓泡式添加和压差引流式添加方式，添加量难以控制，难以形成均匀的混合气，无法达到理想的使用效果。比如，直接在充装的气瓶内通过充装装置注入添加剂使用，不但混合效果不好，操作麻烦，在高压的气瓶内充装添加剂也相对困难、危险，需要设计相配套的加注设备。
综合来看，现有的添加剂和天然气的混合设备，无论是通过填料塔混合后供给使用，还是直接在充装气瓶中加注添加剂使用，使用的场景都很单一，综合效果不佳，这对于连续用气的小规模企业、个性化需求多的燃气企业，制约了混合添加剂的天然气的使用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能满足个性化需求、满足工业使用要求且成本低廉、结构简单稳定、输送精准、混合均匀的小型天然气混合输送装置，通过这样的混合设备，可以在任意的场景中随用随时混合，使天然气能够在小规模用户中迅速推广使用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于天然气与添加剂混合输送的的装置，包括混合箱体，所述混合箱体的两端和天然气管道连接，所述混合箱体的内部设置有电磁推送阀，所述电磁推送阀包括阀体、电磁铁、活塞推杆和复位弹簧；所述阀体的两端分别连接有电磁铁，所述电磁铁设置在混合箱体的内壁上，所述电磁铁上设置有若干个分流孔；所述阀体的内部设置有储液腔体，所述阀体内部设置有和储液腔体连通的进液通道和出液通道，所述进液腔通道和出液通道上设置有相应的单向阀；所述储液腔体中设置有两个活塞推杆，所述活塞推杆的端部固定连接有铁芯，所述复位弹簧套设在活塞推杆上，所述活塞推杆端部的铁芯设置在电磁铁的内部；所述阀体的外部设置有锥形的环形喷嘴，所述环形喷嘴通过出液通道和储液腔体连通。
可选的，所述电磁铁上设置有故障检查通道，所述电磁铁的端部设置有气缸，所述气缸的伸缩端设置在电磁铁的故障检查通道上。
可选的，用于天然气与添加剂混合输送的的装置，还包括环形缓冲管，所述环形缓冲管在垂直方向上首尾连接有若干节，所述混合箱体包括出气口，所述出气口和环形缓冲管连接。
可选的，所述环形缓冲管包括法兰面，两两所述的环形缓冲管通过法兰面连接固定，相连所述的环形缓冲管的法兰面上设置有稀释滤网。
可选的，所述稀释滤网设置为锥形滤网。
可选的，所述稀释滤网包括内过滤层和外过滤层，所述外过滤层的过滤孔直径能够允许大颗粒的添加剂通过；若干节所述的环形缓冲管道的稀释滤网的内过滤层的过滤孔直径依次递减。
可选的，用于天然气与添加剂混合输送的的装置，包括设备箱体、泵体和添加剂储存罐，所述添加剂储存罐设置在设备箱体内，所述添加剂储存罐内部常压设置；所述添加剂储存罐、泵体和混合箱体通过管道依次相连。
可选的，所述天然气管道可以能够外接气管，或者外接备用气瓶。
可选的，所述天然气管道上依次设置的第一阀门、第二阀门、电磁切断阀、压力表、流量计、混合箱体、泵体、液位计分别连接于控制面板。
本发明具有如下优点和有益效果：
本发明在混合箱体内设置有电磁推送阀，通过泵将添加剂储存罐内的添加剂输送到混合箱体的电磁推送内，并到达阀体内的储液腔体中，再控制电磁铁的得电推动活塞推杆移动，从而将储液腔体的添加剂经出液通道推送到阀体外部，并和天然气混合输送。通过电磁阀推动活塞推杆可以精准的实现小剂量添加剂的输送，不会造成添加剂的浪费；该装置性能稳定，结构简单，两个活塞推杆，可以单活塞推杆推送或者双活塞推杆推送添加剂，可以控制不同的输送量，满足不同的流量需求，并且其中一个活塞推送杆可以作为备用输送设备，有效的降低了电磁推送阀的故障率，增长其使用寿命。在电磁铁的后方设置了气缸，可以控制气缸伸缩，在阀体出现相应故障的时候，系统自动启动气缸伸缩，推动铁芯，解除故障，又进一步降低了设备故障率。
本发明在混合箱体的出气口外接环形缓冲管，环形缓冲管设置有若干节，每两节相连的环形缓冲管的法兰面上设置有稀释滤网，并且环形缓冲管道的稀释滤网的内过滤层的过滤孔直径依次递减。当混合箱体的电磁铁驱动活塞推杆将添加剂推出的时候，天然气和添加剂混合并带入带环形缓冲管中。首先，未融合的添加剂积聚在第一个稀释滤网上，高速流动的气流将添加剂吹散经过过滤孔，直径更细的添加剂积聚在第二层稀释滤网上，高速天然气再次冲刷稀释。如此往复，天然气带着添加剂实现多级过滤、稀释，经环形缓冲管道缓冲，最终均匀混合，输送到用气设备上。对于现有技术中的混合箱体，很多混合箱体整体设备体积更大、混合后充装在气瓶内，长久不使用会造成添加剂沉淀、分离；而本设备可以随时用气、随时混合，操作简单，结构紧凑，流程易于控制，受用面比较广，可直接在第一现场现混现用，特别适用于各种小型企业、个性化的燃气需求企业。
附图说明
图1为发明实施例提供的一种用于天然气与添加剂混合输送的装置示意图；
图2为图1中的局部放大图a；
图3为图2中的电磁推送阀上加设气缸的示意图；
图4为图1中的局部放大图b；
图标：1-设备箱体，2-添加剂储存罐，21-添加口，22-液位计，3-泵体，31-输送管，4-混合箱体，41-出气口，42-进气口，43-电磁铁，431- 分流孔，432-输出线，44-阀体，441-储液腔体，442-进液通道，443-出液通道，444-环形喷嘴，45-铁芯，46-复位弹簧，47-活塞推杆，48-气缸， 5-环形缓冲管，51-稀释滤网，511-外过滤层，512-内过滤层，52-法兰面， 6-控制面板，7-备用气瓶，8-天然气管道，81-第一阀门，82-第二阀门， 83-电磁切断阀，84-压力表，85-流量计，86-第三阀门。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
实施例
如图1～图4所示，一种用于天然气与添加剂混合输送的的装置，包括混合箱体4，混合箱体4的两端分别设置有进气口42和出气口41，进气口 42和天然气管道8连接，混合箱体4的内部设置有电磁推送阀，电磁推送阀包括阀体44、电磁铁43、活塞推杆47和复位弹簧46；阀体44的两端分别连接有电磁铁43，电磁铁43设置在混合箱体4的内壁上，电磁铁43上设置有若干个分流孔431，允许内部的气流分流并通过，电磁铁43的输出线432通过混合箱体4的法兰面52通孔外接出去；阀体44的内部设置有储液腔体441，阀体44内部设置有和储液腔体441连通的进液通道442和出液通道443，进液通道442和出液通道443上设置有相应的单向阀；储液腔体441中设置有两个活塞推杆47，活塞推杆47的端部固定连接有铁芯 45，复位弹簧46套设在活塞推杆47上，活塞推杆47端部的铁芯45设置在电磁铁43的内部；阀体44的外部设置有锥形的环形喷嘴444，环形喷嘴 444通过出液通道443和储液腔体441连通。
本发明在混合箱体4内设置有电磁推送阀，通过泵体3将添加剂储存罐2内的添加剂输送到混合箱体4的电磁推送阀内。当某一个电磁铁43得电的时候，铁芯45被吸引，相继带动活塞推杆47压缩储液腔体441，此时出液通道443上的单向阀被推开，添加剂经出液通道443到达环形喷嘴444 喷射出去；当电磁铁43断电的时候，复位弹簧46回拉，活塞推杆47复原，此时储液腔体441内部负压，泵体3启动输送添加剂经输送管31进入到储液腔体441中。储液腔体441中的体积一定，从而可以精准控制每次的推送量，本装置的储液腔体441每次推送的添加剂量约为5g左右，每5g的添加剂混合1m3的天然气。通过电磁阀推动活塞推杆47可以精准的实现添加剂的输送，不会造成添加剂的浪费，大大节约了成本。对于现用现混合的设备，精准控制添加剂的计量则是其中需要考虑的一个因素，对于很多混合设备都是大型的混合设备，整体混合后再输送使用，因为小型的、现混现用的混合设备不但需要精准控制小剂量添加剂的输出，而且还要在有限的时间内充分混合并直接输出使用，并不容易控制混合过程。而本该装置性能稳定，结构简单，设计了两个活塞推杆47，可以单活塞推杆47推送或者双活塞推杆47推送添加剂，即可以根据不同需求，控制不同的输送量，满足不同的流量需求，并且其中一个活塞推送杆可以作为备用输送设备，当其中一个推送机构出现问题时，比如复位弹簧46失效、电磁铁43 失效等，就可以控制另一个电磁铁43控制活塞推杆47的推送添加剂，能够有效的降低电磁推送阀的故障率，增长其使用寿命，能够稳定、精准的输送小剂量添加剂。
如图3所示，电磁铁43上设置有故障检查通道，电磁铁43的端部设置有气缸48，气缸48的伸缩端设置在电磁铁43的故障检查通道上。一般的电磁阀，会设置相应的故障检查按钮，通过人为的捅阀，推动活塞推杆 47排除故障。而本发明设计的电磁推送阀整体设置在混合箱体4中，在电磁铁43的后方设置了气缸48，当某一个电磁铁43得电吸附后，出现故障无法通过复位弹簧46复位的时候，系统可以自动的控制气缸48伸缩，气缸48的伸缩端推动铁芯45，强行复位，解除故障，又进一步降低了设备故障率。这样的设计，在设备的使用过程中，当电磁推送阀出现故障的时候，系统会第一时间启动气缸48，强行复位解决故障，而无需人为查看，提升了故障的发现速度以及解决效率。当启动气缸48自动复位仍然无法解决故障的时候，系统则自动启动另一组电磁铁43实现添加剂的输送。这样的设计，可以时时保证天然气和添加剂按照固定的配比混合输送，有效避免了添加剂输送设备出现问题时，而天然气仍然继续输送而导致混合配比出现过大偏差、影响最终输出的天然气质量，从而达不到所需的燃烧温度。
如图1和图4所示，用于天然气与添加剂混合输送的的装置，还包括环形缓冲管5，环形缓冲管5在垂直方向上首尾连接有若干节，混合箱体4 包括出气口41，出气口41和环形缓冲管5连接。对于现用现混合的输送设备，在精准控制添加剂输出量的同时，还需要考虑的就是将天然气和添加剂均匀、彻底混合。
进一步的，环形缓冲管5包括法兰面52，两个相邻的环形缓冲管5通过法兰面52连接固定，相连的环形缓冲管5的法兰面52上设置有稀释滤网51。传统的添加剂和天然气的混合设备，一般都是通过填料塔混合，但本发明的设计是要用在小规模、个性化的使用者上，因此设备的体积要足够小，方便携带，可以在各种场合使用，而小体积的设备要让天然气和添加剂充分混合，则需要设计相应的结构，本发明设计的环形缓冲管5道连接有若干节，首先，环形缓冲管5可以让天然气和添加剂在弧形弯管内缓冲，充分融合；第二，环形缓冲管5，可以尽可能的将管道集成设计，可以最大化的设计最长的管道，供添加剂和天然气混合；第三，在每一节的环形管道的连接法兰面52上设置有稀释滤网51，液体添加剂被气流带动并会积聚在滤网上，然后高速的天然气流对滤网上的添加剂进行冲击、冲刷、冲散，进一步分散添加剂，使其与天然气充分混合。
进一步的，稀释滤网51设置为锥形滤网。锥形的滤网可以进一步的加速添加剂的流动，增加添加剂的受力面积，使其更迅速的被天然气冲刷、稀释，使其在短时间内的与天然气充分混合。
进一步的，稀释滤网51包括内过滤层512和外过滤层511，外过滤层 511的过滤孔直径能够允许大颗粒的添加剂通过；每一节环形缓冲管5道的稀释滤网51的内过滤层512的过滤孔直径依次递减。本发明在多节环形管道上设置有多个稀释滤网51，稀释滤网51的外过滤层511能够将内过滤层512固定，而外过滤层511又不会影响天然气和添加剂的通过；而内过滤层 512的直径依次递减，即刚开始过滤的时候，大颗粒的添加剂会积聚在内过滤层512上，经高速天然气冲刷稀释后，直径更小的穿过内过滤层512到达下一个稀释滤网51上，积聚在直径更小的内过滤层512上，积聚的添加剂再次经高速天然气冲刷，稀释。如此，经多节的环形缓冲管道5、多个稀释滤网51，天然气会充分的将添加剂冲刷、分散、稀释、混合，最终输送出去。这样的设计能够保证天然气无需经过更复杂的混合设备，可以以一种简单、紧凑的设备实现充分混合并输出，非常适用于各种小规模企业、以及个性化需求的企业上。
如图1所示，用于天然气与添加剂混合输送的的装置，包括设备箱体1、泵体3和添加剂储存罐2，添加剂储存罐2设置在设备箱体1内，添加剂储存罐2内部常压设置；添加剂储存罐2、泵体3和混合箱体4通过管道依次相连。对于天然气和添加剂的混合，除了应用填料塔混合以外，还会在充装气瓶内直接通过注入装置将添加剂注入。这样的操作有相应的问题，添加剂的注入需要设计相应配套的设备，而充装气瓶内的高压也会带来相应的危险性。本阀门设计的混合输送设备，添加剂储存罐2内部为常压，从而无需注入装置，就可以轻易的实现添加剂的加注，而且操作非常简单、方便，没有任何的危险性。
天然气管道8可以能够外接气管，或者外接备用气瓶7。在需要使用天然气的时候，只需要将设备放在现场，外接于气管，或者直接外接备用气瓶7，然后启动设备，就可以现用现混合输送、用气。这样的方式，大大增加了天然气的使用范围，可以在各种小规模的场合中，如各种气焊切割作业中；或者各种小规模的用气企业上，如天然气烘干、烘烤、锅炉等企业。现场使用现场混合，可以最大化的将天然气和添加剂现混合现用，就不会发生天然气和添加剂混合过久添加剂沉淀、失效等一系列问题，从而导致混合后的天然气质量出现问题。而无需从大型混合基站取用混合天然气，免去了运输成本，进一步提升了经济性。
如图1所示，天然气管道8上依次设置的第一阀门81、第二阀门82、电磁切断阀83、压力表84、流量计85、、第三阀门86、混合箱体4、泵体 3、液位计22分别外接于控制面板6。本发明的混合设备整体作为一套自动化运行的设备，控制面板6可以自动控制设备运行。如：当需要用气的时候，先外接气管或者备用气瓶7，使用者按下启动按钮，在打开第三阀门 86用气的时候，第一阀门81或者第二阀门82打开，天然气在天然气管道 8中流动，此时控制面板6自动控制泵体3工作，往电磁推送阀内输送添加剂，同时电磁推送阀的电磁铁43得电压缩活塞推杆47，将添加剂往复推出与天然气进行初步混合。初步混合的天然气经过多节环形缓冲管5、以及环形缓冲管5内的多级稀释滤网51冲刷、稀释并均匀混合，最终输送到用气设备上。
工作原理：
将混合输送设备放在使用现场，根据使用场景，可将设备外接气管或者备用气瓶7，当第一阀门81或者第二阀门82，以及第三阀门86打开用气时，天然气在天然气管道8内流道，流量计85数值开始变换，此时控制系统控制泵体3往混合箱体4内的电磁推送阀输送添加剂，同时电磁铁43 得电压缩阀体44的储液腔体441，将添加剂输送到混合箱体4内部和天然气进行初步混合，初步混合后到达环形缓冲管5，大颗粒添加剂积聚在稀释滤网51上，然后被天然气冲刷、分离，并均匀混合；通过第一节环形缓冲管5、第一个稀释滤网51后，再次通过第二节环形缓冲管5和第二个稀释滤网51，再次冲刷、分散积聚在稀释滤网51上的添加剂，如此经过多级缓冲、稀释过滤并均匀输出。
当流量计85每到达一个设定值时，相应的电磁铁43会得电并压缩储液腔体441实现添加剂的推送。电磁铁43在长时间往复推送的过程中，当其出现故障时，气缸48自动启动，气缸48的伸缩端对铁芯45进行推顶，强行解除故障；而若此时故障仍然无法解除，则启动备用电磁铁43，采用另一个活塞推杆47推送添加剂。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于天然气与添加剂混合输送的的装置，其特征在于:包括混合箱体(4)，所述混合箱体(4)的两端和天然气管道(8)连接，所述混合箱体(4)的内部设置有电磁推送阀，所述电磁推送阀包括阀体(44)、电磁铁(43)、活塞推杆(47)和复位弹簧(46)；所述阀体(44)的两端分别连接有电磁铁(43)，所述电磁铁(43)设置在混合箱体(4)的内壁上，所述电磁铁(43)上设置有若干个分流孔(431)；所述阀体(44)的内部设置有储液腔体(441)，所述阀体(44)内部设置有和储液腔体(441)连通的进液通道(442)和出液通道(443)，所述进液通道(442)和出液通道(443)上设置有相应的单向阀；所述储液腔体(441)中设置有两个活塞推杆(47)，所述活塞推杆(47)的端部固定连接有铁芯(45)，所述复位弹簧(46)套设在活塞推杆(47)上，所述活塞推杆(47)端部的铁芯(45)设置在电磁铁(43)的内部；所述阀体(44)的外部设置有锥形的环形喷嘴(444)，所述环形喷嘴(444)通过出液通道(443)和储液腔体(441)连通。
2.根据权利要求1所述的用于天然气与添加剂混合输送的的装置，其特征在于：所述电磁铁(43)上设置有故障检查通道，所述电磁铁(43)的端部设置有气缸(48)，所述气缸(48)的伸缩端设置在电磁铁(43)的故障检查通道上。
3.根据权利要求1所述的用于天然气与添加剂混合输送的的装置，其特征在于：还包括环形缓冲管(5)，所述环形缓冲管(5)在垂直方向上首尾连接有若干节，所述混合箱体(4)包括出气口(41)，所述出气口(41)和环形缓冲管(5)连接。
4.根据权利要求3所述的用于天然气与添加剂混合输送的的装置，其特征在于：所述环形缓冲管(5)包括法兰面(52)，两两所述的环形缓冲管(5)通过法兰面(52)连接固定，相连所述的环形缓冲管(5)的法兰面(52)上设置有稀释滤网(51)。
5.根据权利要求4所述的用于天然气与添加剂混合输送的的装置，其特征在于：所述稀释滤网(51)设置为锥形滤网。
6.根据权利要求4所述的用于天然气与添加剂混合输送的的装置，其特征在于：所述稀释滤网(51)包括内过滤层(512)和外过滤层(511)，所述外过滤层(511)的过滤孔直径能够允许大颗粒的添加剂通过；若干节所述的环形缓冲管(5)道的稀释滤网(51)的内过滤层(512)的过滤孔直径依次递减。
7.根据权利要求1所述的用于天然气与添加剂混合输送的的装置，其特征在于：包括设备箱体(1)、泵体(3)和添加剂储存罐(2)，所述添加剂储存罐(2)设置在设备箱体(1)内，所述添加剂储存罐(2)内部常压设置；所述添加剂储存罐(2)、泵体(3)和混合箱体(4)通过管道依次相连。
8.根据权利要求1所述的用于天然气与添加剂混合输送的的装置，其特征在于：所述天然气管道(8)能够外接气管，或者外接备用气瓶(7)。
9.根据权利要求1所述的用于天然气与添加剂混合输送的的装置，其特征在于：所述天然气管道(8)上依次设置的第一阀门(81)、第二阀门(82)、电磁切断阀(83)、压力表(84)、流量计(85)、混合箱体(4)、泵体(3)、液位计(22)分别连接于控制面板(6)。
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