CN113352979A - 溢流系统、储罐系统以及罐车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种溢流系统、储罐系统以及罐车。其中，溢流系统包括：溢流管；排气管；指示管，溢流管的出口与排气管的进口以及指示管的进口连通，指示管位于溢流管的出口的下方，指示管包括进口端以及出口端，其中，指示管的出口端处具有第一截流结构，或者指示管的进口端与指示管的出口端连接以形成具有环形通道的盘管结构。应用本发明的技术方案能够有效地解决相关技术中的储罐系统无法精准地获知液位高度的问题。
Description
技术领域
本发明涉及液体或者冷冻液化气体的储运领域，具体而言，涉及一种溢流系统、储罐系统以及罐车。
背景技术
冷冻液化气体是指通过降低温度使得介质呈现液态的气体，其气化后会使得容器内部空间压力快速上升。目前存储冷冻液化气体的罐体一般带有保温结构，能够长时间地使罐体内部的冷冻液化气体保持低温状态，使其以液态的形式保存在罐体内。但由于呈液态的冷冻液化气体状态并不稳定，因此基于安全操作考虑，向罐体内注入冷冻液化气体时，不能使冷冻液化气体将罐体全部注满，要根据承载的冷冻液化气体的种类(液化天然气、液氮等)的不同，对罐体的充满率进行了限制。
目前第一种获得物料的液位的方式为通过液位计获得。液位计通过容器气相空间和底部液相的压力差来反映液位高度。但罐体内存储的物料的密度是不断变化的因此，液位计不能准确的反映液位的高度，仅能提供一参考高度。在对罐体内物料的初始液位的精度有严格要求的场合下，液位计测得的液位的精度显然不能满足要求。
另一种获得液位高度的方式是在罐体上开设溢流口，当罐体内的物料没过溢流口的最低位置时，罐体内的液体会从溢流管经排放口排出。但罐车的排放口一般距离地面较高(4m至10m之间)，操作人员在地面上难以第一时间观察到排放口的排出状况，为便于及时观察到排出状况，操作人员通常会爬升至距离排出口较近的位置，由于罐体内的物料时冷冻液化气体，其温度极低，一旦滴落在操作人员身上会对操作人员造成严重的冻伤。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种溢流系统、储罐系统以及罐车，以解决相关技术中的储罐系统无法精准地获知液位高度的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种溢流系统，包括：溢流管；排气管；指示管，溢流管的出口与排气管的进口以及指示管的进口连通，指示管位于溢流管的出口的下方，指示管包括进口端以及出口端，其中，指示管的出口端处具有第一截流结构，或者指示管的进口端与指示管的出口端连接以形成具有环形通道的盘管结构。
进一步地，在指示管为盘管结构的情况下，指示管的总长度在0.5m至1.2m之间。
进一步地，在指示管为盘管结构的情况下，指示管具有折角。
进一步地，指示管包括沿竖直方向延伸的两条第一管段和位于两条第一管段之间的第二管段，第一管段和第二管段的连接处形成折角。
进一步地，指示管的内径在6mm至10mm之间，和/或，指示管30的管壁厚度在0.8mm至2.5mm之间。
进一步地，溢流管的出口与排气管的进口以及指示管的进口通过三通卡套连通，三通卡套与溢流管可拆卸地连接。
进一步地，三通卡套还与排气管和指示管可拆卸地连接。
进一步地，溢流管包括总管以及与总管连通的多根支管，支管的进口形成溢流管的进口，总管的出口形成溢流管的出口，支管上设置有第二截流结构。
进一步地，总管上设置有第三截流结构。
根据本发明的另一方面，提供了一种储罐系统，包括：罐体，具有溢流口；溢流系统，溢流系统为上述的溢流系统，溢流系统的溢流管的进口与溢流口连通。
根据本发明的另一方面，提供了一种储罐系统，包括：罐体，具有在其高度方向上间隔布置的多个溢流口；溢流系统，溢流系统为上述的溢流系统，溢流系统的溢流管的支管为与溢流口一一对应设置的多个，支管的进口与溢流口连通。
进一步地，相邻的溢流口之间的距离为L1，罐体的高度为L2，L1与L2的比值大于0.1。
进一步地，罐体上还设置有用于指示液位的液位指示计。
根据本发明的另一方面，提供了一种罐车，包括：车辆本体；储罐系统，设置于车辆本体上，储罐系统为上述的储罐系统。
应用本发明的技术方案，设计了一种具有液位提示功能的溢流系统。具体地，本申请的溢流系统包括溢流管，溢流管与罐体的溢流口连通，当罐体内的物料的液面没有达到溢流口的高度时，从溢流管内流出的物料为气态的冷冻液化气，气态的冷冻液化气的密度小于或等于空气的密度，因此会通过溢流管经排气管流出。当罐体内的物料的液面高度高于溢流口的最低点时，从溢流管内流出的物料为液态的冷冻液化气，液态的冷冻液化气的密度大于空气的密度，因此罐体内的物料能够从溢流管的出口流入下方的指示管内，由于物料为温度极低的冷冻液化气体，因此与物料接触的指示管的温度也会迅速降低，当外界大气与指示管接触后，外界大气中的水分会被低温的指示管冻结，进而在指示管外形成白霜，此时操作人员可通过观察到白霜来获知罐体内的物料的液位已经达到溢流口的高度，从而根据溢流口的位置准确地获知罐体内的液位高度。物料进入指示管内后会与外界大气进行热量交换而升温，升温导致物料被气化，气化后的物料能够从排气管内排出，不会造成指示管胀管的现象。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的溢流系统的实施例的装配结构示意图；
图2示出了根据本发明的储罐系统的实施例的管路布局结构示意图；以及
图3示出了图2的储罐系统的溢流系统的放大结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、溢流口；10、溢流管；11、总管；12、支管；20、排气管；30、指示管；31、第一管段；32、第二管段；40、三通卡套；50、第二截流结构；60、第三截流结构；70、罐体；80、溢流系统。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图3所示，本实施例的溢流系统包括：溢流管10、排气管20以及指示管30。其中，溢流管10的出口与排气管20的进口以及指示管30的进口连通，指示管30位于溢流管10的出口的下方，指示管30包括进口端以及出口端，其中，指示管30的进口端与指示管30的出口端连接以形成具有环形通道的盘管结构。
应用本实施例的技术方案，设计了一种具有液位提示功能的溢流系统。具体地，本申请的溢流系统包括溢流管10，溢流管10与罐体的溢流口连通，当罐体内的物料的液面没有达到溢流口的高度时，从溢流管10内流出的物料为气态的冷冻液化气，由于气态的冷冻液化气的密度小于空气的密度，因此会通过溢流管10经排气管20流出。当罐体内的物料的液面高度高于溢流口的最低点时，从溢流管10内流出的物料包括液态的冷冻液化气，液态的冷冻液化气的密度大于空气的密度，因此罐体内的物料能够从溢流管10的出口流入下方的指示管30内，由于液态的冷冻液化气体温度极低，因此与液态的冷冻液化气体接触的指示管30的温度也会迅速降低，当外界大气与指示管30接触后，外界大气中的水分会被低温的指示管冻结，进而在指示管30外形成白霜，此时操作人员可通过观察到白霜来获知罐体内的物料的液位已经达到溢流口的高度，从而根据溢流口的位置即可准确地获知罐体内的液位高度。物料进入指示管30内后会与外界大气进行热量交换而升温，升温导致物料被气化，气化后的物料能够从排气管20内排出，不会造成指示管30胀管的现象。另外，指示管30为盘管结构，盘管结构的内部空间较大，能够提升滞留在指示管30的液态的冷冻液化气体的体积，从而使得指示管30外的结霜能够更加明显，从而便于操作人员观察。
当然，在图中未示出的其他实施例中，指示管的出口端也可以设置成第一截流结构，但这种结构与盘管结构相比，其内部的液态的冷冻液化气体的存储量较小，又由于液态的冷冻液化气体在不断气化，因此以液态形式存在的冷冻液化气体的体积更小，致使指示管外的结霜效果没有盘管结构明显。
当罐体处于进料过程中时，液体会在罐体内湍动，因此物料的液位高度会形成波动，因此当物料液面的实际高度接近达溢流口的高度时，已经有少量的液态冷冻液化气会从溢流口处溢出了。此时溢出的液态冷冻液化气如果进入到指示管30内，指示管30外壁上也会形成白霜，从而对操作人员造成误导，让操作人员误以为罐体内的液位已经到达溢流口处从而关闭进料阀。而罐体内的实际液位还未到达溢流口处，影响罐体承载量的精确性。为解决上述问题，如图1所示，在本实施例中，指示管30的总长度在0.5m至1.2m之间。上述结构中，指示管30的总长度较长，因此进入到指示管30内的少量的液态冷冻液化气体需要行走的路径较长。在这一过程中液态冷冻液化气体会与外界大气进行热交换而迅速气化，从排气管20内排出，不会以液态的形式滞留在指示管30内。这部分液态冷冻液化气体即使会流入到指示管30内，指示管30外壁上也仅仅会形成水雾或者较薄的白霜，其与大量液态冷冻液化气体进入到指示管30内形成的白霜(厚度在1厘米以上)不同，操作人员可通过肉眼将这二者明确地区分开来，从而降低了操作人员被误导的概率。上述结构能够降低液位为未达到溢流口时，指示管30外的白霜对操作人员造成误导的概率，从而保证了进料时物料液位的准确性。
优选地，在本实施例中，指示管30的总长度在0.8m至1m之间。
需要说明的是，如图1所示，至少部分溢流管10沿竖直方向延伸，排气管20的进口位于指示管30的进口的上方，排气管20与外界大气连通。这样设置的好处在于，当物料的液面高度将要达到溢流口的高度时，进入到溢流管10内的冷冻液化气体的状态为气体和液体的混合状态。由于液态的冷冻液化气体的密度大于空气的密度，气态的冷冻液化气体的密度小于空气的密度，因此混合状态的冷冻液化气体因此在溢流管10与排气管20进口的交汇处进行气液分离，密度大于空气的液态冷冻液化气会在自身重力的作用下落入大指示管30内，密度小于空气的气态冷冻液化气体会经排气管20排出到外界，经此气液分离后，提升了进入到指示管30内的液态冷冻液化气体的比率，从而提升了指示管30外壁上的白霜的凝结速率，有利于提升指示管30对于罐体内液位指示的精确性。
如图1所示，在本实施例中，在指示管30为盘管结构的情况下，指示管30具有折角。上述结构能够增大指示管30的管阻，当物料的液面高度将要达到溢流口的高度时，进入溢流管10内的少量液态冷冻液化气体会与指示管30的管壁进行热交换而迅速气化，在指示管30内循环不到一圈即可全部气化成气体从排气管20内排出，此时形成的指示管30仅有部分管段的外壁上能够形成水雾或者白霜，这种水雾或者白霜形成的状态与液面高度溢流口平齐时大量液态的冷冻液化气进入到指示管30内时形成的白霜具有明显的区别。操作人员可根据白霜的厚度以及白霜在指示管30上的分布情况来区分液面的实际高度是否已经到达溢流口，从而进一步降低了操作人员被误导的概率。
如图1所示，在本实施例中，指示管30包括沿竖直方向延伸的两条第一管段31和位于两条第一管段31之间的第二管段32，第一管段31和第二管段32的连接处形成折角。上述结构中，盘管结构为方形盘管，这种结构既能够增大管的阻力，又能够便于生产加工。另外，进入指示管30内的液态冷冻液化气体会沿着第一管段31滞留在最下方的第二管段32内，位于盘管结构最下方的第二管段32为最先结霜的位置(或者最先凝结水雾的位置)。通过观察最下方的第二管段32的结霜情况能够迅速推定罐体内的液位情况。
需要说明的是，在本实施例中，指示管30的内径在6mm至10mm之间。上述结构中，如果指示管30的内径过小则会导致指示管30内仅流入少量的液态冷冻液化气体即可在指示管30的外壁上形成较厚的白霜，从而容易对操作人员造成误导。如果指示管30的内径过大则会导致生产原料的浪费，增加溢流系统的生产成本。
还需要说明的是，指示管30的管壁厚度在0.8mm至2.5mm之间。如果指示管30的管壁厚度过小则会导致溢流系统的强度小，容易损坏。如果指示管30的管壁厚度过大则会影响指示管30外壁上的凝霜速率，影响对液面的判定精度。优选地，在本实施例中，指示管30的管壁厚度为1mm。
如图1至图3所示，在本实施例中，溢流管10的出口与排气管20的进口以及指示管30的进口通过三通卡套40连通，三通卡套40与溢流管10可拆卸地连接。上述结构中，通过三通卡套40可实现溢流管10、排气管20以及指示管30的连通，结构简单，拆装方便。另外，三通卡套40与溢流管10可拆卸地连接，这样一方面便于对溢流系统进行检修和更换，另一方面也可使溢流管10形成排污管，便于提升罐体的清洁性。
如图1所示，在本实施例中，三通卡套40还与排气管20和指示管30可拆卸地连接。上述结构使得排气管20和指示管30能够被拆卸下来，从而便于对排气管20和指示管30进行检修、维护和更换。
如图1至图3所示，在本实施例中，溢流管10包括总管11以及与总管11连通的多根支管12，支管12的进口形成溢流管10的进口，总管11的出口形成溢流管10的出口，支管12上设置有第二截流结构50。上述结构中，设置多个溢流口能够便于对罐体内的多个液位进行监测。比如当物料的体积达到罐体容量的80％时，可通过第一溢流口以及与第一溢流口连通的第一支管来监测物料的液位。当物料的体积达到罐体容量的90％时，可通过第二溢流口以及与第二溢流口连通的第二支管来监测物料的液位。实际操作时，操作人员可打开第一支管上的第二截流结构50，当物料的液位达到第一溢流口时，物料会通过第一支管进入到总管11内，沿总管11继续流入指示管30内，操作人员监测到指示管30的结霜情况获知液位以到达罐体容量的80％的位置，此时可以关闭第一支管上的第二截流结构50以及物料的进料口。如需将继续注入物料，使物料的液位达到罐体容量的90％处，可保持物料的进料口位于打开状态，再打开第二支管上的第二截流结构50，此时罐体内的液位在逐渐上升，同时指示管30内的液态冷冻气体在不断气化，指示管30外的白霜也在不断消散，当物料的液位达到罐体容量的90％处时，指示管30的外壁上会再次结霜，操作人员可获知物料的液位达到罐体容量的90％处。
如图1所示，在本实施例中，总管11上设置有第三截流结构60。上述结构中，在总管上设置第三截流结构60能够进一步起到控制溢流系统通断的作用，当支管12上的第二截流结构50失效时，总管上的第三截流结构60也能够起到截止的效果。
需要说明的是，第二截流结构50和第三截流结构60均为截止阀。
如图2至图3所示，本申请还提供了一种储罐系统，根据本申请的储罐系统的实施例包括：罐体70和溢流系统80。其中，罐体70具有溢流口1；溢流系统80为上述的溢流系统，溢流系统80的溢流管10的进口与溢流口1连通。上述结构中，由于溢流系统80具有能够精确地指示出罐体内的液位高度的优点，因此具有其的储罐系统也具备上述效果。
如图2至图3所示，本申请还提供了一种储罐系统，根据本申请的储罐系统的实施例包括：罐体70和溢流系统80。其中，罐体70具有在其高度方向上间隔布置的多个溢流口1；溢流系统80为上述的溢流系统，溢流系统80的溢流管10的支管12为与溢流口1一一对应设置的多个，支管12的进口与溢流口1连通。上述结构中，由于溢流系统80具有对罐体内的多个液位进行监测的优点，因此具有其的储罐系统也具备上述优点。
如果相邻的两个溢流口1之间的距离过近，物料到达低液位时指示管30外壁上的白霜还未消散，物料就又达到了高液位，指示管30外壁再次结霜，导致操作人员不能知晓物料是否已经到达高液位。为解决上述问题，如图2所示，在本实施例中，相邻的溢流口1之间的距离为L1，罐体70的高度为L2，L1与L2的比值大于0.1。上述结构通过限制相邻的两个溢流口之间的高度来避免指示管30外壁两次结霜之间的时间过短。一般需要使相邻两个溢流口之间的高度差大于罐体高度的十分之一，才能保证第一次结霜消散后指示管30外壁再次结霜，从而避免操作人员对页面高度形成误判。
当然，操作人员也可以在观测到指示管30外壁结霜后人工去除指示管30外壁上的结霜，这样当操作人员观察到指示管30外壁再次结霜时，即可知晓液面升高到高液位。
需要说明的是，在本实施例中，罐体70上还设置有用于指示液位的液位指示计。上述结构中，虽然液位指示计的指示结果不精确，但是将液位指示计的指示结果作为参考结果。当液位指示计的指针拨动的最大角度靠近预定液位时，可说明罐体内的液位接近预定液位，此时则需特别注意指示管30上的结霜情况，避免错过最佳的进料阀关闭时间，致使过量的物料从溢流口1处流出，造成物料的浪费。
本申请还提供了一种罐车，根据本申请的罐车的实施例包括：车辆本体和储罐系统，其中，储罐系统设置于车辆本体上，储罐系统为上述的储罐系统。上述结构中，由于储罐系统具有能够精确地指示出罐体内的液位高度的优点，因此具有其的罐车也具备上述效果。
以上所述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 (14)
1.一种溢流系统，其特征在于，包括：
溢流管(10)；
排气管(20)；
指示管(30)，所述溢流管(10)的出口与所述排气管(20)的进口以及所述指示管(30)的进口连通，所述指示管(30)位于所述溢流管(10)的出口的下方，所述指示管(30)包括进口端以及出口端，其中，所述指示管(30)的出口端处具有第一截流结构，或者所述指示管(30)的进口端与所述指示管(30)的出口端连接以形成具有环形通道的盘管结构。
2.根据权利要求1所述的溢流系统，其特征在于，在所述指示管(30)为所述盘管结构的情况下，所述指示管(30)的总长度在0.5m至1.2m之间。
3.根据权利要求1所述的溢流系统，其特征在于，在所述指示管(30)为所述盘管结构的情况下，所述指示管(30)具有折角。
4.根据权利要求3所述的溢流系统，其特征在于，所述指示管(30)包括沿竖直方向延伸的两条第一管段(31)和位于两条所述第一管段(31)之间的第二管段(32)，所述第一管段(31)和所述第二管段(32)的连接处形成折角。
5.根据权利要求1所述的溢流系统，其特征在于，所述指示管(30)的内径在6mm至10mm之间，和/或，所述指示管(30)的管壁厚度在0.8mm至2.5mm之间。
6.根据权利要求1所述的溢流系统，其特征在于，所述溢流管(10)的出口与所述排气管(20)的进口以及所述指示管(30)的进口通过三通卡套(40)连通，所述三通卡套(40)与所述溢流管(10)可拆卸地连接。
7.根据权利要求6所述的溢流系统，其特征在于，所述三通卡套(40)还与所述排气管(20)和所述指示管(30)可拆卸地连接。
8.根据权利要求1所述的溢流系统，其特征在于，所述溢流管(10)包括总管(11)以及与所述总管(11)连通的多根支管(12)，所述支管(12)的进口形成所述溢流管(10)的进口，所述总管(11)的出口形成所述溢流管(10)的出口，所述支管(12)上设置有第二截流结构(50)。
9.根据权利要求8所述的溢流系统，其特征在于，所述总管(11)上设置有第三截流结构(60)。
10.一种储罐系统，包括：
罐体(70)，具有溢流口(1)；
溢流系统(80)，其特征在于，所述溢流系统(80)为权利要求1至9中任一项所述的溢流系统，所述溢流系统(80)的溢流管(10)的进口与所述溢流口(1)连通。
11.一种储罐系统，包括：
罐体(70)，具有在其高度方向上间隔布置的多个溢流口(1)；
溢流系统(80)，其特征在于，所述溢流系统(80)为权利要求8或9中任一项所述的溢流系统，所述溢流系统(80)的溢流管(10)的支管(12)为与所述溢流口(1)一一对应设置的多个，所述支管(12)的进口与所述溢流口(1)连通。
12.根据权利要求10所述的储罐系统，其特征在于，相邻的所述溢流口(1)之间的距离为L1，所述罐体(70)的高度为L2，L1与L2的比值大于0.1。
13.根据权利要求10所述的储罐系统，其特征在于，所述罐体(70)上还设置有用于指示液位的液位指示计。
14.一种罐车，包括：
车辆本体；
储罐系统，设置于所述车辆本体上，其特征在于，所述储罐系统为权利要求9至12中任一项所述的储罐系统。
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