CN1803244A - 自力式气液分离控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用气液流量同步调节的自力式气液分离控制器。其技术方案包括：气体调节单元和液体调节单元，其中通过壳罩(1)下端联接所述气体调节单元的气阀体(9)，壳罩(1)内设有支架(2)，支架(2)垂直悬挂液位变送控制单元，并且由上至下依次贯穿所述的气体调节单元、与气体调节单元联接的浮子外壳(17)、与浮子外壳(17)下端联接的液体调节单元。本发明的有益效果是：是自力式气液分离控制器控制效果好，结构合理，易于加工生产，成本低，免维护，寿命长；是在实现气液分离器自动可靠控制的同时，可简化气液分离工艺，与采用电(气)自动化仪表控制相比可节约80％的成本。
Description
一、技术领域：
本发明涉及一种气液分离器的自动控制装置，特别是涉及一种采用气液流量同步调节的自力式气液分离控制器。
二、背景技术：
在油气集输处理、分离式多相计量、化工生产过程中气体、液体混合物的分离，通常采用气液分离器，但是分离器的正常运行需要通过对分离器分离出的气体流量和液体流量进行合理调节，保证分离器中液位在合理的位置来实现。
目前分离器的控制主要有以下几种方法：一是通过人工调节分离器气体出口和液体出口的阀门开度进行控制；二是在分离器中安装浮球，通过连杆机构自动调节分离器液体出口的阀门，气体流量通过人工调节；三是采用电(气)动自动化仪表进行控制。前两种方法中均有人工参与调节，分离器控制效果差，运行不稳定，极易造成气体中带大量液体或液体中带大量气体，另外第二种方法中需在分离器中安装浮球，所以不适用于直径小的分离器(例管状漩流分离器)；第三种方法需要较多的自动化检测、控制、调节仪表，存在着工艺复杂、成本高、使用及维护技术要求高等缺点。
三、发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种采用气液流量同步调节、能够有效降低使用成本的自力式气液分离控制器。
其技术方案是：由气阀体(9)、气阀座(11)、气阀芯杆(12)、气阀座密封圈(13)、气阀上扶正件(8)、气阀下扶正件(14)构成的气体调节单元；
由液阀体(21)、液阀座(23)、液阀芯杆(24)、液阀座密封圈(22)、液阀扶正件(20)、锁紧件(26)构成液体调节单元；
其中：通过壳罩(1)下端联接所述气体调节单元的气阀体(9)，壳罩(1)内设有支架(2)，支架(2)垂直悬挂液位变送控制单元，并且由上至下依次贯穿所述的气体调节单元、与气体调节单元联接的浮子外壳(17)、与浮子外壳(17)下端联接的液体调节单元。
较佳的是所述的液位变送控制单元是由调整杆(3)上端垂直悬挂于支架(2)上并依次连接：调整杆缩紧装置，设置在气阀体(9)内的气阀芯杆(12)，设置在浮子外壳(17)内的上连杆件(15)、连接杆(16)、浮子(18)、下连接件(19)，设置在液阀体(21)的液阀芯杆(24)，构成液位变送控制单元。
更佳的是所述的调整杆缩紧装置包括：锁紧螺母及弹簧垫圈(4、5)和弹性元件及连接件(6、7)；所述的弹性元件为弹簧。
所述的连接杆可以为硬质连接杆，还可以为软质连接绳。
所述的气体调节单元包括如下：气阀体(9)由气阀入口管(9.1)、外管(9.2)、内管(9.3)、出口管(9.4)焊接而成，内管(9.3)上下部分别开有气体流通孔，上端加工有内螺纹，气阀座(11)、气阀定位件(10)从内管上部依次装入并由气阀上扶正件(8)压紧，气阀座(11)由气阀座密封圈(13)与内管(9.3)密封，气阀座(11)、气阀上扶正件(8)、气阀下扶正件(14)组装后处于同心，气阀内管(9.3)下端有内螺纹用于安装气阀下扶正件(14)。
所述的液体调节单元包括如下：液阀体(21)由液阀入口管(21.1)、外管(21.2)、内管(21.3)、出口管(21.4)焊接而成，内管(21.3)上端有内螺纹用于安装液阀扶正件(20)，液阀扶正件(20)上加工有中心扶正孔和液体流通孔，内管(21.3)下端有内螺纹，液阀座(23)、液阀扶正件(20)有下而上依次装入，由锁紧件(26)压紧，液阀座(23)由液阀座密封圈(22)与内管(21.3)密封，液阀座(23)、液阀扶正件(20)组装后要处于同心。
在控制器工作状态时，浮子(18)的一部分被液体浸没，浮子(18)受浮力的作用向上移动，同步带动气阀芯杆(12)、液阀芯杆(24)向上移动，气阀开度减小，液阀开度增大，直至气体流量、液体流量和液位产生新的平衡；当液位向下变化时，同理。液位变化量与气、液阀位移成正比例关系，比例系数由弹簧刚度和浮子截面积决定。ΔH＝K*ΔX ΔH-液位变化量
ΔX-控制单元位移量(气、液阀芯杆位移量)
K-比例系数(由弹簧刚度和浮子截面积确定)
本发明的有益效果是：
(1)是自力式气液分离控制器控制效果好，结构合理，易于加工生产，成本低，免维护，寿命长。
(2)是在实现气液分离器自动可靠控制的同时，可简化气液分离工艺，与采用电(气)自动化仪表控制相比可节约80％的成本，如管状漩流分离器采用本自力式气液分离控制器，与具有相同分离能力采用电(气)自动化仪表控制的普通重力分离器相比，体积可减小80％，成本可节约70％以上。
四、附图说明：
附图1是本发明的上半部分的剖视图；
附图2是本发明的下半部分的剖视图；
附图3是本发明的一种实施例的示意图。
五、具体实施方式：
结合附图1和2，对本发明作进一步详细的描述：
其技术方案是：本自力式气液分离控制器，由壳罩1、支架2、调整杆3、锁紧螺母及弹簧垫圈4、5、弹簧及连接件6、7、气阀上扶正件8、气阀体9、气阀定位件10、气阀座11、气阀芯杆12、气阀座密封圈13、气阀下扶正件14、上连杆件15、连接杆绳16、浮子外壳17、浮子18、下连接件19、液阀扶正件20、液阀体21、液阀座密封圈22、液阀座23、液阀芯杆24、液阀定位件25、锁紧件26所构成。
气阀体9由气阀入口管9.1、外管9.2、内管9.3、出口管9.4焊接而成，内管上下部分别开有气体流通孔，上端加工有内螺纹，气阀座11、气阀定位件10从内管上部依次装入并由气阀上扶正件8压紧，气阀座11由气阀座密封圈13与内管9.3密封，气阀座11、气阀上扶正件8、气阀下扶正件14组装后要保证同心，构成所述的气体调节单元；气阀座中心孔直径根据被控气体最大流量确定，气阀内管9.3下端有内螺纹用于安装气阀下扶正件14；
液阀体21由液阀入口管21.1、外管21.2、内管21.3、出口管21.4焊接而成，内管21.3上端有内螺纹用于安装液阀扶正件20，液阀扶正件20上加工有中心扶正孔和液体流通孔，内管21.3下端有内螺纹，液阀座23、液阀扶正件20有下而上依次装入，由锁紧件26压紧，液阀座23由液阀座密封圈22与内管21.3密封，液阀座23、液阀扶正件20组装后要保证同心，构成所述的液体调节单元；液阀座内孔直径根据被控液体最大流量确定；
支架2垂直放置在气阀上扶正件8上，调整杆3上端悬挂在支架2上，下端依次连接弹簧及连接件6和7、气阀芯杆12、上连杆件15、连接杆绳16、浮子18、下连接件19、液阀芯杆24，拧动调整杆3，可调节弹簧及连接件6、7的拉伸力，构成所述的液位变送控制单元。
其工作原理是：在控制器工作状态时，浮子18的一部分被液体浸没，浮子18受浮力的作用向上移动，同步带动气阀芯杆12、液阀芯杆24向上移动，气阀开度减小，液阀开度增大，直至气体流量、液体流量和液位产生新的平衡；当液位向下变化时，同理。
参照附图3，对自力式气液分离控制器的使用及工作原理作以说明：
自力式气液分离控制器垂直安装在气液分离器31旁，安装高度根据自力式气液分离控制器35需控制液位的位置确定，自力式气液分离控制器气阀入口管33与气液分离器气体出口管32连接，并且气体从分离控制器气阀出口34排出，自力式气液分离控制器液体入口管37与气液分离器液体出口管38连接，并且液体从分离控制器液体出口36流出。在工作状态时，气液分离器中液位和压力与自力式气液分离控制器浮子壳体液位和压力几乎相等并保持同步变化，当由于某些原因例如自力式气液分离控制器入口流量增大、气流量减小、压力降低等引起自力式气液分离控制器液位上升，自力式气液分离控制器内液位上升，浮子受浮力作用向上移动，气阀开度减小，液阀开度增大，气流量减小，液流量增大，直至气液分离器进、出气液流量及液位达到新的平衡。当由于某些原因引起自力式气液分离控制器液位下降时，同理。
Claims (7)
1、一种自力式气液分离控制器，包括：
由气阀体(9)、气阀座(11)、气阀芯杆(12)、气阀座密封圈(13)、气阀上扶正件(8)、气阀下扶正件(14)构成的气体调节单元；
由液阀体(21)、液阀座(23)、液阀芯杆(24)、液阀座密封圈(22)、液阀扶正件(20)、锁紧件(26)构成液体调节单元；
其特征是：通过壳罩(1)下端联接所述气体调节单元的气阀体(9)，壳罩(1)内设有支架(2)，支架(2)垂直悬挂液位变送控制单元，并且由上至下依次贯穿所述的气体调节单元、与气体调节单元联接的浮子外壳(17)、与浮子外壳(17)下端联接的液体调节单元。
2、根据权利要求1所述的自力式气液分离控制器，其特征是：所述的液位变送控制单元是由调整杆(3)上端垂直悬挂于支架(2)上并依次连接：调整杆缩紧装置，设置在气阀体(9)内的气阀芯杆(12)，设置在浮子外壳(17)内的上连杆件(15)、连接杆(16)、浮子(18)、下连接件(19)，设置在液阀体(21)的液阀芯杆(24)，构成液位变送控制单元。
3、根据权利要求2所述的自力式气液分离控制器，其特征是：所述的调整杆缩紧装置包括：锁紧螺母及弹簧垫圈(4、5)和弹性元件及连接件(6、7)。
4、根据权利要求3所述的自力式气液分离控制器，其特征是：所述的弹性元件为弹簧。
5、根据权利要求2、3或4所述的自力式气液分离控制器，其特征是：所述的连接杆可以为硬质连接杆，还可以为软质连接绳。
6、根据权利要求1或2所述的自力式气液分离控制器，其特征是：所述的气体调节单元包括如下：气阀体(9)由气阀入口管(9.1)、外管(9.2)、内管(9.3)、出口管(9.4)焊接而成，内管(9.3)上下部分别开有气体流通孔，上端加工有内螺纹，气阀座(11)、气阀定位件(10)从内管上部依次装入并由气阀上扶正件(8)压紧，气阀座(11)由气阀座密封圈(13)与内管(9.3)密封，气阀座(11)、气阀上扶正件(8)、气阀下扶正件(14)组装后处于同心，气阀内管(9.3)下端有内螺纹用于安装气阀下扶正件(14)。
7、根据权利要求1或2所述的自力式气液分离控制器，其特征是：所述的液体调节单元包括如下：液阀体(21)由液阀入口管(21.1)、外管(21.2)、内管(21.3)、出口管(21.4)焊接而成，内管(21.3)上端有内螺纹用于安装液阀扶正件(20)，液阀扶正件(20)上加工有中心扶正孔和液体流通孔，内管(21.3)下端有内螺纹，液阀座(23)、液阀扶正件(20)有下而上依次装入，由锁紧件(26)压紧，液阀座(23)由液阀座密封圈(22)与内管(21.3)密封，液阀座(23)、液阀扶正件(20)组装后要处于同心。
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