CN202130754U

CN202130754U - 程控浮动收液装置

Info

Publication number: CN202130754U
Application number: CN201120138139U
Authority: CN
Inventors: 王学武; 张铄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2021-05-04

Abstract

本实用新型公开了一种程控浮动收液装置，它包括安装于储罐内的浮动收液装置，储罐的罐壁上分别设置有注液、出油和排液接管，浮动收液装置的出油管与罐壁出油接管相连接，储罐顶部安装有测量罐内液面总高度及比重大液体液面高度的液面检测装置，罐壁注液接管入口、罐壁出油接管出口、罐壁排液接管出口处设置有混合液体注入泵、比重轻液体排出执行机构比重大液体排出执行机构，储罐外设置有电气自动控制的远程控制箱，远程控制箱通过电缆分别与液面检测装置和各接管的执行机构相连接。本装置能有效控制介子层厚度、沉降时间，进而控制收集液体的纯度，具有远程自动化管理，大大减少沉降析出控制时间，提高输出液体品质，提高经济效益显著的特点。

Description

程控浮动收液装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种用于原油罐、污水沉降罐、缓冲罐等储罐中异种密度不同液体析出后分别排放收集的收液装置，特别是一种可控制收集液体纯度的浮动收液装置。

【背景技术】

由于物理的性质，不同密度的液体混合在一起，经过一段时间的沉降后，低密度的液体会浮在高密度液体的上面，因此，在石油和化工行业中，经常会利用这一原理来收集纯净的油品或其它化工液体。以油品储罐为例，储罐中的水分、杂质在重力作用下会沉降至罐底，故靠近最上层液面的油品的品质始终是储罐内最高的。而为了保证收液时能始终收取到储罐内位于上层的洁净优质的油品，人们研制出可随液面升降而上下浮动的浮动收液装置，这种装置通常是在储罐内设置若干出油管，出油管通过回转接头相连接构成收油管道，收油管道的一端设置收油口，另一端伸出储罐外放出所收取的油品，在收液装置上靠近收油口的位置处安装浮子，通过浮子产生的浮力使收液装置随着液面上下浮动，而收油口始终靠近最上层液面，保持抽吸储罐内高液位部分的洁净油品，同时，沉积在储罐底部水分、杂质不会被夹带出储罐，从而保证了收液的质量。但是，现有的浮动收液装置是纯机械操控的装置，其无法掌握储罐内上层液体的厚度(介子层厚度)、液体沉降析出时间，进而无法控制收集液体的纯度。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种程控浮动收液装置，它能有效控制介子层厚度和液体沉降析出时间，从而保证收集液体的纯度。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括安装于储罐内的浮动收液装置，储罐的罐壁上分别设置有罐壁注液接管、罐壁出油接管、罐壁排液接管，浮动收液装置的出油管与罐壁出油接管相连接，其改进之处在于：储罐的顶部安装有测量储罐内液面总高度及比重大液体液面高度的液面检测装置，罐壁出油接管的出口处设置有比重轻液体排出执行机构，储罐外设置有电气自动控制的远程控制箱，远程控制箱通过电缆分别与液面检测装置和比重轻液体排出执行机构相连接；罐壁注液接管的入口、罐壁排液接管的出口分别设置有混合液体注入泵、比重大液体排出执行机构，混合液体注入泵和比重大液体排出执行机构分别通过电缆与远程控制箱相连接；

上述程控浮动收液装置中，所述液面检测装置为矩阵式液位测量仪，矩阵式液位测量仪设有矩阵式探测棒、磁场信号天线，矩阵式探测棒由储罐的顶部垂直伸到油罐的底部；

上述程控浮动收液装置中，所述液面检测装置包括矩阵式液位测量仪和雷达液位仪，雷达液位仪安装于储罐的顶部；

上述程控浮动收液装置中，所述远程控制箱内置有PLC模拟量输入模块FX2N-2AD，液面检测装置将测出的液面高度转换为电流信号通过电缆传输到PLC模拟量输入模块FX2N-2AD；

上述程控浮动收液装置中，所述远程控制箱上设置有启闭比重轻液体排出执行机构、比重大液体排出执行机构、混合液体注入泵的选择开关；

上述程控浮动收液装置中，所述远程控制箱上设置有PLC在线显示表；

上述程控浮动收液装置中，所述PLC在线显示表包括输入显示表和输出显示表，远程控制箱上设有与输入显示表、输出显示表相配合的输入显示选择开关、输出显示选择开关；

上述程控浮动收液装置中，所述远程控制箱上设置有调整输入数值的计数按钮；

上述程控浮动收液装置中，所述比重轻液体排出执行机构为电动阀门或排液泵；

上述程控浮动收液装置中，所述比重大液体排出执行机构为电动阀门或排液泵。

本实用新型的有益效果在于：可以有效控制上层液体的厚度(介子层厚度)、沉降时间，进而控制收集液体的纯度；本装置的混合液体注入、比重轻及比重大液体的排放，完全自动操作，大大节省人力，并根据显示面板显示的信息方便生产管理；具有远程自动化管理，大大减少沉降析出控制时间，提高输出液体品质，提高经济效益显著的特点。

【附图说明】

下面结合附图详述本实用新型的具体结构

图1是本实用新型程控浮动收液装置的构造示意图

图2是雷达液位仪的安装位置示意图

图3是程控浮动收液装置自动控制和手动控制的流程图

图中：1、矩阵式液位测量仪；2、磁场信号天线；3、矩阵式探测棒；4、雷达液位仪；5、轻比重液体液面；6、比重大液体液面；7、轻比重液体层；8、两种不同比重液体混合层；9、大比重液体；10、比重大液体排出执行机构；11、比重轻液体排出执行机构；12、混合液体注入泵；13、罐壁出油接管；14、支架；15、罐体；16、浮子；17、收油口；18、旋转接头；19、出油管；20、罐壁排液接管；21、罐壁注液接管。

【具体实施方式】

如图1所示，本实用新型的程控浮动收液装置由机械和电气控制两大部分组成。机械部分包括储罐连接接构件、旋转接头18、出油管19、浮子16和收油口17五部分。出油管19的两端均通过旋转接头18分别与收油口17、罐壁出油接管13相连通形成收液管道，上述各部件之间通过法兰连接固定，而在收油口17的下方对称焊接有两个浮子16。当油罐进液或出液时，罐内液位会上升或下降，浮子16在浮力作用下也会上升和下降，同时，浮子16带动收油口17随液位做上下运动。需要注意的是，由于罐内两种液体的比重不同，浮力也不同，罐内液体由上到下依次为轻比重液体层7、两种不同比重液体混合层8和大比重液体9，程控浮动收液装置设计浮子16浮力时，使收油口17的位置始终处于比重大液体液面6以上，轻比重液体液面5下，如此可使收油口17始终处在轻比重液体层7即介子层的中间位置。当介子层达到设定厚度和设定的沉降时间时，执行机构动作，比重轻的液体经收液管道、执行机构流出灌外，实现收液的过程。而在罐体15底部还可设置用以支撑罐壁出油接管13的支架14。另外，在靠近罐底的罐壁上分别设有罐壁排液接管20和罐壁注液接管21。

本装置的电气部分由执行机构、液面检测装置和远程控制箱组成。远程控制箱安装于罐体15外，其通过电缆分别与各液面检测装置和执行机构相连接，以实现电气自动控制的目的。

执行机构包括比重轻液体排出执行机构11、比重大液体排出执行机构10和混合液体注入泵12，它们均安装于罐体15外，并分别与相应的罐壁接管安装配合。比重轻液体排出执行机构11与罐壁出油接管13相连，排放比重轻液体开启和关闭的装置，由控制箱内接触器的吸合控制执行机构电机的运转、停止或电机的正转、反转，完成执行机构开启和关闭运行。比重大液体排出执行机构10与罐壁排液接管20相连，亦由控制箱内接触器的吸合控制执行机构电机的运转、停止或电机的正转、反转，完成该执行机构开启和关闭运行。混合液体注入泵12与罐壁注液接管21相连，由控制箱内接触器的吸合控制执行机构电机的运转、停止，完成该执行机构开启和关闭的运行。值得一提的是，比重轻液体排出执行机构11、比重大液体排出执行机构10根据使用的场所不同有两种方案，一种是在可以自流的场所使用电动阀门，另一种是在不能自流的场所使用排液泵。

液面检测装置是测量储罐内液面总高度及比重大液体液面高度的检测机构，液面检测装置有两种方案。第一种方案如图2所示，是液面检测装置采用矩阵式液位测量仪1和雷达液位仪4混合使用，该方案用在液面精度要求较高的场所。矩阵式液位测量仪1虽然能分别测量两种液体的液位高度，但是其存在测量精度低的缺点，故该方案中需要用液位计精度较高雷达液位仪测量液位的总高度，而用矩阵式液位测量仪1测量比重大的液体高度，将雷达液位仪4得出的总液位高度减去矩阵式液位测量仪1测量的比重大液体液位高度，得出介位厚度。矩阵式液位测量仪1安装在储罐的罐顶，离罐壁半米的位置，矩阵式液位测量仪1的矩阵式探测棒3由储罐的顶部垂直伸到油罐的底部，在罐壁上连接有用来接收矩阵式液位测量仪1的矩阵式探测棒3发出带有编码磁场信号磁场信号天线2，矩阵式液位测量仪1由控制箱内液位计开关电源提供直流24V电源进行供电，矩阵式液位测量仪1输出4-20mA电流信号通过电缆传输到控制箱内PLC模拟量输入模块FX2N-2AD。雷达液位仪4亦安装在罐顶，由控制箱内液位计开关电源提供直流24V电源供电，雷达液位仪4输出4-20mA电流信号通过电缆传输到控制箱内PLC模拟量输入模块FX2N-2AD。第二种方案是用在液面精度要求不高的场所，用矩阵式液位测量仪1测量比重大液体液面高度及总液面高度，输出两路4-20mA信号到控制机构。

远程控制箱安装在远离储罐的控制室内，远程控制箱上安装有PLC在线显示表、输入/输出显示选择开关、控制运行方式的选择开关、与各执行机构相应的启闭选择控制开关、报警装置等，箱体内安装有PLC模拟量输入模块FX2N-2AD、接触器等。本程控浮动收液装置的远程控制箱具有显示功能、参数输入功能、模拟量输入功能、输出功能和逻辑运算等功能。

显示功能：PLC在线显示表包括输入显示表和输出显示表，控制箱上设有与输入显示表、输出显示表相配合的输入显示选择开关、输出显示选择开关以及调整输入数值的计数按钮。由输入显示选择开关选择输入报警液位高度、介面开启收集厚度、介面停止收集厚度、沉降时间、液面总高度、比重大液体排出执行机构停止液面高度，通过计数按钮增大或减小输入数值大小，输入数值由输入显示表显示。通过输出显示选择开关选择显示当前液位总高度、介位厚度、总容积、介容积信息，由输出显示表显示。

参数输入功能：由输入显示选择开关选择输入数值的类型(液位超高总报警、总液面高度、介位开启收集厚度、介位停止收集厚度、沉降时间、比重大液体排出执行机构停止液面高度)，并通过计数按钮调整输入数值的大小，实现输入。

模拟量输入功能：控制箱内有PLC模拟量输入模块FX2N-2AD，接收液位测量装置传输来的两路4-20mA电流信号，转换成数字信号，进入PLC进行运算和逻辑判断。

输出功能：控制箱内接触器吸合控制执行机构的运转，实现收液过程的操作。

逻辑运算功能：由测量机构测量的信息，和面板参数输入的数值进入PLC内进行运算和逻辑判断，控制收液整个过程。

报警功能：控制箱面板有音响报警和指示灯显示报警，具有执行机构过载报警、液位超高报警作用。

手动功能：把运行方式选择开关调到手动位置，通过各执行机构的启闭选择开关可以手动开启关闭相应执行机构运行。

自动功能：把运行方式选择开关调到自动位置，可以根据输入的参数自动控制各执行机构的运行。

本装置的手动控制和自动控制的流程参见图3，采用手动控制时，开启电源闭合断路器，将控制运行方式的选择开关选到手动运行位置，通过与各执行机构相应的启闭选择控制开关手动对比重轻液体排出执行机构11、比重大液体排出执行机构10、混合液体注入泵12的开启和闭合操作。

而采用自动控制时，则将控制运行方式的选择开关选到自动运行位置，由输入显示选择开关选择超高液位报警、介位层开启收集厚度、介位层停止收集厚度、沉降时间、混合液面总高度、比重大液体排出执行机构停止液位高度设定，由计数按钮输入数值。数值设置完毕，启动运行，首先由液位测量装置传来的信号判断当前总液位是否超高，如超高液位超高报警启动，选择开关调到手动，开启比重轻液体排出执行机构11和比重大液体排出执行机构10的选择开关进行排液。如当前总液位没有超高，判断当前液位是否大于设定的总液位高度，如高于设定总液位高度，混合液体注入泵12不启动，直接计算沉降时间，如小于设定的总液位高度，混合液体注入泵12开始运行，向罐体内注入混合液体，当总液面高度达到总液面高度设定值时，混合液体注入泵12停止，停止注入混合液体。PLC开始计算沉降时间，当达到设定的沉降时间，开始判断介子层是否达到设定介子层开启收集厚度。如没有达到设定的介子层开启收集厚度，比重轻液体排出执行机构11不开启，比重大液体排出执行机构10开启，排放比重大液体，当比重大液体液面6高度小于设定的比重大液体停止排放高度值时，比重大液体排出执行机构10关闭。当介子层厚度达到介子层开启收集厚度时，比重轻液体排出执行机构11开启，排放比重轻液体，当介子层厚度小于设定的停止介子层收集厚度时，关闭比重轻液体排出执行机构11。然后比重大液体排出执行机构10开启，当比重大液体液面6小于设定的比重大液体液面停止排放值时，关闭比重大液体排出执行机构10。完成上述流程以后，混合液体注入泵12开启，注入混合液体，达到设定的总液面高度时混合液体注入泵关闭，下一个循环开始。

本新型程控浮动收液装置中的各执行机构、矩阵式液位测量仪1和雷达液位仪4的防爆和防护等级均根据使用场所和使用环境而定。

以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型不限于上述实施方式，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的任何润饰、修改或等同替换，均属于本新型所保护的范围。

Claims

1.一种程控浮动收液装置，它包括安装于储罐内的浮动收液装置，储罐的罐壁上分别设置有罐壁注液接管、罐壁出油接管、罐壁排液接管，浮动收液装置的出油管与罐壁出油接管相连接，其特征在于：储罐的顶部安装有测量储罐内液面总高度及比重大液体液面高度的液面检测装置，罐壁出油接管的出口处设置有比重轻液体排出执行机构，储罐外设置有电气自动控制的远程控制箱，远程控制箱通过电缆分别与液面检测装置和比重轻液体排出执行机构相连接；罐壁注液接管的入口、罐壁排液接管的出口分别设置有混合液体注入泵、比重大液体排出执行机构，混合液体注入泵和比重大液体排出执行机构分别通过电缆与远程控制箱相连接。

2.根据权利要求1所述的程控浮动收液装置，其特征在于：液面检测装置为矩阵式液位测量仪，矩阵式液位测量仪设有矩阵式探测棒、磁场信号天线，矩阵式探测棒由储罐的顶部垂直伸到油罐的底部。

3.根据权利要求2所述的程控浮动收液装置，其特征在于：液面检测装置包括矩阵式液位测量仪和雷达液位仪，雷达液位仪安装于储罐的顶部。

4.根据权利要求1所述的程控浮动收液装置，其特征在于：远程控制箱内置有PLC模拟量输入模块FX2N-2AD，液面检测装置将测出的液面高度转换为电流信号通过电缆传输到PLC模拟量输入模块FX2N-2AD。

5.根据权利要求1所述的程控浮动收液装置，其特征在于：远程控制箱上设置有启闭比重轻液体排出执行机构、比重大液体排出执行机构、混合液体注入泵的选择开关。

6.根据权利要求1、4、5任一项权利要求所述的程控浮动收液装置，其特征在于：远程控制箱上设置有PLC在线显示表。

7.根据权利要求6所述的程控浮动收液装置，其特征在于：PLC在线显示表包括输入显示表和输出显示表，远程控制箱上设有与输入显示表、输出显示表相配合的输入显示选择开关、输出显示选择开关。

8.根据权利要求7所述的程控浮动收液装置，其特征在于：远程控制箱上设置有调整输入数值的计数按钮。

9.根据权利要求1或5所述的程控浮动收液装置，其特征在于：比重轻液体排出执行机构为电动阀门或排液泵。

10.根据权利要求1或5所述的程控浮动收液装置，其特征在于：比重大液体排出执行机构为电动阀门或排液泵。