CN204948488U - 一种油品静电消除装置 - Google Patents

Abstract

一种油品静电消除装置，属静电消除领域。包括穿过绝缘介质套管壁插入的尖端放电极；其尖端放电极至少包括第一、第二尖端放电极；第一尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度大于第二尖端放电极的露出长度；第一、第二尖端放电极为针状电极或螺纹状针电极；第一、第二尖端放电极沿绝缘介质套管的圆周设置，第一、第二尖端放电极的末端固定在钢管上并通过钢管接地。该装置通过设置在绝缘介质输油管管内的复合分布式的无源尖端放电极，采用自放电的形式释放油品中的静电荷，可同时对管道中不同横截面高度的流层进行复合式的静电引出及消除，更有利于整个管道横截面内的静电荷消除。可广泛用于油品在输送、加注等工序中的静电消除领域。

Description

一种油品静电消除装置

技术领域

本实用新型属于静电消除领域，尤其涉及一种用于油品管道内输送油品的静电荷消除装置。

背景技术

在石油运输和装卸作业过程中，由于频繁地发生油料与管壁、容器壁之间以及油料粒子彼此之间的接触和再分离，将会呈现明显的静电起电过程。

带电的可燃性物料会随着静电的积聚，极易引发燃烧和爆炸。因此，及时消除油品中的静电荷，就成为了油品输送过程中十分重要的课题。

为预防油品输运过程中引发静电事故，通常采取限制输油速度的措施，但此种方式只能延缓油品中静电荷的积累，不能消除静电荷；当过滤器应用到输油过程中时，又会增加油品中静电荷的产生，故限制流速不能有效解决油品静电问题。

为了解决上述问题，现有技术中通常采用加装管道静电消除器的方法，例如，授权公告日为2003年11月05日，授权公告号为CN2585526Y的中国实用新型专利，公开了一种“易燃液体管道静电消除器”，其将多个集流放电针纵向多排沿圆周均匀分布在金属外壳上，并穿过绝缘管壁插入绝缘管内，通过与地相连的针尖释放电荷来中和油品中的静电。这种装置虽然可以消除针尖前面附近的静电荷，但由于采用了绝缘管道，油品在流过时与管壁的摩擦更容易产生静电，同时管道内的油品冲击导致针尖磨损后，消电效果急剧下降，在一定程度上会加剧静电的产生。

授权公告日为2006年12月20日，授权公告号为CN2849430Y的中国实用新型专利，公开了一种“管道式静电消除器”，其技术方案是将多个消电针安装在金属外壳上，并穿过绝缘管壁插入绝缘管内，其消电的原理是通过与地相连的针尖释放电荷来中和油品中的静电。该技术方案虽然也可以消除针尖前面附近的静电荷，但在针尖和导管之间的静电不能有效消除，而正是这部分油品与绝缘管道的摩擦会加剧静电的产生，同时也存在管道内油品冲击导致针尖磨损后，消电效果急剧下降的问题。

因此，现有的静电消除装置，大多不可能有效地消除管道内输送油品的静电荷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种油品静电消除装置，其通过设置在绝缘介质输油管管内的复合分布式的无源尖端放电极，采用自放电的形式释放油品中的静电荷；由于该放电电压不会超过该针的电晕起晕电压，所以是安全的，完全可以满足相关防爆标准的防爆要求。

本实用新型的技术方案是：提供一种油品静电消除装置，包括钢管和设置在钢管内壁的尖端放电极，其特征是：

所述的静电消除装置至少包括一段不锈钢钢管、设置在钢管内的绝缘介质套管和穿过绝缘介质套管壁插入的尖端放电极；

其中，所述的尖端放电极至少包括第一尖端放电极和第二尖端放电极；所述第一尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度大于所述第二尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度；所述的第一尖端放电极和第二尖端放电极的放电极尖端朝向绝缘介质套管内的径向轴心设置；所述的第一尖端放电极和第二尖端放电极的放电极尖端为针尖状或尖锥状；所述的第一尖端放电极或第二尖端放电极为针状电极或螺纹状针电极；所述的第一尖端放电极和第二尖端放电极，沿所述不锈钢钢管或绝缘介质套管的圆周设置。

所述第一尖端放电极和第二尖端放电极的末端固定在钢管上，并通过钢管接地；或者，所述的第一、第二尖端放电极直接接地，以利于油品静电荷的快速导出。

所述的油品静电消除装置，通过设置在绝缘介质套管管内的各个尖端放电极，以自放电的形式，释放油品中的静电荷。

所述自放电的放电电压，低于各个尖端放电极的电晕起晕电压。

进一步的，所述的尖端放电极还包括第三尖端放电极；所述第三尖端放电极的放电极尖端朝向绝缘介质套管内的径向轴心设置；所述第三尖端放电极的放电极尖端为针尖状或尖锥状；所述的第三尖端放电极为针状电极或螺纹状针电极；所述第三尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度小于所述第二尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度；所述的第三尖端放电极沿所述不锈钢钢管或绝缘介质套管的圆周设置。

所述第三尖端放电极的末端固定在钢管上，并使钢管接地；或者，所述的第三尖端放电极直接接地。

具体的，所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极为针状电极或螺纹状针电极；所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极的电极针尖尖度或锥度为6～18°；所述第一尖端放电极露出绝缘介质套管内表面的长度小于绝缘介质套管内径的二分之一；所述第三尖端放电极露出绝缘介质套管内表面的长度≥5mm。

具体的，沿所述绝缘介质套管的纵向轴线方向，所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极交错布置；所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极沿所述绝缘介质套管的纵向轴线方向间隔设置。

具体的，在所述绝缘介质套管的同一径向圆周上，所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极，分别沿所述绝缘介质套管的径向圆周均布设置。

具体的，在所述绝缘介质套管的同一径向圆周上，所述第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极中的至少两种尖端放电极，沿所述绝缘介质套管的径向圆周相间设置。

具体的，所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极，在所述绝缘介质套管的同一径向圆周上相间均布设置。

具体的，所述绝缘介质套管的长度为绝缘介质套管内径的6至12倍。

具体的，所述的绝缘介质套管外壁与所述不锈钢钢管内壁之间的间距大于7毫米；所述的绝缘介质套管的厚度大于7毫米。

或者，所述的绝缘介质套管的外壁与所述不锈钢钢管内壁之间的间距为0；所述的绝缘介质套管的厚度大于25毫米。

与现有技术比较，本实用新型的优点是：

1.采用无源自感应式管道静电消除结构，可有效释放油品输运/送过程中产生的静电荷，防止油品静电事故的发生；

2.通过人为设置在绝缘介质套管内的尖端放电极，自放电释放油品中的静电荷；因为该放电电压不会超过该针的电晕起晕电压，所以是安全的，符合国家相关防爆规范的要求；

3.采用指定结构和参数的绝缘介质套管，以保证绝缘介质套管内表面对地的电容限制在较小值，使流入到绝缘介质套管内的油品获得较高的静电位，更利于自放电的产生；

4.电极针尖的尖度或锥度控制在6～18°，使放电易于产生，又抑制其针尖或锥尖损耗；螺纹状电极将更有利于对不同横截面高度的油品电荷进行消除；

5.采用不同伸出长度的尖端放电极设置在同一圆周截面内，呈现均匀交错分布，不同长度的尖端放电极间隔分布可以同时对管道中不同横截面高度的流层进行复合式的静电引出，更有利于整个管道横截面内的静电荷消除。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型在绝缘介质套管长度方向上各尖端放电针的分布结构示意图；

图3是针状放电极的结构示意图；

图4是螺纹状放电极的结构示意图；

图5是同一横截面上各个尖端放电极的分布结构示意图

图6是同一横截面上另一种尖端放电极的分布结构示意图；

图7是同一横截面上又一种尖端放电极的分布结构示意图。

图中1为不锈钢钢管，2为绝缘介质套管，3为第一尖端放电极，4为第二尖端放电极，5为第三尖端放电极，6为绝缘介质套管外壁与不锈钢钢管内壁之间的间隔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1中，本实用新型的技术方案提供了一种油品静电消除装置，包括钢管和设置在钢管内壁的尖端放电极，其发明点在于：

本技术方案的静电消除装置至少包括一段不锈钢钢管1、设置在钢管内的绝缘介质套管2和穿过绝缘介质套管壁插入的尖端放电极；

其中，尖端放电极至少包括第一尖端放电极3和第二尖端放电极4；其尖端放电极还包括第三尖端放电极5。

其第一尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度大于第二尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度；第三尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度小于第二尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度。

其第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极的放电极尖端朝向绝缘介质套管内的径向轴心设置；第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极的放电极尖端为针尖状或尖锥状。

第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极的末端固定在钢管上，并使钢管接地，或者，第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极直接接地，以利于油品静电荷的快速导出。

第一尖端放电极露出绝缘介质套管内表面的长度小于绝缘介质套管内径的二分之一；第三尖端放电极露出绝缘介质套管内表面的长度≥5mm。

由图可知，沿绝缘介质套管的横截面方向看，第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极交错布置。

由图可知，在绝缘介质套管的同一径向圆周上，第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极，分别沿绝缘介质套管的径向圆周均布设置；或者，在绝缘介质套管的同一径向圆周上，第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极中的至少两种尖端放电极，沿绝缘介质套管的径向圆周相间设置。

其第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极，在绝缘介质套管的同一径向圆周上相间均布设置。

图2中，沿绝缘介质套管的纵向轴线方向，第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极交错布置；具体地说，第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极沿绝缘介质套管的纵向轴线方向上间隔设置。

本技术方案中，尖端放电极选用耐高温、耐磨、耐腐蚀的金属合金制成，其伸向管道内的一端加工成针尖状或尖锥状。尖端放电极沿管壁的长度方向交错布置，每排沿圆周均匀安放，尖端放电极的末端固定在钢管上，并使钢管接地或尖端放电极直接接地。

为便于检查、维修，所述的尖端放电极可镶在螺栓上，螺栓再穿透钢管固定，以便于现场施工、电极安装和将来的电极更换工作。

其绝缘介质套管采用高绝缘、低介电常数且耐油的塑料制作。它可以做成整体的套管，也可以分层衬在消电器的钢管内壁上，其厚度和长度依试验确定。

本技术方案中，所述的无源管道静电消除器，靠人为设置在绝缘介质输油管管内的尖端放电极，自放电释放油品中的静电荷；因为该放电电压不会超过该针的电晕起晕电压，所以是安全的。

采用本技术方案后，可有效释放油品输运/送过程中产生的静电荷，防止油品静电事故的发生。

图3和图4中，本技术方案的第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极为针状电极或螺纹状针电极；所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极的电极针尖的尖度或锥度为6～18°为宜。

在图5中，在绝缘介质套管的同一径向圆周上，三种尖端放电极沿所述绝缘介质套管的径向圆周间隔均布设置。

图中的绝缘介质套管采用绝缘介质套管外壁与不锈钢钢管内壁之间设置有间隔6，且绝缘介质套管的厚度大于绝缘介质套管外壁与不锈钢钢管内壁之间的间隔的结构形式。

图6中，给出了一种尖端放电极沿绝缘介质套管的径向圆周均布设置的结构形式(图中以第一尖端放电极为例)。

图7中，给出了两种尖端放电极沿绝缘介质套管的径向圆周间隔均布设置的结构形式(图中以第一、第二尖端放电极为例)。

本技术方案中，绝缘介质输油管采用聚四氟乙烯管，其外表面到不锈钢管内壁的间隔应大于7mm，聚四氟乙烯管的壁厚也应大于7mm；或聚四氟乙烯管外表面到不锈钢管内壁无间隔，使聚四氟乙烯管的壁厚大于25mm，如此以保证聚四氟乙烯管内表面对地的电容限制在较小值，使流入到聚四氟乙烯管内的油品获得较高的静电位，更利于自放电的产生。

本技术方案的尖端放电极材质选取钨合金，呈针状或螺纹状，电极针尖尖度或锥度控制在6～18°，使放电易于产生，又可抑制其针尖或锥尖的损耗；采用螺纹状电极将更有利于对不同横截面高度的油品电荷进行消除。

本技术方案中，尖端放电极露出绝缘介质输油管内壁表面的长度为：最短尺寸(即前述的第三尖端放电极)为5mm，以利于消除贴近金属管壁的油品电荷，此处的电场强度是最大的，也是容易产生静电事故的位置；最长尺寸(即前述的第一尖端放电极)小于绝缘介质输油管内径的二分之一。

由于管道内的油品流动一般为湍流状态，静电荷分布较为均匀，所以本技术方案将不同伸出长度的尖端放电极设置在同一圆周截面内，且呈现均匀交错分布，更有利于整个截面内的静电荷消除。

通过图3、图4或图5的实施方式，这样不同长度的尖端放电极间隔分布可以同时对管道中不同横截面高度的流层进行复合式的静电引出。

在实际实施时，在油管长度方向上，三种尖端放电极以图2、图5中所示的截面分布方式，以一定角度前后交错布置，以利于在长度方向上对各个径向油品静电荷的消除，这样可实现对流速较高的场所，或者，在相同流速下具有更好的静电消除效果。

在实际实施过程中，因考虑到油品流速，消电器长度为介质管内径的6至12倍为宜。

考虑到输油管道较长，跨接电阻会有积累，故优选尖端放电极直接接地的接地方案，更有利于油品静电荷快速导出。

由于本实用新型通过设置在绝缘介质输油管管内的复合分布式无源尖端放电极，采用自放电的形式释放油品中的静电荷，其将不同伸出长度的尖端放电极设置在同一圆周截面内，且呈现均匀交错分布，通过不同长度的尖端放电极间隔分布结构，可以同时对管道中不同横截面高度的流层进行复合式的静电引出，更有利于整个输油管横截面内的静电荷消除。

本实用新型可广泛用于油品在输送、加注等工序中的静电消除领域。

Claims (10)

1.一种油品静电消除装置，包括钢管和设置在钢管内壁的尖端放电极，其特征是：

所述的静电消除装置至少包括一段不锈钢钢管、设置在钢管内的绝缘介质套管和穿过绝缘介质套管壁插入的尖端放电极；

其中，所述的尖端放电极至少包括第一尖端放电极和第二尖端放电极；

所述第一尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度大于所述第二尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度；

所述的第一尖端放电极和第二尖端放电极的放电极尖端朝向绝缘介质套管内的径向轴心设置；

所述的第一尖端放电极和第二尖端放电极的放电极尖端为针尖状或尖锥状；

所述的第一尖端放电极或第二尖端放电极为针状电极或螺纹状针电极；

所述的第一尖端放电极和第二尖端放电极，沿所述不锈钢钢管或绝缘介质套管的圆周设置；

所述第一尖端放电极和第二尖端放电极的末端固定在钢管上，并通过钢管接地；或者，所述的第一、第二尖端放电极直接接地，以利于油品静电荷的快速导出；

所述的油品静电消除装置，通过设置在绝缘介质套管管内的各个尖端放电极，以自放电的形式，释放油品中的静电荷；

所述自放电的放电电压，低于各个尖端放电极的电晕起晕电压。

2.按照权利要求1所述的油品静电消除装置，其特征是所述的尖端放电极还包括第三尖端放电极；

所述第三尖端放电极的放电极尖端朝向绝缘介质套管内的径向轴心设置；

所述第三尖端放电极的放电极尖端为针尖状或尖锥状；

所述的第三尖端放电极为针状电极或螺纹状针电极；

所述第三尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度小于所述第二尖端放电极在绝缘介质套管内壁的露出长度；

所述的第三尖端放电极沿所述不锈钢钢管或绝缘介质套管的圆周设置；

所述第三尖端放电极的末端固定在钢管上，并通过钢管接地；或者，所述的第三尖端放电极直接接地。

3.按照权利要求1或2所述的油品静电消除装置，其特征是所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极为针状电极或螺纹状针电极；所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极的电极针尖尖度或锥度为6～18°；所述第一尖端放电极露出绝缘介质套管内表面的长度小于绝缘介质套管内径的二分之一；所述第三尖端放电极露出绝缘介质套管内表面的长度≥5mm。

4.按照权利要求1或2所述的油品静电消除装置，其特征是沿所述绝缘介质套管的纵向轴线方向，所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极交错布置；所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极沿所述绝缘介质套管的纵向轴线方向间隔设置。

5.按照权利要求1或2所述的油品静电消除装置，其特征是在所述绝缘介质套管的同一径向圆周上，所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极或第三尖端放电极，分别沿所述绝缘介质套管的径向圆周均布设置。

6.按照权利要求1或2所述的油品静电消除装置，其特征是在所述绝缘介质套管的同一径向圆周上，所述第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极中的至少两种尖端放电极，沿所述绝缘介质套管的径向圆周相间设置。

7.按照权利要求1或2所述的油品静电消除装置，其特征是所述的第一尖端放电极、第二尖端放电极和第三尖端放电极，在所述绝缘介质套管的同一径向圆周上相间均布设置。

8.按照权利要求1所述的油品静电消除装置，其特征是所述绝缘介质套管的长度为绝缘介质套管内径的6至12倍。

9.按照权利要求1所述的油品静电消除装置，其特征是所述的绝缘介质套管外壁与所述不锈钢钢管内壁之间的间距大于7毫米；所述的绝缘介质套管的厚度大于7毫米。

10.按照权利要求1所述的油品静电消除装置，其特征是所述的绝缘介质套管的外壁与所述不锈钢钢管内壁之间的间距为0；所述的绝缘介质套管的厚度大于25毫米。