CN2937094Y - 大流量液态油从低位至高位的节能设备及自动装置 - Google Patents

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Abstract

一种大流量液态油从低位至高位的节能设备及自动装置，包括连接于低位储油装置与油过滤器之间并由吸入管和阀门构成的吸油管路；连接于油过滤器与卸油离心泵之间并由抽油管和阀门构成的抽油管路；连接于高位油库与卸油离心泵之间并由出油管和阀门构成的出油管路，在出油管路上设置有一压力传感器；连接于卸油离心泵与真空罐之间并由抽气管和阀门构成的抽气管路；连接于真空罐与外界之间并由真空管、阀门、真空泵构成的抽真空管路，在抽真空管路上设置一真空压力传感器；与阀门、压力传感器、真空压力传感器、卸油离心泵、真空泵连接并对它们实现联控的自动控制装置。本实用新型与现有齿轮泵用电下降1.5倍，设备投资下降1.5倍。

Description

大流量液态油从低位至高位的节能设备及自动装置
技术领域
本实用新型涉及一种液态油输入设备，具体涉及一种液态油从低位至高位的输入设备，特别是一种大流量液态油从低位至高位的节能设备及自动装置。
背景技术
随着国内的油脂行业蓬勃发展，油脂加工、储存企业越来越趋于大型化、专业化，以求得规模效益。
目前国内油脂加工、储存企业将油脂从低位转运至高位，如从船上将油脂抽入和输出至岸上油库中一般都是采用齿轮泵及相关管道和阀门来实现。这主要是因为当吸入管中有空气时，齿轮泵能将其排除，而离心泵不能将其排除。但是齿轮泵比较庞大，其占地面积比较大，且齿轮泵的流量也受到限制，如每小时100立方米的齿轮泵就已比较大了，每小时200立方米就已经接近齿轮泵的流量极限。另外齿轮泵的投资巨大，对于每小时200立方米齿轮泵约66000元。还有就是齿轮泵的用电量消耗大，对于每小时200立方米齿轮泵来说用电功率将达到110千瓦。因此齿轮泵存在着占地面积大、投资和运转费用以及维修费用高、效率低、噪音大等缺陷。
另外，目前国内油脂加工、储存企业将油脂从低位转运至高位，如从船上将油脂抽入和输出至岸上油库中也有采用螺杆泵及相关管道和阀门来实现。但螺杆泵也基本上存在着齿轮泵相同的缺点。
众所周知，离心泵具有齿轮泵和螺杆泵无可比拟的优点。其不论从一次性投资，日常运转费用和今后发展潜力来看，离心泵都具有明显的优势。如离心泵在每小时200立方米时，投资约2万元，用电功率45千瓦。另外，离心泵的最大流量在1000吨/小时，因而其输送效率比较高。但由于其不能将吸入管内空气排除，其使用受到限制。特别是在输送过程中，当吸入管内冲入空气，离心泵会出现以下现象：(1)泵体振动并发出噪音；(2)压头、流量效率大幅度下降，严重时不能输送液体；(3)时间长久，在水锤冲击和液体中微量溶解氧对金属化学腐蚀的双重作用下，叶片表面出现斑痕和裂缝，甚至呈海绵状并逐渐脱落。因此需要操作人员对离心泵的输入压力进行监控。
正是由于离心泵存在前述缺陷，现在码头用的大流量油泵，普遍是螺杆泵、齿轮泵，因为螺杆泵、齿轮泵有自吸能力，不会产生“气缚”、“气蚀现象”。齿轮泵和螺杆泵属于容积式泵中的回转式泵。容积式泵在运转时，机械内部的工作容积不断发生变化，从而吸入或排出流体。容积式泵中的回转式泵的机壳内的转子或转动部件旋转时，转子与机壳之间的工作容积发生变化，借以吸入和排出流体。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种大流量液态油从低位至高位的节能设备及自动装置。该装置能及时排除吸入管内的气体，以保证离心泵不出现气缚、气蚀问题，使离心泵运用于大流量液态油从低位至高位得以实现。
为了解决上述技术问题，本实用新型可以通过如下的技术方案来实现：
一种大流量液态油从低位至高位的节能设备及自动装置，其特征在于：包括：
一卸油离心泵，
一真空罐；
一油过滤器；
一连接于低位储油装置与油过滤器之间并由吸入管和阀门构成的吸油管路；
一连接于油过滤器与卸油离心泵之间并由抽油管和阀门构成的抽油管路；
一连接于高位油库与卸油离心泵之间并由出油管和阀门构成的出油管路，在所述出油管路上设置有一压力传感器；
一连接于卸油离心泵与真空罐之间并由抽气管和阀门构成的抽气管路；
一连接于真空罐与外界之间并由真空管、阀门、真空泵构成的抽真空管路，在所述抽真空管路上设置一真空压力传感器；
一连接于真空罐与外界之间并由进气管和阀门构成的破真空管路；
一与所述阀门、压力传感器、真空压力传感器、卸油离心泵、真空泵连接并对它们实现联控的自动控制装置。
为了进一步增加本实用新型的功能，本实用新型的装置还包括一连接油过滤器与真空罐之间并由真空管和阀门构成的油过滤器抽真空管路；所述阀门与所述自动控制装置联接并受自动控制装置所控制。
还包括一连接于真空罐不同工位之间并由循环收油管、阀门、收油泵构成的循环收油管路，所述循环收油管路上设置有一收油压力传感器；所述阀门、收油泵、收油压力传感器与所述自动控制装置联接并受自动控制装置所控制。
还包括一连接于低位储油装置与真空罐之间并由收油管和阀门构成的收油管路；所述阀门与所述自动控制装置联接并受自动控制装置所控制。
还包括一连接于收油管路与循环收油管路之间并由分收油管和阀门构成的收油分管路；所述阀门与所述自动控制装置联接并受自动控制装置所控制。
还包括一连接于循环收油管路与抽油管路之间并由回油管和阀门构成的回油管路，所述阀门与所述自动控制装置联接并受自动控制装置所控制。
上述阀门可以是电控截止阀、电控球阀、气动阀门。
由于采用了如上的技术方案，本实用新型的装置可以安装在码头以及其它一些需要将液态油从低位输送至高位的场所。下面以本实用新型的装置安装在码头上，将油船上的液态油输送至岸上高位油罐为例来说明本实用新型的装置的工作原理。开始抽油前，将吸入管置入低位油船的油罐内，此时由于吸入管、油过滤器、抽油管存有空气，其出油管路上的压力传感器检测到卸油离心泵出口的压力很低，并将检测到的信号输送给自动控制装置，自动控制装置给抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的阀门和真空泵发出信号，抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的阀门、真空泵开启进行抽真空，以排除这些管路中的气体。随着真空度下降，油船上油罐内的液态油就逐渐被卸油离心泵抽上来，并沿吸油管路、抽油管路、卸油离心泵、出油管路输送至岸上高位油库的油罐内。当出油管路上的压力传感器检测到卸油离心泵出口的压力达到正常值时，将检测到的正常信号输送给自动控制装置，自动控制装置给抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的阀门和真空泵发出信号，抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的阀门、真空泵关闭停止抽真空。
在抽油过程中，若出油管路上的压力传感器检测到卸油离心泵出口的压力低于正常值的下限时，将检测到的正常信号输送给自动控制装置，自动控制装置给抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的阀门和真空泵发出信号，抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的阀门、真空泵开启重新抽真空，使卸油离心泵出口的压力恢复正常。
整个抽油过程完成，对于低位油船的油罐内剩余的油，可以将收油管置入低位油船的油罐内，自动控制装置根据收油压力传感器采集的信号，开启真空管路、收油管路中的阀门及真空泵进行真空收油，将低位油船的油罐内剩余的油收入到真空罐内。当低位油船的油罐内剩余的油收完后，自动控制装置根据收油压力传感器采集的信号关闭真空管路、收油管路中的阀门及真空泵停止收油。
也可以自动控制装置根据收油压力传感器采集的信号，开启循环收油管路、收油管路、收油分管路上的阀门、收油泵进行收油，将低位油船的油罐内剩余的油收入到真空罐内。当低位油船的油罐内剩余的油收完后，自动控制装置根据收油压力传感器采集的信号关闭循环收油管路、收油管路、收油分管路上的阀门、收油泵停止收油。
还可以自动控制装置根据收油压力传感器采集的信号，开启循环收油管路、收油管路、收油分管路、回油管路、抽油管路、出油管路上的阀门、收油泵、卸油离心泵直接将油收入到岸上高位油库的油罐内。当低位油船的油罐内剩余的油收完后，自动控制装置根据收油压力传感器采集的信号关闭循环收油管路、收油管路、收油分管路、回油管路、抽油管路、出油管路上的阀门、收油泵、卸油离心泵停止收油。此种收油方式下，若出油管路上的压力传感器检测到卸油离心泵出口的压力低于正常值的下限时，将检测到的正常信号输送给自动控制装置，自动控制装置给抽气管路、真空管路上的阀门、真空泵发出信号进行抽真空，使卸油离心泵出口的压力恢复正常。当出油管路上的压力传感器检测到卸油离心泵出口的压力达到正常值时，将检测到的正常信号输送给自动控制装置，自动控制装置给抽气管路、真空管路上的阀门、真空泵发出信号停止抽真空。
下面通过试验来论证本实用新型的装置与现有齿轮泵系统相比所具有的优越性。
1、齿轮泵与离心泵的比较
在现有的流量为100吨/小时的齿轮泵上通过旁路接通一台200吨/小时的离心泵，理论计算如下：
表1
  计算基本参数 输送介质：食用油  重度：9123N/m3  密度：930kg/m2运动粘度：75×10-7m2/s  流量：200m3/小时 扬程：50m电机功率：45KW  气蚀余量：3.5m  转速：1480rpm吸入段90度弯头10只，有滤网底阀一个
  流量m3                     进口损失m
    计算1     计算2     计算3
  50     0.6     0.2     0.15
  60     0.8     0.2     0.20
  70     1.1     0.3     0.28
  80     1.4     0.4     0.35
  90     1.7     0.5     0.43
  100     2.1     0.6     0.53
  110     2.5     0.7     0.63
  120     3.0     0.9     0.75
  130     3.5     1.0     0.88
  140     4.0     1.2     1.00
  150     4.6     1.3     1.15
  160     5.1     1.5     1.28
  170     5.5     1.7     1.38
  180     6.4     1.9     1.60
  190     7.1     2.1     1.78
  200     9.3     2.3     2.33
  压出管阻力 泵送高度：13m  管长：300m  弯头：10只
压出管：125mm  流量200m3/小时  扬程为62.9m压出管：150mm  流量200m3/小时  扬程为34.1m
  试验数据 吸入管：150mm  压出管：125  扬程：40m，从理论计算中查得极限流量为130m3/小时，将试验数据输入计算机复验，流量为100m3/小时，与实际测得数据相符。
从理论计算到实际试验，再用试验的数据验证理论计算，都在预测范围之内，已经证明离心泵用于码头收发油脂的可行性。
2、正式应用情况
在某油脂仓库新建10000吨油罐项目中，成功采用了离心式油泵，完全达到了设计要求，通过使用，效果良好，设备正常运转，效率明显提高，在油脂进出高峰时，泵房不用加班，船只提高了周转，企业节约了开支，获得了各方面的肯定。
新项目中，油脂进出速率设定为200m3/小时，根据表1理论计算值查得应采用吸入管200mm，压出管150mm，扬程50m的离心泵，此时流量达到200m3/小时，建成后实测数据如下：
表2
仓容(吨) 启动时间 启动泵时间 停止泵时间   仓底剩油(吨) 用时(分)   输送量(吨/小时)     流量(m3/小时)
记录1   101   10:35   10:39   11:13     1     34     176     195
记录2   101   9:36   9:40   10:23     1     43     140     155
记录3   95   10:32   10:34   11:05     1     31     182     202
记录4   165   12:35   12:38   13:24     1     46     214     237
记录5   140   13:36   13:38   14:21     1     43     194     215
平均值     201
2.1设备投资比较
表3
  流量m3/小时   扬程m   电机kw   价格(万元)   占地   噪音
  齿轮泵   230   60   110   5.3   大   大
  离心泵   240   44   45   2.00   小   小
由表中的数据对比可见在流量相近的情况下，用电下降1.5倍，设备投资下降1.5倍。
3、总结
从上面试验可以看出，离心泵可以满足大型油脂仓库码头用泵的需要，与齿轮泵相比，离心泵有较多的优点，在应用中技术要求较高，设计计算要更精确，是一种适应油脂企业大型化的先进装备。离心式输油泵将在节能降噪，降本增效，提高运力，节省人力物力等方面取得明显效率。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型的大流量液态油从低位至高位的节能设备及自动装置的结构原理图。
图2为本实用新型的大流量液态油从低位至高位的节能设备及自动装置的控制流程图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
参见图1，一种大流量液态油从低位至高位的节能设备及自动装置，其安装在码头上，将油船上的液态油输送至岸上高位油罐。其包括卸油离心泵1、真空罐2、油过滤器3、吸油管路4、抽油管路5、出油管路6、抽气管路7、抽真空管路8、破真空管路9、油过滤器抽真空管路10、循环收油管路11、收油管路12、收油分管路13、回油管路14。
吸油管路4包括吸入管和两个电控球阀41、42，其一端连接油船，另一端连接油过滤器3。
抽油管路5包括抽油管和一个电控球阀51，其一端连接油过滤器3，另一端连接卸油离心泵1。
出油管路6包括出油管和一个电控球阀61，其一端连接卸油离心泵1，另一端连接岸上高位油罐。在出油管路6上设置有一压力传感器62。
抽气管路7包括抽气管和一个电控球阀71及一个电控截止阀72，其一端连接卸油离心泵1，另一端连接真空罐2的抽气口。
抽真空管路8包括真空管、一个电控球阀81、一个电控截止阀82、真空泵83，其一端连接真空罐2的抽真空口，另一端排空。在抽真空管路8上设置有一真空压力传感器84。
破真空管路9包括进气管和一个电控球阀91，其一端连接外界，另一端连接真空罐2的进气口。
油过滤器抽真空管路10包括真空管和一个电控球阀101及一个电控截止阀102，其一端连接真空罐2，另一端连接油过滤器3。
循环收油管路11包括循环收油管和两个电控球阀111、112及一个电控截止阀113、收油泵114，其两端分别连接于真空罐2不同工位。在循环收油管路11上设置有一收油压力传感器115。
收油管路12包括收油管和两个电控球阀121、122，其一端连接油船，另一端连接真空罐2。
收油分管路13包括分收油管和一个电控球阀131，其一端连接收油管路12的两个电控球阀121、122之间，另一端连接在循环收油管路11的电控球阀111与电控截止阀113之间。
回油管路14包括回油管和一个电控球阀141，其一端连接在循环收油管路11的电控球阀112与收油泵114之间，另一端连接在抽油管路5的电控球阀51与油过滤器3之间。
自动控制装置(图中未示出)与电控球阀41、42、51、61、71、81、91、101、111、112、121、122、131、141、电控截止阀72、82、102、113、卸油离心泵1、压力传感器62、真空泵83、真空压力传感器84、收油泵114、收油压力传感器115连接，并对它们按照一定的程序实现联控。
参见图2，开始抽油前，将吸入管置入低位油船的油罐内，此时由于吸入管、油过滤器3、抽油管存有空气，其出油管路上的压力传感器62检测到卸油离心泵1出口的压力很低，并将检测到的信号输送给自动控制装置，自动控制装置给抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的电控球阀71、81、41、42、51、101、电控截止阀72、82、102和真空泵83发出信号，抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的电控球阀71、81、41、42、51、101、电控截止阀72、82、102和真空泵83开启进行抽真空，以排除这些管路中的气体。
随着真空度上升，油船上油罐内的液态油就逐渐被卸油离心泵1抽上来，并沿吸油管路、抽油管路、卸油离心泵、出油管路输送至岸上高位油库的油罐内。当出油管路上的压力传感器62检测到卸油离心泵1出口的压力达到正常值时，将检测到的正常信号输送给自动控制装置，自动控制装置给抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的电控球阀71、81、41、42、51、101、电控截止阀72、82、102和真空泵83发出信号，抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的电控球阀71、81、41、42、51、101、电控截止阀72、82、102和真空泵83关闭停止抽真空。
在抽油过程中，若出油管路上的压力传感器62检测到卸油离心泵1出口的压力低于正常值的下限时，将检测到的正常信号输送给自动控制装置，自动控制装置给抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的电控球阀71、81、41、42、51、101、电控截止阀72、82、102和真空泵83发出信号，抽气管路、真空管路、吸油管路、抽油管路、油过滤器抽真空管路中的电控球阀71、81、41、42、51、101、电控截止阀72、82、102和真空泵83开启重新抽真空，使卸油离心泵1出口的压力恢复正常。
整个抽油过程完成，对于低位油船的油罐内剩余的油，可以将收油管置入低位油船的油罐内，自动控制装置根据收油压力传感器采集的信号，开启真空管路、收油管路中的电控球阀81、121、122、电控截止阀82及真空泵83进行真空收油，将低位油船的油罐内剩余的油收入到真空罐2内。当低位油船的油罐内剩余的油收完后，自动控制装置根据收油压力传感器115采集的信号关闭真空管路、收油管路中的电控球阀81、121、122、电控截止阀82及真空泵83停止收油。
也可以自动控制装置根据收油压力传感器115采集的信号，开启循环收油管路、收油管路、收油分管路上的电控阀门112、121、131、电控截止阀113、收油泵114进行收油，将低位油船的油罐内剩余的油收入到真空罐内。当低位油船的油罐内剩余的油收完后，自动控制装置根据收油压力传感器115采集的信号关闭循环收油管路、收油管路、收油分管路上的电控阀门112、121、131、电控截止阀113、收油泵114停止收油。
还可以自动控制装置根据收油压力传感器115采集的信号，开启循环收油管路、收油管路、收油分管路、回油管路、抽油管路、出油管路上的电控阀门112、121、131、141、51、61、电控截止阀113、收油泵114、卸油离心泵1直接将油收入到岸上高位油库的油罐内。当低位油船的油罐内剩余的油收完后，自动控制装置根据收油压力传感器采集的信号关闭循环收油管路、收油管路、收油分管路、回油管路、抽油管路、出油管路上的电控阀门112、121、131、141、51、61、电控截止阀113、收油泵114、卸油离心泵1停止收油。此种收油方式下，若出油管路上的压力传感器62检测到卸油离心泵1出口的压力低于正常值的下限时，将检测到的正常信号输送给自动控制装置，自动控制装置给抽气管路、真空管路上的电控球阀71、81、电控截止阀72、82、真空泵83发出信号进行抽真空，使卸油离心泵1出口的压力恢复正常。当出油管路上的压力传感器62检测到卸油离心泵1出口的压力达到正常值时，将检测到的正常信号输送给自动控制装置，自动控制装置给抽气管路、真空管路上的电控球阀71、81、电控截止阀72、82、真空泵83发出信号停止抽真空。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1、一种大流量液态油从低位至高位的节能设备及自动装置，其特征在于：包括：
一卸油离心泵，
一真空罐；
一油过滤器；
一连接于低位储油装置与油过滤器之间并由吸入管和阀门构成的吸油管路；
一连接于油过滤器与卸油离心泵之间并由抽油管和阀门构成的抽油管路；
一连接于高位油库与卸油离心泵之间并由出油管和阀门构成的出油管路，在所述出油管路上设置有一压力传感器；
一连接于卸油离心泵与真空罐之间并由抽气管和阀门构成的抽气管路；
一连接于真空罐与外界之间并由真空管、阀门、真空泵构成的抽真空管路，在所述抽真空管路上设置一真空压力传感器；
一连接于真空罐与外界之间并由进气管和阀门构成的破真空管路；
一与所述阀门、压力传感器、真空压力传感器、卸油离心泵、真空泵连接并对它们实现联控的自动控制装置。
2、根据权利要求1所述的节能设备及自动装置，其特征在于，还包括一连接油过滤器与真空罐之间并由真空管和阀门构成的油过滤器抽真空管路；所述阀门与所述自动控制装置联接并受自动控制装置所控制。
3、根据权利要求1所述的节能设备及自动装置，其特征在于，还包括一连接于真空罐不同工位之间并由循环收油管、阀门、收油泵构成的循环收油管路，所述循环收油管路上设置有一收油压力传感器；所述阀门、收油泵、收油压力传感器与所述自动控制装置联接并受自动控制装置所控制。
4、根据权利要求1所述的节能设备及自动装置，其特征在于，还包括一连接于低位储油装置与真空罐之间并由收油管和阀门构成的收油管路；所述阀门与所述自动控制装置联接并受自动控制装置所控制。
5、根据权利要求1所述的节能设备及自动装置，其特征在于，还包括一连接于收油管路与循环收油管路之间并由分收油管和阀门构成的收油分管路；所述阀门与所述自动控制装置联接并受自动控制装置所控制。
6、根据权利要求1所述的节能设备及自动装置，其特征在于，还包括一连接于循环收油管路与抽油管路之间并由回油管和阀门构成的回油管路，所述阀门与所述自动控制装置联接并受自动控制装置所控制。
7、根据权利要求1至6任一项权利要求所述的节能设备及自动装置，其特征在于，所述阀门为电控截止阀或电控球阀或气动阀门。
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