Устройство для наполнения сосудов жидкостью Советский патент 1981 года по МПК F17C5/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПОЛНЕНИЯ СОСУДОВ

1

Изобретение относится к автоматизации газовой промышленности, а точнее к автоматизации разливе сжиженного газа в баллоны.

Точность правильного объемного наполнения баллона сжиженным газом имеет исключительное значение. Недолив газа против заданного количества приносит ущерб потребителю газа, а перенаполнение сверх допустимой величины (85% от полного объема баллона) опасно возможностью разрыва баллона в условиях значительного перепада температур наполнения и эксплуатации.

Причинами перенаполнения баллонов могут быть невнимание оператора при установлении массы брутто, неточность весов или клеймения массы пустого баллона на паспортной таблице. Последнее особо опасно, так как в этом случае компенсация недовеса происходит только за счет дополнительного количества газа, наливаемого до установ ленной на весах массы брутто. Оператор такое перенаполнение обнаружить не может. Поэтому возникает необходимость в контрольных проверках массы вновь полученных баллонов, пустых баллонов при переосвидеЖИДКОСТЬЮ

тельствовании и в периодических проверках массы находящихся в обращении баллонов.

Известен способ контроля степени заполнения баллонов сжиженным газом путем контроля по уровню 1.

Однако практическая реализация такого контроля сопряжена серьезными техническими трудностями. Именно этим и объясняется щирокая распространенность менее надежного способа контроля заполнения баллонов сжиженным газом по весу. Радиоактивный способ контроля заполнения балло10нов сжиженным газом по уровню благодаря сложности схемы и конструкции аппаратуры и небезопасности не нашел широкого применения.

Наиболее близким к предлагаемому яв15ляется устройство для наполнения сосудов жидкостью, содержащее подающий трубопровод и подключенный к нему исполнительный мембранный клапан, надмембранная и подмембранная полости которого соединены с полостью сосуда при помощи импульсной

20 трубки и наполняющей трубы соответственно. Данное устройство позволяет при помощи импульсной трубки осуществлять контроль за уровнем наполнения сосуда 2. Недостатком устройства является то, что оно при заполнении сосудов под давлением, например газовых баллонов, не обеснечивает безопасности эксплуатации, так как исполнительный клапан не связан с сосудом и не исключает потерь сжиженного газа. Цель изобретения - повышение безопасности и экономичности устройства. Поставленная цель достигается тем, что исполнительный клапан закреплен в горловине сосуда с помощью втулки, внутри которой размещены наполняющая труба и импульсная трубка, при этом нижний конец втулки снабжен поплавковым клапаном, размещенным в сосуде напротив выходного конца импульсной трубки, выполненного в виде сопла. Кроме того, надмембранная полость исполнительного клапана соединена с импульсной трубкой посредством микровентиля, а с подающим трубопроводом - посредством дросселя. На чертеже изображена конструктивная схема предлагаемого устройства. Оно содержит помещенный во внутрь сосуда 1 клапан 2 с пружиной 3, упирающейся на щечки 4 с боковыми широкими окнами 5. Щечки 4 жестко связаны с седлом 6 клапана 2. Седло 6 выполнено заодно со втулкой 7, причем длина седла 6 соответствует контрольному уровню сжиженного газа в сосуде. Внутри седла 6 и втулки 7 проходит наполняющая труба 8 с выходными окнами 9, жестко связанная с поплавковым клапаном 10, выполненным с боковыми окнами 11, внутри которого помещена поплавковая заслонка 12 сопла 13, соединенного с импульсной трубкой 14 и каналом 15 с надмембранной полостью 16 исполнительного клапана 17. Труба 8 жестко связана с седлом 18 клапана 17, посаженного на мембрану 19, на которую воздействует пружина 20. Подмембранная полость 21 исполнительного клапана 17 связана непосредственно с подающим трубопроводом (не показан). Надмембранная же полость 16 связана с подающим трубопроводом каналом 22, в котором установлено гидравлическое сопротивление - дроссель 23. Мембрана 19 зажата между двумя щайбами 24 и 25. В канале 15 установлен микровентиль 26, а полость 16 связана с манометром 27. Труба 8 имеет фланец 28, прижимаемый через уплотнительную резину 29 к торцу втулки 7 гайкой 30 (при ручном подсоединении), либо усилием прижимного агрегата (при автоматизированном подсоединении). Втулка 7 на конической резьбе ввинчивается в горловину 31 сосуда 1. Предлагаемое устройство работает следующим образом. В исходном состоянии клапан 2 прижат пружиной 3 к седлу 6 и внутренняя полость сосуда 1 надежно загерметизирована. Труба 8 вставляется в отверстие втулки 7 и при завинчивании гайки 30 (либо усилием при автоматизированном монтаже авторазливалыцика на баллон) резиновое уплотнение 29 сжимается и корпус поплавкового клапана 10 отводит клапан 2 от седла 6. В исходном состоянии, когда микровентиль (либо кнопка пуска) 26 закрыт, в подмембранной 21 и надмембранной 16 полостях устанавливается одинаковое давление и, вследствие наличия пружины 20, клапан 17 надежно прикрывает седло 18, поэтому по трубе 8 газ в сосуд не поступает. При открытии микровентиля (или нажатии на кнопку пуска) 26 газ из полости 16 через канал 15, импульсную трубку 14 и соп- О 13 устремляется в сосуд и, вследствие наличия дросселя (гидравлического сопротивления) 23 в канале 22, происходит недостаточное восполнение утекшего из полости 16 газа и давление в полости 16 снижается, что приводит к перемещению мембраны 19 с клапаном 17 вверх под давлением источника. Седло 18 открывается и по трубе 8 сжиженный газ устремляется через окна 9 и 5 в заполняемый сосуд. При диаметре проходного сечения канала 15 и трубки 14, равном 2 мм, рекомендуется применять дроссель диаметром проходного сечения равным 0,2- 0,4 мм, это обеспечивает достаточно высокое быстродействие в несколько секунд. С достижением уровня сжиженного газа внутри сосуда контрольной отметки, жидкая фаза газа поступит через окна 11 во внутрь корпуса поплавкового клапана 10 и поднимет поплавковую заслонку 12 вверх, которая и закрывает сопло 13. Поток газа через канал 15 прекращается и, вследствие натекания газа через дроссель 23, в полости 16 устанавливается давление источника и пружина 20 прижимает клапан 17 к седлу 18. Подача газа в сосуд прекращается. По манометру 27 легко наблюдать за началом и концом розлива сжиженного газа в сосуд. так как в начале розлива давление в полости 16 падает, а по окончании розлива - повыщается. Затем, закрыв .микровентиль 26, отвинчивая гайку 30 (либо снимая усилие автоприжима), следует вынуть трубу 8 из втулки 7. При этом, клапан 2 под действием пружины 3 и давления газа внутри сосуда надежно закрывает седло 6. Толщина уплотнителя 29 и длина трубы 8 с поплавковым клапаном 10 должны выбираться так, чтобы процесс открытия и закрытия седла клапаном 2 происходил при герметическом зажатии фланцем 28 уплотнителя 29. Таким образом, предлагаемое устройство предельно просто, без привлечения дополнительных источников энергии и небезопасного радиоактивного метода реализует заполнение баллонов сжиженным газом с контролем по уровню, что исключает все недостатки, связанные с контролем по весу при заполнении баллонов.