燃料在线脱水脱氧设备的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及一种在线脱除燃料中的水和氧，提高燃料性能的装置，其结构为，进气子系统、进液子系统、混合子系统、分离子系统、成品油输送子系统、自动控制子系统和机柜等组成，设备各组成子系统均集成安装于机柜内。采用物理的方法将燃料中的水和氧与燃料进行分离，保持燃料的原有理化性能指标，不影响燃料的性能，并且使燃料的贮存性能得到很大的提高，实现长期贮存要求。
【专利说明】燃料在线脱水脱氧设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种脱水脱氧设备，尤其涉及一种在线脱除燃料中的水和氧，提高燃料性能的燃料在线脱水脱氧设备，属于综合保障【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着未来武器型号的发展，要求燃油长期贮存，贮存过程中，燃油系统部件及油箱的金属材料与燃料长期接触，燃料中的水会使金属材料发生电化学腐蚀，根据相关材料，飞机较长时间停飞，如超过一个月，要求必须放泄燃油，以防止燃油中的水导致油箱发生电化学腐蚀。同时燃料中的水为微生物提供了滋生的环境，微生物的生长能够加速油箱铝合金的腐蚀及煤油的氧化。[0003]为防止低温使用时燃油中的水结晶堵塞油滤，燃油系统供油流量降低，目前防止燃料低温时结晶的最有效的方法是在燃料中添加防冰剂，由于防冰剂与燃料长期贮存过程中的相容性问题没有研究成果，而且防冰剂与铝等常用材料长期接触时，防冰剂会中毒，出现溶解状态的烃氧基金属或氢氧化锌，燃料会变得混浊，影响燃料的防冰效果，同时产生腐蚀产物和悬浮物堵塞燃油滤，影响燃油系统的正常工作，因此目前防冰剂在飞机等设备上的使用一般采用现用现加，国外贮存期最长的不超过五年。
[0004]燃料中的含氧量是燃料氧化变质最关键因素，燃料在氧化过程中发生氧化聚合作用，使燃料酸度增加，胶质及沉淀物生成，这一过程与氧量关系密切。随着氧含量的下降，沉淀物的生成量也随之下降。由美国海军研究实验室编制的“关于美国海军飞行器战略燃油储备储存稳定性的意见书”报告中指出:“对大部分中间馏份燃料而言，在40°C条件下使用800 kPa(绝对值)(100 psig)压力下的氧气替代大气压力101 kPa(绝对值)下的空气会使沉淀物生成速度增加10倍”，说明降低氧气含量可以减缓燃料的氧化速度，有利于燃料的长期贮存。
[0005]综上分析，燃料中的水和氧的含量是影响燃料长期贮存性能的关键因素，通过对燃料的处理，降低燃料中的水和氧含量，可大大提高设备的贮存期，同时解决了燃料低温流动性能，保证燃油系统低温下的正常工作。但是目前采用在燃料中添加防冰剂的措施，不能解决在线脱水脱氧的难题。
【发明内容】
[0006]本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种在线脱除燃料中的水和氧的设备，解决了目前采用在燃料中添加防冰剂不能在线脱水脱氧的难题。
[0007]本发明的技术方案如下:
机柜上设有气体入口和液体入口，氮气瓶与气体入口连接后依次经过气体过滤器、球阀GV-1、进气减压阀、气体质量流量计连接文丘里混合器进口 ；油罐与液体入口连接后依次经过油滤过滤器、球阀GV-3、进油泵P-1、液体质量流量计连接文丘里混合器进口 ；文丘里混合器出口端连接静态管道混合器进口，静态管道混合器出口连接旋风分离器进口，旋风分离器出口端分别连接二次分离罐进口和缓冲油罐进口，二次分离罐的燃油出口连接至缓冲油罐，二次分离罐的排气口连接阻火器；缓冲油罐的出口端通过输油泵、液体流量计、电磁阀BV-4、过滤器连接成品油箱。
[0008]所述的气体过滤器、球阀GV-1、进气减压阀、气体质量流量计构成进气子系统；所述的油滤过滤器、球阀GV-3、进油泵、液体质量流量计构成进液子系统；所述的文丘里雾化混合器和静态管道混合器构成混合子系统；所述的旋风分离器、二次分离罐、阻火器构成分离子系统；所述的缓冲油罐、过滤器、输油泵、液体流量计构成输送子系统；所述的进气子系统、进液子系统、混合子系统、分尚子系统、输送子系统均与自动控制子系统相连。
[0009]所述的进气子系统设有电磁阀BV-1和球阀GV-2，电磁阀BV-1是由气体质量流量计控制的常闭电磁阀，球阀GV-2是控制油箱充氮气的手动球阀。
[0010]所述的进液子系统设有电磁阀BV-2，电磁阀BV-2是由液体流量计控制的常闭电磁阀。
[0011]所述的自动控制子系统设置可编程控制器和模拟数字转换器，模拟数字转换器的输入端连接压力传感器、流量传感器、液位传感器，模拟数字转换器的输出端连接可编程控制器；可编程控制器的输出端连接电磁阀BV-1、电磁阀BV-2、电磁阀BV-3、电磁阀BV-4、电动球阀及变频电机。
[0012]所述的二次分离罐的结构为，罐体上设有进料口，罐体的上端设有气体出口，罐体的下端设有料液出口，罐体内腔设置填料，填料的下方设有支撑圆筒，填料与罐体内壁间隔设置；所述的填料为除沫丝网，除沫丝网的两侧分别设置内筋板和外筋板。 [0013]所述的缓冲油罐上连接有液位计及变送器。
[0014]所述的缓冲油罐的出口端通过输油泵、液体流量计、电磁阀BV-3连接文丘里混合器。
[0015]所述的机柜为可移动式机柜，机柜外表面设有静电喷涂层。
[0016]本发明的优点效果如下:
1、燃料在线脱水脱氧，可以实现加注过程中对燃料进行处理，确保了加注燃料的质量，也简化技术准备流程。与委托燃料生产厂集中处理相比，节省了燃料对运输和贮存环境(密封贮运)的严苛要求，大大节省贮运成本，并方便部队及总装厂的使用。
[0017]2、采用氮气作为介质，对燃料进行处理，价格低廉，可以自给，可大大降低费用。同时用氮气作为处理介质，可提高安全性。研制的设备具用通用性，适用于各种型号方便部队、总装厂等的使用，具有推广应用价值。
[0018]3、导弹加注脱水脱氧后的燃料，不用再添加防冰剂，避免了防冰剂与燃油长期贮存的相容性问题。
[0019]4、采用物理的方法将燃料中的水和氧与燃料进行分离，保持燃料的原有理化性能指标，不影响燃料的性能，并且使燃料和导弹的贮存性能得到很大的提高，实现长期贮存要求。
[0020]5、通过文丘里混合器和气液静态混合器，增大燃料与氮气的接触面积，提高水与燃料及氧与燃料的分离效率，再实现燃料与氮气的快速分离。
[0021]6、通过旋风分离器和二次分离罐来实现提高水与燃料及氧与燃料的分离效率。
[0022]7、通过旋风分离器和二次分离罐、缓冲油罐、阻火器来实现燃料与氮气的快速分离。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明的结构原理示意图。
[0024]图2为本发明二次分离罐结构示意图。
[0025]图3为本发明控制系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]本发明参照附图，结合具体实施例详述如下。
实施例[0027]如图1所示，机柜上设有气体入口和液体入口，氮气瓶N与气体入口连接后依次经过气体过滤器F-2、球阀GV-1、进气减压阀PSV-1、气体质量流量计FT/FV连接文丘里混合器PZ进口 ；油罐Y与液体入口连接后依次经过油滤过滤器F-1、球阀GV-3、进油泵P-1、液体质量流量计FI连接文丘里混合器PZ进口 ；文丘里混合器出口端连接静态管道混合器H进口，静态管道混合器H出口连接旋风分离器XF进口，旋风分离器XF出口端分别连接二次分离罐EF进口和缓冲油罐V进口，二次分离罐的燃油出口连接至缓冲油罐V，二次分离罐的排气口连接阻火器Z ;缓冲油罐V的出口端通过输油泵P-2、液体流量计、电磁阀BV-4、过滤器F-3连接成品油箱C。所述的缓冲油罐V的出口端通过输油泵P-2、液体流量计、电磁阀BV-3连接文丘里雾化混合器。
[0028]所述的气体过滤器F-2、球阀GV-1、进气减压阀PSV-1、气体质量流量计FT/FV构成进气子系统，进气子系统对进入系统的氮气进行过滤、减压，进气子系统设有测压计PI ;所述的油滤过滤器F-1、球阀GV-3、进油泵P-ι、液体质量流量计FI构成进液子系统，进液子系统对进入系统的燃油进行过滤、增压；所述的文丘里混合器PZ和静态管道混合器H构成混合子系统，混合子系统将燃料雾化，并使之与氮气充分混合，使水和氧从燃油中脱离出来；所述的旋风分离器XF、二次分离罐EF、阻火器z构成分离子系统，分离子系统将气体与已脱水脱氧的燃油分离开，并将含水和氧的尾气安全排出；所述的缓冲油罐V、过滤器F-3、输油泵P-2、液体流量计构成输送子系统，输送子系统将已经脱水脱氧的燃油过滤后输送到成品油箱中；所述的进气子系统、进液子系统、混合子系统、分尚子系统、输送子系统均与自动控制子系统相连。控制子系统是控制进气子系统的气体流量和进液子系统的液体流量按照规定的比例7:1进入混合子系统，调节成品油输送子系统燃油流量与缓冲油罐液位匹配，同时对设备工作中各种压力、流量参数进行采集、显示和监视，保持设备在正常的工作状态运转。
[0029]如图3所示，所述的自动控制子系统设置可编程控制器和模拟数字转换器，模拟数字转换器的输入端连接压力传感器、流量传感器、液位传感器，模拟数字转换器的输出端连接可编程控制器；可编程控制器的输出端连接电磁阀BV-1、电磁阀BV-2、电磁阀BV-3、电磁阀BV-4、电动球阀及变频电机。
[0030]如图2所示，所述的二次分离罐的结构为，罐体10上设有进料口 7，罐体的上端设有气体出口 9，罐体的下端设有料液出口 1，罐体内腔设置填料，填料的下方设有支撑圆筒2，填料与罐体内壁间隔设置；所述的填料为除沫丝网4，除沫丝网设置在内筋板4和外筋板6之间。
[0031]机柜包括安装台架、仪表柜、面板，用于安装管路、元器件、电缆和显示仪表。机柜采用不锈钢可移动式结构，外表面设有静电喷涂层。
[0032]本发明的工作过程及原理如下。
[0033]如图1所示，氮气源(纯度≥99.5%)与设备连接后经过气体过滤器F-2脱除可能存在的杂质后通过球阀GV-1，然后经过由进气减压阀PSV-1调节至适当压力(0.4MPa)。然后由气体质量流量计FT/FV精确控制气体流量，按固定流速进入管道混合器H。电磁阀BV-1是由气体质量流量计控制的常闭电磁阀，只有流量计开启同时电磁阀BV-1才开启，以防止后续管路中的油气混合物倒灌进入气体流量计中腐蚀损坏流量计，球阀GV-2为给油罐充氣气的专用阀门，需要时手动开启。
[0034]燃油源与设备燃油入口连接好后首先进入过滤精度5 μ m的油滤过滤器F-1脱除可能含有的颗粒物，经过球阀GV-3后由泵P-1加压并经液体质量流量计FI控制流速，电磁阀BV-2是由液体质量流量计控制的常闭电磁阀，只有液体质量流量计开启同时电磁阀BV-2才开启，以防止后续管路中的燃油倒流。
[0035]文丘里混合器PZ中含有高压喷嘴能使加压后的燃油雾化为毫米级小液滴进入混合器中，然后和进入混合器中的氮气混合，雾化能增大气液接触面面积，使混合更加充分。
[0036]燃料和氮气经文丘里混合器后通过静态管道混合器H与氮气充分混合，使燃油中的溶解水和溶解氧在燃油 与氮气之间再分配，最终达到平衡，到混合器末端，绝大多数溶解氧和溶解水进入到氮气中。
[0037]如图1所示，静态管道混合器使流体达到混合。静态管道混合器使流体时而左旋，时而右旋，不断改变流动方向，不仅将中心流体推向周边，而且将周边流体推向中心，从而造成良好的径向混合效果。与此同时，流体自身的旋转作用在相邻组件连接处的接口上亦会发生，这种完善的径向环流混合作用使物料获得混合均匀，使油-气两相组分的相界面连续更新和充分接触。
[0038]油气混合物通过旋风分离器XF分离，旋风分离器的圆柱筒体和单锥筒体形成一个旋流腔，燃油从分离器下端排出，进入缓冲油罐V，气体从分离器上部的排气口排出。旋风分离器的基本工作原理是利用气液间的密度差进行离心分离的。当燃油氮气混合物从切向入口进入旋流腔，在腔内高速旋转产生离心力场，在离心力作用下，由于燃油密度明显大于气体所以会离心沉降，迁移到周围，从而沿壁面向下旋动，最后作为底流排出；密度小的氮气则会在中心聚集，并沿轴线向上旋动，从溢流口排出进入油气二次分离罐。
[0039]夹带少量燃油泡沫氮气从旋风分离器XF上端溢流口排出后，进入油气二次分离系统，油气二次分离罐由金属罐和其中特定堆砌方式的填料构成，将油气二次分离后，燃油从下口直接汇集至缓冲油罐V中，氮气则从分离罐体上部的排气口通过阻火器排出。如图2所示，油气二次分离罐的基本工作原理是利用气液不同密度致惯性不同来实现折流分离的。当夹带燃油泡沫的氮气进入二次油气分离罐后，由于气体与燃油的密度不同，液体与气体混合一起流动时，如果遇到填料阻挡，气体会折流而向上汇集在上端出口排出；而液体由于惯性，继续有一个向前的速度，向前的液体附着在阻挡填料表面上由于重力的作用向下汇集到一起，通过排放管排出。油气二次分离罐中填料的堆砌设计为罐壁和填料中间有一定的缝隙，填料相对普通折流分离来说具有大得多的阻挡收集壁面积，而且多次反复折流，燃油很容易着壁，着壁后燃油就不会再接触到填料往下流动，就能有效防止高速气体将汇集的燃油二次吹散，故其分离效果明显。
[0040]输送系统包括循环燃油处理和成品输送两种输送方式，循环燃油处理为，泵P-2将缓冲油罐V中的燃油重新经过液体流量计、电磁阀BV-3输送至混合系统中循环处理；此方式是设备的填充预处理模式，用于设备清洗；成品输送为，泵P-2将缓冲油罐V中的成品燃油经过液体流量计、电磁阀BV-4最后经过滤精度5 μ m的油滤过滤器F-3过滤后输送进入成品油箱。
[0041]燃油成品输送为设备正常运行时给后续油箱连续供油时使用，而循环燃油处理在以下情况下使用:设备系统在刚启动时需要一段时间使气体和液体流量达到预设值并稳定，使用设备填充预处理模式一键启动，控制循环电磁阀BV-3开启、进油电磁阀BV-2和出油电磁阀BV-4关闭，使缓冲油罐中的燃油重新回到混合系统中循环处理直至系统稳定。
[0042]缓冲油罐V的液位高低是由液位计及变送器来实现的，用于连续检测和记录液位，配合变送模块使用，等比模拟实时液位高度，当缓冲油罐液位达到一定液位时，输送信号控制可编程控制器来使输油泵输送启停；同时可编程控制器能随液位计反应的液位高度来控制输油泵的转速，液位越高则输油泵输送速度越快，燃油液位降低后或者储油罐里没有燃油时，输油泵自动减缓输送速度或停止工作，这样就能有效的防止输油泵空转。
[0043]如图3所示，燃料脱水脱氧设备采用2台变频电机，实现原料燃油入口注入与成品燃油出口输出，从而达到对成品燃油定值定量输出控制。
[0044]本发明工作方式分为手动和自动控制。自动控制共有三种工作模式，即(I)定量加注模式；(2)填充预处 理模式；(3)排空模式。通过液位计、压力传感器及液体流量计检测系统实时工况，经过可编程控制器PLC运算处理，达到系统的最优控制。
[0045]以上所述是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换，均属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.燃料在线脱水脱氧设备，其特征在于机柜上设有气体入口和液体入口，氮气瓶与气体入口连接后依次经过气体过滤器F-2、球阀GV-1、进气减压阀PSV-1、气体质量流量计FT/FV连接文丘里混合器进口 ；油罐与液体入口连接后依次经过油滤过滤器F-1、球阀GV-3、进油泵P-1、液体质量流量计FI连接文丘里混合器进口 ；文丘里混合器出口端连接静态管道混合器H进口，静态管道混合器H出口连接旋风分离器(XF)进口，旋风分离器(XF)出口端分别连接二次分离罐EF进口和缓冲油罐(V)进口，二次分离罐的燃油出口连接至缓冲油罐(V)，二次分离罐的排气口连接阻火器；缓冲油罐(V)的出口端通过输油泵(P-2)、液体流量计、电磁阀(BV-4)、过滤器(F-3 )连接成品油箱。
2.根据权利要求1所述的燃料在线脱水脱氧设备，其特征在于所述的气体过滤器、球阀GV-1、进气减压阀、气体质量流量计构成进气子系统；所述的油滤过滤器、球阀GV-3、进油泵、液体质量流量计构成进液子系统；所述的文丘里雾化混合器和静态管道混合器构成混合子系统；所述的旋风分离器、二次分离罐、阻火器构成分离子系统；所述的缓冲油罐、过滤器、输油泵、液体流量计构成输送子系统；所述的进气子系统、进液子系统、混合子系统、分尚子系统、输送子系统均与自动控制子系统相连。
3.根据权利要求2所述的燃料在线脱水脱氧设备，其特征在于所述的进气子系统设有电磁阀BV-1和球阀GV-2，电磁阀BV-1是由气体质量流量计控制的常闭电磁阀，球阀GV-2是控制油箱充氮气的手动球阀。
4.根据权利要求2所述的燃料在线脱水脱氧设备，其特征在于所述的进液子系统设有电磁阀BV-2，电磁阀BV-2是由液体流量计控制的常闭电磁阀。
5.根据权利要求2所述的燃料在线脱水脱氧设备，其特征在于所述的自动控制子系统设置可编程控制器和模拟数字转换器，模拟数字转换器的输入端连接压力传感器、流量传感器、液位传感器，模拟数字转换器的输出端连接可编程控制器；可编程控制器的输出端连接电磁阀BV-1、电磁阀BV-2、电磁阀BV-3、电磁阀BV-4、电动球阀及变频电机。
6.根据权利要求1所述的燃料在线脱水脱氧设备，其特征在于所述的二次分离罐的结构为，罐体上设有进料口，罐体的上端设有气体出口，罐体的下端设有料液出口，罐体内腔设置填料，填料的下方设有支撑圆筒，填料与罐体内壁间隔设置；所述的填料为除沫丝网，除沫丝网的两侧分别设置内筋板和外筋板。
7.根据权利要求1所述的燃料在线脱水脱氧设备，其特征在于所述的缓冲油罐上连接有液位计及变送器。
8.根据权利要求1所述的燃料在线脱水脱氧设备，其特征在于所述的缓冲油罐的出口端通过输油泵、液体流量计、电磁阀BV-3连接文丘里混合器。
9.根据权利要求1所述的燃料在线脱水脱氧设备，其特征在于所述的机柜为可移动式机柜，机柜外表面设有静电喷涂层。
【文档编号】C10G53/02GK103980936SQ201410232796
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】祝贺利, 王宝新, 景月, 张翔 申请人:沈阳航天新光集团有限公司