專利名稱：靜壓氣相導(dǎo)壓裝置的制作方法
在現(xiàn)代化的石油、化工生產(chǎn)過程中，壓力是一個(gè)重要的測量參數(shù)，由于工藝介質(zhì)的物理、化學(xué)性狀復(fù)雜，如污臟、粘稠、易凝、自聚、焦結(jié)、腐蝕、高溫使壓力訊號(hào)難以導(dǎo)出。經(jīng)常采用“變送器”的辦法，盡最大可能地縮短導(dǎo)壓管的長度，即使是如此短的一段導(dǎo)壓管，往往也需要包裹隔熱保溫或蒸汽伴熱保溫，有些還非得用打“沖洗油”地辦法，以動(dòng)態(tài)的形式將壓力訊號(hào)導(dǎo)出，有些變送器一經(jīng)按裝后，在生產(chǎn)情況下難以與工藝設(shè)備或管道切斷，使變送器無法校正零點(diǎn)是否漂移，信號(hào)的可靠性得不到保證，如上，使石油、化工儀表工作非常被動(dòng)。
本發(fā)明旨在對(duì)任何物理、化學(xué)性狀的工藝介質(zhì)壓力訊號(hào)以理想的靜壓氣訊號(hào)導(dǎo)出。使壓力訊號(hào)的導(dǎo)出與工藝介質(zhì)的物理、化學(xué)性無關(guān)，并且這訊號(hào)的零點(diǎn)可以隨意校正，在校正狀態(tài)下，可以得到“零”誤差的訊號(hào)。
這裝置本身實(shí)際上就是一根端頭擴(kuò)大的導(dǎo)壓管，它可以把壓力訊號(hào)引到較理想的地方接顯示儀表或接氣電轉(zhuǎn)換器輸入計(jì)算機(jī)。當(dāng)然，這根管子不是隨意的，它根據(jù)氣體方程。
P1VI＝P2V2這里P1為零訊號(hào)時(shí)的壓力，亦即1絕對(duì)大氣壓，如圖，設(shè)端頭擴(kuò)大器(5)的空腔體積為
導(dǎo)壓管路(6)空腔的體積為
則
P2為極限最高訊號(hào)壓力，V2為在極限最高訊號(hào)壓力下的V1空腔中的氣體被壓縮后的體積，則本發(fā)明的核心就在于
這樣，在液相導(dǎo)壓時(shí)，液體只能在
中占領(lǐng)部份空間，不能進(jìn)入
的腔體，也就是工藝介質(zhì)不能進(jìn)入導(dǎo)壓管路
只能在端頭擴(kuò)大器
中。端頭擴(kuò)大器(5)必須水平按裝，隨訊號(hào)壓力的增大，液體進(jìn)入端頭擴(kuò)大器(5)的高度相應(yīng)增加，這進(jìn)入液柱的高度是一弄不清的數(shù)值稱之為誤差。當(dāng)最高極限壓力訊號(hào)進(jìn)入時(shí)，液體可能在端頭擴(kuò)大器(5)中上升的高度而為最大誤差，對(duì)一個(gè)檢測訊號(hào)來說，誤差當(dāng)然愈小愈好，所以從誤差的角度來說，這端頭擴(kuò)大器(5)的
直徑盡可能地大些，高度盡可能地矮些，導(dǎo)壓管路(6)的
直徑盡可能地小些，長度盡可能地短些，但最終必須服從工程上的現(xiàn)實(shí)，這里不討論純數(shù)學(xué)的不定方程求解，要保證訊號(hào)從零至極限最高值時(shí)的最大“運(yùn)行”誤差在0.3％范圍內(nèi)是不成問題的，。
要得到“零”誤差的訊號(hào)，應(yīng)先關(guān)上儀表端(10)前的檢測儀表切斷閥(9)，再打開吹掃氣源的切斷閥(8)用潔凈的理想高壓氣源(7)吹入導(dǎo)壓管路(6)，將進(jìn)入導(dǎo)壓管路端頭擴(kuò)大器(5)中的液體趕回工藝設(shè)備或管道。當(dāng)吹掃氣源切斷閥(8)關(guān)閉，檢測儀表切斷閥(9)重新打開時(shí)的導(dǎo)壓管路中的訊號(hào)壓力就是“零”誤差訊號(hào)，此時(shí)的“零”點(diǎn)就在端頭擴(kuò)大器(5)中圖示的虛線，這就是氣、液兩相的界面，為了確切得知這界面，訊號(hào)壓力引入口的接管(1)應(yīng)在
的側(cè)壁，緊靠(5)的端面板，這樣，當(dāng)吹掃完畢后，在接管(1)內(nèi)徑的上壁為氣相，以下為液相，這接管(1)也可以在端頭擴(kuò)大器(5)的端面板上引入壓力訊號(hào)，但此時(shí)的起始誤差與運(yùn)行誤差都將增大，這里不作討論。這里要著重說明的如“說明書附圖
”所表達(dá)的結(jié)構(gòu)是用于工藝介質(zhì)是氣相分子的，在壓力引入口的接管(1)中有空芯螺塞(2)，緊固微孔材料制作的部件(3)與密封墊片(4)，目的使進(jìn)入端頭擴(kuò)大器(5)中的氣相分子必須在訊號(hào)壓力的驅(qū)使下出入，阻止氣體分子在“布朗”運(yùn)動(dòng)中任意交換進(jìn)入導(dǎo)壓系統(tǒng)，這接管(1)可以如附圖所表示的在端頭擴(kuò)大器(5)的側(cè)壁引入，也可在它的端面板上引入。當(dāng)“說明書附圖”所表達(dá)的結(jié)構(gòu)用于工藝介質(zhì)是液相分子時(shí)，則接管(1)中的(2)、(3)、(4)都必須取消，也就是說接管(1)是一段空的管子。不論是用于工藝介質(zhì)是氣相分子還是液相分子都應(yīng)定期或不定期地用潔凈的理想的高壓氣源吹掃支換，保持導(dǎo)壓管路中氣體的潔凈，同時(shí)也可經(jīng)常得到零誤差訊號(hào)的導(dǎo)出。
與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)越性
1、現(xiàn)有的導(dǎo)壓技術(shù)，工藝介質(zhì)都是直接進(jìn)入導(dǎo)壓管路，由于工藝介質(zhì)的物理、化學(xué)性狀極其復(fù)雜，如污臟、粘稠、易凝、腐蝕使訊號(hào)很難導(dǎo)出，而本發(fā)明把工藝介質(zhì)壓回工藝設(shè)備或管道中，只是在端頭擴(kuò)大器的空腔中有少量的工藝介質(zhì)，使整個(gè)導(dǎo)壓管路以理想的氣訊號(hào)靜壓導(dǎo)出，使導(dǎo)壓系統(tǒng)做到能與工藝介質(zhì)的物理、化學(xué)性狀無關(guān)，從根本上改變了石油、化工儀表的現(xiàn)狀。
2、當(dāng)測量液相壓力時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的變送器壓力輸入端難以與工藝設(shè)備或管道的壓力取出口在同一水平面上，即使在同一水平面上，在生產(chǎn)運(yùn)行中常常也難以與設(shè)備或工藝管道脫開來校正零位是否漂移，而本發(fā)明經(jīng)吹掃后所導(dǎo)出的靜壓是真正工藝設(shè)備或管道取壓口處的無誤差的工藝壓力。
3、現(xiàn)有液面計(jì)除采用壓力變送器外，絕大部份都是機(jī)械浮標(biāo)、浮球、浮筒、鋼繩、鋼帶、翻板，構(gòu)造復(fù)雜，容易失靈，成本高，而本發(fā)明導(dǎo)出的液面壓力無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造簡單，可靠性高，成本低，精度高。
最佳實(shí)施例
1、用一個(gè)液相壓力導(dǎo)出的“靜壓氣相導(dǎo)壓裝置”與0.25％級(jí)的壓力式液面計(jì)配合，實(shí)現(xiàn)精度高，可靠性高、成本低的液面計(jì)。
2、用一個(gè)液相與一個(gè)氣相的“靜壓氣相導(dǎo)壓裝置”與差壓計(jì)配合，可測量有壓容器的液面。
3、用本導(dǎo)壓裝置導(dǎo)出的壓力訊號(hào)輸入氣電轉(zhuǎn)換器接計(jì)算機(jī)，取代現(xiàn)有的“變送器”。
權(quán)利要求
1、在現(xiàn)代化的石油、化工生產(chǎn)過程中，由于工藝介質(zhì)的物理、化學(xué)性狀復(fù)雜，如污臟、粘稠、易凝、自聚、焦結(jié)、腐蝕、高溫、使壓力訊號(hào)難以導(dǎo)出。現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)常采用“變送器”，以最短距離，將它按裝在工藝設(shè)備或管道的控制點(diǎn)附近，即使這么短距離的一段導(dǎo)壓管對(duì)有些工藝介質(zhì)還要隔熱包裹保溫或伴熱再加隔熱包裹，有些還必須要用打“沖洗油”的辦法把壓力導(dǎo)出進(jìn)入“變送器”，有些在設(shè)備上按裝的變送器，在生產(chǎn)運(yùn)行中不能與設(shè)備切斷，使零點(diǎn)無法校正，嚴(yán)重影響了訊號(hào)的可靠性。本發(fā)明的特征是由一個(gè)端頭擴(kuò)大器與導(dǎo)壓管的腔體所組成，再配以供吹掃用的潔凈、安全氣源系統(tǒng)及相關(guān)閥門；當(dāng)用于氣相壓力導(dǎo)出時(shí)，這端頭擴(kuò)大器的訊號(hào)入口端可以有接管、接管中有壓環(huán)或空芯螺塞、由微孔材料制作的部件及墊圈，當(dāng)氣相分子不存在腐蝕或冷凝結(jié)晶，對(duì)導(dǎo)壓管路無不良影響的，則端頭擴(kuò)大器可直接與工藝設(shè)備或管道相接；當(dāng)用于液相壓力的導(dǎo)出時(shí)，這端頭擴(kuò)大器直接與工藝的設(shè)備或管道相接；當(dāng)用于儲(chǔ)槽液面壓力的導(dǎo)出時(shí)，這端頭擴(kuò)大器可在離槽底一定高度處的側(cè)壁開孔取壓，這高度也就是將來液面計(jì)的起始零位或稱盲區(qū)；當(dāng)訊號(hào)從零至最大量程時(shí)，尤其用于液相(包括液面)壓力訊號(hào)的導(dǎo)出，空腔中氣體被壓縮后，以液相分子不進(jìn)入導(dǎo)壓管路為準(zhǔn)，并且這進(jìn)入端頭擴(kuò)大器的液面高度必須滿足要在最大允許誤差的范圍內(nèi)，這導(dǎo)壓系統(tǒng)是絕密不漏的，但亦應(yīng)定期或不定期地用潔凈、安全的壓縮氣體或液氮作吹掃支換管路系統(tǒng)中進(jìn)入的工藝介質(zhì)氣相分子。
2、根據(jù)權(quán)利要求1，當(dāng)用于氣相工藝介質(zhì)壓力導(dǎo)出的端頭擴(kuò)大器，其特征是當(dāng)訊號(hào)從零至最大時(shí)，端頭擴(kuò)大器腔體加上導(dǎo)壓管路腔體中的氣體被壓縮后的體積應(yīng)大于導(dǎo)壓管路腔體中的體積，這端頭擴(kuò)大器訊號(hào)引入端有接管，接管中有壓環(huán)或緊固空芯螺塞，這壓環(huán)或緊固空芯螺塞鎖住微孔材料加工成的部件壓向墊圈被固定在端頭擴(kuò)大器的側(cè)壁或面板上。
3、根據(jù)權(quán)利要求2，端頭擴(kuò)大器上的接管，其特征端頭有外螺紋，內(nèi)側(cè)有內(nèi)螺紋或在適當(dāng)部位有環(huán)狀溝槽。
4、根據(jù)權(quán)利要求2，壓環(huán)，其特征是一開口的彈性環(huán)圈，閉合時(shí)，其環(huán)的外徑小于接管的內(nèi)徑，松開時(shí)，其環(huán)的外徑大于接管上溝槽底部的直徑，而環(huán)的內(nèi)徑應(yīng)小于接管的內(nèi)徑。
5、根據(jù)權(quán)利要求2，空芯螺塞，其特征是一中空的螺栓，端頭為平面，尾部有可供緊固工具用的溝槽或角形孔。
6、根據(jù)權(quán)利要求2，微孔材料制作的部件，其特征可以是一園柱體或園片狀，其外徑略小于接管的內(nèi)徑。
7、根據(jù)權(quán)利要求2，墊圈。其特征外徑應(yīng)略小于接管的內(nèi)徑。內(nèi)徑應(yīng)稍大于端頭擴(kuò)大器上開孔的孔徑，材質(zhì)以滿足工藝要求為準(zhǔn)。
8、根據(jù)權(quán)利要求1，當(dāng)用于液相工藝介質(zhì)壓力導(dǎo)出的端頭擴(kuò)大器，其特征是當(dāng)訊號(hào)從零至最大時(shí)，端頭擴(kuò)大器腔體加上導(dǎo)壓管路腔體中的氣體被壓縮后的體積應(yīng)大于導(dǎo)壓管路腔體的體積，同時(shí)，液體在進(jìn)入端頭擴(kuò)大器的最大高度應(yīng)滿足最大允許誤差的規(guī)定，在擴(kuò)大器的壓力訊號(hào)引入端有可與取壓控制點(diǎn)相連的接管。
9、根據(jù)權(quán)利要求8，接管，其特征是端頭有可供連接的條件，如外螺紋或連接法蘭。
10、根據(jù)權(quán)利要求1，為了確保本導(dǎo)壓裝置的實(shí)現(xiàn)，其特征是有一套潔凈、理想的高壓氣源(包括液氮)吹掃系統(tǒng)及相應(yīng)的控制閥門。
全文摘要
本發(fā)明“靜壓氣相導(dǎo)壓裝置”屬儀器儀表類。主要解決:在石油、化工生產(chǎn)過程中的壓力訊號(hào)導(dǎo)出?，F(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)壓,工藝介質(zhì)都要進(jìn)入導(dǎo)壓管路,“變送器”的訊號(hào)也是直接來自工藝介質(zhì),本發(fā)明的特征是:用導(dǎo)壓管路與端頭擴(kuò)大器空腔中的理想潔凈的壓縮氣體,把工藝介質(zhì)擋在工藝設(shè)備或管道中,只允許它部分進(jìn)入端頭擴(kuò)大器的空腔,在靜止條件下把壓力訊號(hào)傳到需要觀察的地方,實(shí)現(xiàn)壓力的導(dǎo)出與工藝介質(zhì)的物理、化學(xué)性狀無關(guān)。
文檔編號(hào)G01N37/00GK1254095SQ9812459
公開日2000年5月24日 申請(qǐng)日期1998年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月18日
發(fā)明者尤小一 申請(qǐng)人:尤小一