本發(fā)明涉及一種在線燃油脫水脫氧裝置，尤其是涉及一種防爆型燃油脫水脫氧裝置，屬于綜合保障技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代武器型號的發(fā)展，以及用戶對產(chǎn)品使用環(huán)境的要求，燃油需要長期貯存，目前燃油長期貯存過程中，燃油系統(tǒng)部件及油箱的金屬材料與燃油長期接觸，燃油中的水會使金屬材料發(fā)生電化學(xué)腐蝕，同時燃油中的水為微生物提供了滋生的環(huán)境，微生物的生長能夠加速油箱鋁合金的腐蝕及燃油的氧化。

燃油在低溫使用時，燃油中的水結(jié)晶堵塞油濾，燃油系統(tǒng)供油流量降低，目前防止燃油低溫時結(jié)晶的最有效的方法是在燃油中添加防冰劑，而且防冰劑與油箱常用材料-鋁等長期接觸時，防冰劑會中毒（出現(xiàn)溶解狀態(tài)的烴氧基金屬或氫氧化鋅），燃油會變得混濁，影響燃油的防冰效果，同時產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物和懸浮物堵塞油箱上燃油濾，影響燃油系統(tǒng)的正常工作。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用脫水脫氧裝置處理燃油中的水和氧，可以解決上述問題。它的工作原理是：采用充氮法脫除燃油中的溶解水和溶解氧，氮?dú)庾鳛榻橘|(zhì)，對燃油溶解水和氧進(jìn)行置換處理。油和氮?dú)獍匆欢ū壤浞只旌贤瓿芍脫Q，經(jīng)分離系統(tǒng)將燃油與廢氣分離，然后將脫水脫氧后的燃油輸送到指定油箱，脫除的雜質(zhì)隨廢氣經(jīng)專用通道排出脫水脫氧后燃油不用再添加防冰劑，避免了防冰劑與燃油長期貯存而造成的防冰劑會中毒問題；同時，也解決了水為微生物提供了滋生的環(huán)境，微生物的生長能夠加速油箱鋁合金的腐蝕及燃油的氧化的問題。

在實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)中的脫水脫氧裝置的同時，又產(chǎn)生了新的問題：現(xiàn)有技術(shù)中，用來處理燃油的脫水脫氧裝置，處理燃油時流量太小，效率較低，某些脫水脫氧裝置還不具備在線功能；同時，受到脫水脫氧裝置使用環(huán)境和燃油本身易燃易爆的特性限制，需要增加防爆功能，以滿足用戶的要求。

經(jīng)過分析，一個置換反應(yīng)的周期時間內(nèi)，處理燃油脫水脫氧的過程中，主要是油與氣的混合（置換反應(yīng)）受到了氣液靜態(tài)混合器的限制，在氣液靜態(tài)混合器中進(jìn)行燃料、氮?dú)饣旌?，燃料與氮?dú)獾慕佑|面積較小。因此造成了一個置換反應(yīng)的周期時間內(nèi)，脫水脫氧裝置能夠處理燃油總量小，導(dǎo)致流量太小的情況發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種防爆型燃油脫水脫氧裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中處理燃油流量太小、效率低，不能在線脫水脫氧，不具備防爆功能等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

防爆型燃油脫水脫氧裝置，包括進(jìn)氣管路系統(tǒng)、進(jìn)油管路系統(tǒng)、油氣混合系統(tǒng)、油氣分離系統(tǒng)、成品油輸送系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)；所述油氣混合系統(tǒng)包括具有進(jìn)油口和進(jìn)氣口的文丘里霧化混合器、氣液靜態(tài)混合器Ⅰ，文丘里霧化混合器的氣液出口與氣液靜態(tài)混合器Ⅰ的氣液入口通過管路連接；其特征在于：所述油氣混合系統(tǒng)中增設(shè)氣液靜態(tài)混合器Ⅱ，所述氣液靜態(tài)混合器Ⅱ的氣液入口與氣液靜態(tài)混合器Ⅰ的氣液出口通過管路連接，所述氣液靜態(tài)混合器Ⅱ的氣液出口與油氣分離系統(tǒng)連接。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)所取得的有益效果是：

1、通過增設(shè)氣液靜態(tài)混合器Ⅱ，增大燃料與氮?dú)獾慕佑|面積，從而增大了一個置換反應(yīng)的周期時間內(nèi)能夠處理的燃油總量，提高水與燃油及氧與燃油的分離效率，再通過燃油與氮?dú)獾目焖俜蛛x，實(shí)現(xiàn)了在線、快速、大流量的脫水脫氧功能。

2、采用防爆設(shè)計(jì)，提高裝置的可靠性、安全性，滿足不同的客戶的需求。

3，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案簡單、可靠，制造和使用成本低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2是防爆控制箱的正面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是防爆控制箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是帶霧化噴嘴的文丘里霧化混合器結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，101、進(jìn)氣接口，102、進(jìn)氣過濾器，103、氣體減壓閥，104、氣體流量計(jì)，105、進(jìn)氣電磁閥，201、進(jìn)油接口，202、進(jìn)油過濾器，203、進(jìn)油泵，204、進(jìn)油流量計(jì)，205、進(jìn)油電磁閥，301、文丘里霧化混合器，302、氣液靜態(tài)混合器Ⅰ，303、氣液靜態(tài)混合器Ⅱ，401、旋風(fēng)分離器，402、二次分離器，403、阻火器，501、緩沖油罐，502、過濾器，503、出油泵，504、質(zhì)量流量計(jì)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做出進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

如圖1所示的防爆型燃油脫水脫氧裝置，包括進(jìn)氣管路系統(tǒng)、進(jìn)油管路系統(tǒng)、油氣混合系統(tǒng)、油氣分離系統(tǒng)、成品油輸送系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)；油氣混合系統(tǒng)包括具有進(jìn)油口和進(jìn)氣口的文丘里霧化混合器、氣液靜態(tài)混合器Ⅰ，文丘里霧化混合器的氣液出口與氣液靜態(tài)混合器Ⅰ的氣液入口通過管路連接；油氣混合系統(tǒng)中增設(shè)氣液靜態(tài)混合器Ⅱ，所述氣液靜態(tài)混合器Ⅱ的氣液入口與氣液靜態(tài)混合器Ⅰ的氣液出口通過管路連接，所述氣液靜態(tài)混合器Ⅱ的氣液出口與油氣分離系統(tǒng)連接。

通過增設(shè)氣液靜態(tài)混合器Ⅱ，相對單一的氣液靜態(tài)混合器，擴(kuò)大了油與氣混合的容量，實(shí)現(xiàn)增大燃油與氮?dú)獾慕佑|面積的作用，從而提高了燃油脫水脫氧裝置單位時間內(nèi)的處理量，解決了現(xiàn)有技術(shù)中燃油脫水脫氧裝置處理燃油時流量太小，效率較低的問題。

所述進(jìn)氣管路系統(tǒng)包括進(jìn)氣接口、與進(jìn)氣接口連接的進(jìn)氣過濾器、與進(jìn)氣過濾器連接的氣體減壓閥、與氣體減壓閥連接的氣體流量計(jì)、與氣體流量計(jì)連接的進(jìn)氣電磁閥以及管路，所述進(jìn)氣電磁閥通過管路與文丘里霧化混合器的進(jìn)氣口連接；

所述進(jìn)油管路系統(tǒng)包括進(jìn)油接口、與進(jìn)油接口連接的進(jìn)油過濾器、與進(jìn)油過濾器連接的進(jìn)油泵、與進(jìn)油泵連接的進(jìn)油流量計(jì)、與進(jìn)油流量計(jì)連接的進(jìn)油電磁閥以及管路，所述進(jìn)油電磁閥通過管路與文丘里霧化混合器的進(jìn)油口連接。

其中，氮?dú)馄颗c進(jìn)氣接口連接，氮?dú)庖来瓮ㄟ^進(jìn)氣接口、進(jìn)氣過濾器、氣體減壓閥、氣體流量計(jì)進(jìn)氣電磁閥和管路進(jìn)入到文丘里霧化混合器的進(jìn)氣口；燃油的存儲油箱進(jìn)油接口連接，燃油依次通過進(jìn)油接口、進(jìn)油過濾器、進(jìn)油泵、進(jìn)油流量計(jì)、進(jìn)油電磁閥以及管路進(jìn)入到文丘里霧化混合器的進(jìn)油口。

根據(jù)文丘里效應(yīng)，當(dāng)液體和氣體在文丘里管道里面流動，在管道的最窄處，動態(tài)壓力達(dá)到最大值，靜態(tài)壓力達(dá)到最小值，整個涌流都要在同一時間內(nèi)經(jīng)歷管道縮小過程，因而壓力也在同一時間減小。進(jìn)而產(chǎn)生壓力差，這個壓力差用于給流體提供一個外在吸力，因此，如圖4所示的帶霧化噴嘴的文丘里霧化混合器，能夠進(jìn)一步提高油氣充分混合程度，完成水和氧的置換。

氣液通過文丘里霧化混合器進(jìn)行混合之后，依次進(jìn)入到氣液靜態(tài)混合器Ⅰ、氣液靜態(tài)混合器Ⅱ，在氣液靜態(tài)混合器Ⅰ、氣液靜態(tài)混合器Ⅱ完成置換反應(yīng)，氣液（氧、水、燃料）進(jìn)入到油氣分離系統(tǒng)。

所述油氣分離系統(tǒng)包括旋風(fēng)分離器、二次分離器、阻火器，旋風(fēng)分離器的一個氣液出口通過管路連接二次分離器的氣液入口，二次分離器的廢氣出口通過管路與阻火器連接；旋風(fēng)分離器的另一個氣液出口通過管路與成品油輸送系統(tǒng)連接、二次分離器的燃油出口通過管路與成品油輸送系統(tǒng)連接。

二次分離器基本工作原理是利用氣液不同密度以及慣性不同來實(shí)現(xiàn)折流分離的。當(dāng)夾帶燃油泡沫的氮?dú)膺M(jìn)入二次油氣分離器后，由于氣體與燃油的密度不同，液體與氣體混合一起流動時，如果遇到填料阻擋，氣體會折流而向上匯集在上端出口排出；而液體由于慣性，繼續(xù)有一個向前的速度，向前的液體附著在阻擋填料表面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過排放管排出。油氣二次分離器中填料的堆砌設(shè)計(jì)為罐壁和填料中間有一定的縫隙，填料相對普通折流分離來說具有大得多的阻擋收集壁面積，而且多次反復(fù)折流，燃油很容易著壁，著壁后燃油就不會再接觸到填料往下流動，就能有效防止高速氣體將匯集的燃油二次吹散，所以其分離效果明顯。

水、氧以及分離后的燃料從旋風(fēng)分離器的入口進(jìn)入，依次通過旋風(fēng)分離器、二次分離器，水、氧從二次分離器的廢氣出口進(jìn)入到阻火器，在通過管道安全排出；分離后的燃料從二次分離器的燃料出口通過管路流入成品油輸送系統(tǒng)。

所述成品油輸送系統(tǒng)包括緩沖油罐、過濾器、出油泵、質(zhì)量流量計(jì)，所述緩沖油罐的兩個入口通過管路分別連接旋風(fēng)分離器的另一個氣液出口和二次分離器的燃油出口；所述緩沖油罐的出口通過管路與齒輪泵的入口連接，所述齒輪泵的出口通過管路與質(zhì)量流量計(jì)入口連接，所述質(zhì)量流量計(jì)的出口通過管路與過濾器連接；所述質(zhì)量流量計(jì)的出口通過管路與文丘里霧化混合器的進(jìn)油口連接。

分離后的燃料從緩沖油罐的一個入口進(jìn)入緩沖油罐，旋風(fēng)分離器中完全分離的燃料從緩沖油罐的另一個入口進(jìn)入緩沖油罐。

分離后的燃料依次通過緩沖油罐、出油泵、質(zhì)量流量計(jì)、過濾器，進(jìn)入到成品油油箱中；或者尚未完全分離的燃料從旋風(fēng)分離器的上端出油口進(jìn)入二次分離器，接著分離，經(jīng)過二次分離器處理，完全分離的燃料進(jìn)入緩沖油罐，依次通過緩沖油罐、出油泵、質(zhì)量流量計(jì)、過濾器，進(jìn)入到成品油油箱中。

為了選擇分離后的燃料以及為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備正式工作時的管路清洗循環(huán)的燃料的流經(jīng)管路，通過增設(shè)兩個電磁閥實(shí)現(xiàn)，一個電磁閥設(shè)置在過濾器的前端管路上，另一個電磁閥設(shè)置在文丘里霧化混合器的進(jìn)油口的前端管路上；工作時，兩個電磁閥只能有一個處于啟動狀態(tài)，從而避免了一種燃料流向兩種目標(biāo)的現(xiàn)象發(fā)生。

由于加注結(jié)束后，為了保持油箱的密封，與外面的空氣隔絕，設(shè)備設(shè)置補(bǔ)充氮?dú)夤苈?，增設(shè)補(bǔ)氣球閥，所述補(bǔ)氣球閥的一端通過管路與進(jìn)氣流量計(jì)連接，另一端通過管路與質(zhì)量流量計(jì)的出口連接。

自動控制系統(tǒng)包括控制箱、PLC控制器、變頻控制器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、顯示儀表及控制電纜；所述液位傳感器設(shè)置在緩沖油罐上，所述流量傳感器為多個分別設(shè)置在進(jìn)氣管路系統(tǒng)、進(jìn)油管路系統(tǒng)、成品油輸送系統(tǒng)中；所述壓力傳感器為多個，分別設(shè)置在油氣混合系統(tǒng)、油氣分離系統(tǒng)、成品油輸送系統(tǒng)中；所述PLC和變頻控制器設(shè)置在控制箱內(nèi)，所述顯示儀表設(shè)置在控制箱的外殼上；所述變頻控制器分別連接進(jìn)油泵和出油泵；PLC控制器通過控制電纜分別與變頻控制器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、顯示儀表相連。

傳統(tǒng)的手工控制，是在每個系統(tǒng)的管路上設(shè)置手動閥門，例如球閥、蝶閥等。為了實(shí)現(xiàn)在線控制，需要增設(shè)電磁閥。除了前述在過濾器的前端管路上和文丘里霧化混合器的進(jìn)油口的前端管路上增設(shè)的電磁閥之外，還需要在進(jìn)氣管路系統(tǒng)和進(jìn)油管路系統(tǒng)的末端，氣或油進(jìn)入到文丘里霧化混合器的進(jìn)氣口或進(jìn)油口的前端分別增設(shè)電磁閥。

同理，為了實(shí)現(xiàn)在線控制，進(jìn)氣管路系統(tǒng)、進(jìn)油管路系統(tǒng)、成品油輸送系統(tǒng)中分別具有壓力傳感器、流量傳感器（氣體流量計(jì)或質(zhì)量流量計(jì)），在油氣分離系統(tǒng)中具有液位傳感器（液位計(jì)）。

實(shí)施例2

在前述實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，為了適應(yīng)不同工作環(huán)境以及不同客戶的要求，增加了防爆裝置及整個設(shè)備的防爆設(shè)計(jì)。

所述控制箱是防爆控制箱，所述防爆控制箱具有能將電氣元件產(chǎn)生的火花或電弧與周圍環(huán)境的爆炸性氣體隔離開的外殼；還包括防爆型開關(guān)和電纜密封結(jié)構(gòu)，分別設(shè)置在防爆控制箱的外殼上。

其中，防爆控制箱用于容納PLC控制器、變頻控制器等電氣元件；控制電纜通過電纜密封結(jié)構(gòu)進(jìn)入到防爆控制箱內(nèi)，電纜密封結(jié)構(gòu)能夠緊密的包裹住所穿過的電纜，進(jìn)一步增強(qiáng)防爆控制箱的防爆特性；在防爆控制箱的外殼上，通常是在防爆控制箱的正面設(shè)置防爆開關(guān)以及顯示單元，可以進(jìn)一步的增強(qiáng)防爆控制箱的防爆特性。

防爆控制箱的隔爆原理是：將電氣設(shè)備中帶電的元器件放入特制的隔爆外殼內(nèi)，該外殼能將電氣元件產(chǎn)生的火花或電弧與周圍環(huán)境的爆炸性氣體隔離開。該外殼的隔爆間隙小于可燃性氣體的最大試驗(yàn)安全間隙，如果爆炸性氣體進(jìn)入外殼內(nèi)部被點(diǎn)燃，則爆炸火焰能被限制在殼體內(nèi)，不傳爆到外部環(huán)境中去。

由于工業(yè)現(xiàn)場的安全要求和具體的控制方式，在有防爆要求的環(huán)境下確保防爆型燃油脫水脫氧裝置的整機(jī)防爆特性，設(shè)備上的除防爆控制箱之外的壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、電磁閥等電氣元件也必須用防爆型的電氣元件，達(dá)到整機(jī)防爆的特性。對照國標(biāo)GB3836《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備》系列標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。裝置在電氣部件選型、電路設(shè)計(jì)、電氣連接工藝等方面采取防爆設(shè)計(jì)，避免點(diǎn)燃源的出現(xiàn)，滿足裝置在爆炸性環(huán)境使用。

以上結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。