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CN113669902A - 液位平衡式捕集冷凝节水加热炉 - Google Patents

液位平衡式捕集冷凝节水加热炉 Download PDF

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CN113669902A
CN113669902A CN202111068222.3A CN202111068222A CN113669902A CN 113669902 A CN113669902 A CN 113669902A CN 202111068222 A CN202111068222 A CN 202111068222A CN 113669902 A CN113669902 A CN 113669902A
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CN
China
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water
liquid level
heating furnace
pipe
water storage
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CN202111068222.3A
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English (en)
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辛艳萍
张超
吴晓
毛雨令
丁一鸣
罗龙
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China University of Petroleum Beijing
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China University of Petroleum Beijing
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Abstract

本发明涉及石油生产技术领域,具体公开了一种液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,包括加热炉机构,还包括液位平衡机构和捕集冷凝机构;所述加热炉机构包括炉体,所述炉体顶面一侧设有液位调节管口,所述炉体顶面在所述液位调节管口一侧设有水回流管口,所述炉体顶面在所述水回流管口一侧设有水蒸气上浮管口;所述液位平衡机构包括固定支管,所述固定支管顶端固定焊接有储水球,所述储水球顶端一侧开设有加水口,所述加水口设有密封盖,所述储水球底端固定安装有推杆式液动换向阀。本发明液体介质可时刻保持充盈状态,避免了油管局部烧焦的情况出现;并且提高水蒸气的回收利用率,对该装置的余热进行利用,降低资源浪费,节约水资源,降低生产成本。

Description

液位平衡式捕集冷凝节水加热炉
技术领域
本发明涉及石油生产技术领域,具体为液位平衡式捕集冷凝节水加热炉。
背景技术
水套加热炉是以水为热载体给原油间接加热的一种炉具。它由水套、沸腾管、循环油管、火嘴和安全附件等组成。主要用于采油井场、输油干线上,为原油加热降低粘度、 增加流动性。
但是现有的水套加热炉在使用时存在以下缺陷:
(1)一般水套式加热炉都处于较为偏远的山区或沙漠地区,存在运输水资源运输不便的问题,而传统的水套式加热炉还存在余热未被利用以及大量水蒸气浪费的情况,这样无形中就提高了生产成本,同时造成了资源的浪费;
(2)现有的水套加热炉内部液体介质无法时刻保持充盈,需要频繁地对液体介质进行添加,这无疑增加了很多劳动成本,同时增大工作人员的劳动强度;同时会导致有些油管会出现局部烧焦的情况出现,存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,包括加热炉机构,还包括液位平衡机构和捕集冷凝机构;
所述加热炉机构包括炉体,所述炉体顶面一侧设置有液位调节管口,所述炉体顶面在所述液位调节管口一侧设置有水回流管口,所述炉体顶面在所述水回流管口一侧设置有水蒸气上浮管口;
所述液位平衡机构包括固定支管,所述固定支管顶端固定焊接有储水球,所述储水球顶端一侧开设有加水口,所述加水口设置有密封盖,所述储水球底端固定安装有推杆式液动换向阀,所述固定支管内部一侧垂直焊接有分割侧板,所述固定支管内部底端与所述分割侧板侧面之间固定焊接有固定支板,所述固定支板内部滑动贯穿设置有调节滑杆,所述调节滑杆顶面与所述固定支管顶壁之间固定安装有平衡弹簧,所述调节滑杆末端固定套接有浮球,所述调节滑杆顶端一侧水平凸起有拨杆,所述固定支管内部在所述拨杆一侧水平转动连接有传动轮,所述传动轮侧面凸起有传动叶片,所述传动轮另一侧开设有传动齿,所述分割侧板在靠近所述传动轮一侧滑动嵌入有平衡推杆,所述平衡推杆底端侧面开设有齿牙,所述齿牙与所述传动齿相啮合;
所述捕集冷凝机构包括储水包、回流管和多孔捕集伞,所述多孔捕集伞固定安装于储水包内部,所述储水包顶端与所述回流管侧面中心之间设置有冷凝管。
进一步的,所述固定支管底端通过法兰盘与所述液位调节管口密封连接,所述浮球设置于所述炉体内部顶端。
进一步的,所述推杆式液动换向阀出水口位于所述分割侧板远离所述固定支板一侧,所述推杆式液动换向阀开度动力推杆相切于所述平衡推杆顶端。
进一步的,所述平衡弹簧处于压缩状态,所述平衡弹簧最大压缩反弹力小于所述浮球所受的浮力。
进一步的,所述传动叶片设置有四个,四个所述传动叶片由所述传动轮顶端等角度圆周阵列于所述传动轮侧面,且阵列角度为四十五度,所述拨杆底面与其中一个保持水平的所述传动叶片顶面相切。
进一步的,所述储水包底端通过法兰盘与所述水蒸气上浮管口密封连接,所述回流管通过法兰盘与所述水回流管口密封连接。
进一步的,所述多孔捕集伞设置有两个,两个所述多孔捕集伞对称安装于所述储水包内部顶底端。
进一步的,所述多孔捕集伞呈圆锥状结构,所述多孔捕集伞顶面均匀贯穿开设有导水槽,所述储水包顶面在相邻两个所述导水槽之间均匀贯穿开设有透气孔。
进一步的,所述冷凝管靠近所述回流管一端高于其另一端,所述冷凝管的倾斜角度为十六度。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明设置有液位平衡机构,可利用液体对浮球的浮力来监测液位的高度,使得液位下降时,可通过平衡弹簧的反向弹力来使得平衡推杆推动开度动力推杆,将推杆式液动换向阀打开,进而通过储水球向炉体内部进行供水,直至液体介质重新回归充盈状态,降低了工作人员添加液体介质的次数,降低了其工作的劳动强度,降低劳动成本,同时液体介质可时刻保持充盈状态,避免了油管局部烧焦的情况出现,保证了该装置的正常工作,减少了安全隐患。
(2)本发明设置有捕集冷凝机构,可利用多孔捕集伞,将炉体内多余的水蒸气,进行冷凝之后重新向炉体内部进行供给,同时配合冷凝管可充分利用器壁效应,将环境空气作为冷却介质,将剩余的水蒸气进行冷凝,提高水蒸气的回收利用率,对该装置的余热进行利用,降低资源的浪费,节约水资源,进而降低生产成本。
附图说明
图1为本发明一实施例的立体结构示意图;
图2为图1实施例中的加热炉机构结构示意图;
图3为图1实施例中的侧视剖视结构示意图;
图4为图3中的A局部放大结构示意图;
图5为图1实施例中的液位平衡机构的剖视结构示意图;
图6为图1实施例中的捕集冷凝机构的剖视结构示意图;
图7为图5中的传动轮结构示意图;
图8为图6中的多孔捕集伞结构示意图。
附图说明:1、加热炉机构;101、炉体;102、液位调节管口;103、水回流管口;104、水蒸气上浮管口;2、液位平衡机构;201、固定支管;202、储水球;203、加水口;204、固定支板;205、调节滑杆;206、浮球;207、平衡弹簧;208、拨杆;209、传动轮;210、传动叶片;211、传动齿;212、分割侧板;213、平衡推杆;214、推杆式液动换向阀;3、捕集冷凝机构;301、储水包;302、冷凝管;303、回流管;304、多孔捕集伞;305、导水槽;306、透气孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请一并参阅图1-图8,其中,液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,包括加热炉机构1,还包括液位平衡机构2和捕集冷凝机构3。
为了方便相互连接,加热炉机构1包括炉体101,炉体101顶面一侧设置有液位调节管口102,炉体101顶面在液位调节管口102一侧设置有水回流管口103,炉体101顶面在水回流管口103一侧设置有水蒸气上浮管口104;固定支管201底端通过法兰盘与液位调节管口102密封连接,可方便拆卸和检修,浮球206设置于炉体101内部顶端,将浮球206置于液位表面,通过浮力使其保持平衡;储水包301底端通过法兰盘与水蒸气上浮管口104密封连接,水蒸气可通过水蒸气上浮管口104进入到储水包301内部,回流管303通过法兰盘与水回流管口103密封连接,冷凝液化水可通过水回流管口103重新回流至炉体101内部。
为了保持炉体101的液体介质充盈,液位平衡机构2包括固定支管201,固定支管201顶端固定焊接有储水球202,储水球202顶端一侧开设有加水口203,可定期通过加水口203向储水球202内部添加水,加水口203设置有密封盖,储水球202底端固定安装有推杆式液动换向阀214,推杆式液动换向阀214进水口位于储水球202内部底端,推杆式液动换向阀214出水口位于分割侧板212远离固定支板204一侧,通过将推杆式液动换向阀214开度动力推杆相切于平衡推杆213顶端,可通过平衡推杆213的上下移动来推动开度动力推杆,使得推杆式液动换向阀214打开,进而使得储水球202内部的水通过分割侧板212另一侧流出,固定支管201内部一侧垂直焊接有分割侧板212,固定支管201内部底端与分割侧板212侧面之间固定焊接有固定支板204,固定支板204内部滑动贯穿设置有调节滑杆205,调节滑杆205顶面与固定支管201顶壁之间固定安装有平衡弹簧207,调节滑杆205末端固定套接有浮球206,利用液体的浮力使得浮球206上浮,进而使得平衡弹簧207处于压缩状态,通过将平衡弹簧207最大压缩反弹力小于浮球206所受的浮力,使得浮球206不会因为平衡弹簧207的反向弹力而改变位置,同时在液位下降时浮球206和调节滑杆205会利用平衡弹簧207的反向弹力而向下滑动,通过在调节滑杆205顶端一侧水平凸起有拨杆208,固定支管201内部在拨杆208一侧水平转动连接有传动轮209,传动轮209侧面凸起有传动叶片210,传动轮209另一侧开设有传动齿211,分割侧板212在靠近传动轮209一侧滑动嵌入有平衡推杆213,平衡推杆213底端侧面开设有齿牙,齿牙与传动齿211相啮合;并且传动叶片210设置有四个,四个传动叶片210由传动轮209顶端等角度圆周阵列于传动轮209侧面,且阵列角度为四十五度,拨杆208底面与其中一个保持水平的传动叶片210顶面相切,使得调节滑杆205向下滑动时会通过拨杆208推动传动叶片210,进而带动传动轮209进行旋转,通过齿牙与传动齿211相啮合,可使得平衡推杆213在分割侧板212内部向上滑动。
为了对多余水蒸气进行回收,捕集冷凝机构3包括储水包301、回流管303和多孔捕集伞304,多孔捕集伞304固定安装于储水包301内部,储水包301顶端与回流管303侧面中心之间设置有冷凝管302;通过将多孔捕集伞304设置有两个,两个多孔捕集伞304对称安装于储水包301内部顶底端;多孔捕集伞304呈圆锥状结构,多孔捕集伞304顶面均匀贯穿开设有导水槽305,储水包301顶面在相邻两个导水槽305之间均匀贯穿开设有透气孔306;可使得水蒸气穿过透气孔306,进入到两个多孔捕集伞304之间,进而通过器壁效应进行充分的冷凝,同时剩余水蒸气进入到冷凝管302内部,通过将冷凝管302靠近回流管303一端高于其另一端,且冷凝管302的倾斜角度为十六度,可充分利用器壁效应,将环境空气作为冷却介质,将剩余的水蒸气进行冷凝,提高水蒸气的回收利用率。
综上,本发明提供的液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,在工作时,利用液体的浮力使得浮球206上浮,进而使得平衡弹簧207处于压缩状态,通过将平衡弹簧207最大压缩反弹力设置小于浮球206所受的浮力,使得浮球206不会因为平衡弹簧207的反向弹力而改变位置,同时在液位下降时浮球206和调节滑杆205会利用平衡弹簧207的反向弹力而向下滑动,进而通过拨杆208推动传动叶片210,同时带动传动轮209进行旋转,通过齿牙与传动齿211相啮合,可使得平衡推杆213在分割侧板212内部向上滑动,通过将推杆式液动换向阀214开度动力推杆相切于平衡推杆213顶端,可通过平衡推杆213的上移来推动开度动力推杆,进而推杆式液动换向阀214打开,使得储水球202内部的水通过分割侧板212另一侧流出,通过液位调节管口102进入到炉体101内部,对内部液体介质进行补充,使其重新回归充盈状态。
其次,炉体101内多余的水蒸气通过水蒸气上浮管口104进入到储水包301内部,并穿过透气孔306,进入到两个多孔捕集伞304之间,进而通过器壁效应进行充分的冷凝,同时剩余水蒸气进入到冷凝管302内部,通过将冷凝管302靠近回流管303一端高于其另一端,且冷凝管302的倾斜角度为十六度,可充分利用器壁效应,将环境空气作为冷却介质,将剩余的水蒸气进行冷凝,提高水蒸气的回收利用率。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,包括加热炉机构(1),其特征在于:还包括液位平衡机构(2)和捕集冷凝机构(3);
所述加热炉机构(1)包括炉体(101),所述炉体(101)顶面一侧设置有液位调节管口(102),所述炉体(101)顶面在所述液位调节管口(102)一侧设置有水回流管口(103),所述炉体(101)顶面在所述水回流管口(103)一侧设置有水蒸气上浮管口(104);
所述液位平衡机构(2)包括固定支管(201),所述固定支管(201)顶端固定焊接有储水球(202),所述储水球(202)顶端一侧开设有加水口(203),所述加水口(203)设置有密封盖,所述储水球(202)底端固定安装有推杆式液动换向阀(214),所述固定支管(201)内部一侧垂直焊接有分割侧板(212),所述固定支管(201)内部底端与所述分割侧板(212)侧面之间固定焊接有固定支板(204),所述固定支板(204)内部滑动贯穿设置有调节滑杆(205),所述调节滑杆(205)顶面与所述固定支管(201)顶壁之间固定安装有平衡弹簧(207),所述调节滑杆(205)末端固定套接有浮球(206),所述调节滑杆(205)顶端一侧水平凸起有拨杆(208),所述固定支管(201)内部在所述拨杆(208)一侧水平转动连接有传动轮(209),所述传动轮(209)侧面凸起有传动叶片(210),所述传动轮(209)另一侧开设有传动齿(211),所述分割侧板(212)在靠近所述传动轮(209)一侧滑动嵌入有平衡推杆(213),所述平衡推杆(213)底端侧面开设有齿牙,所述齿牙与所述传动齿(211)相啮合;
所述捕集冷凝机构(3)包括储水包(301)、回流管(303)和多孔捕集伞(304),所述多孔捕集伞(304)固定安装于储水包(301)内部,所述储水包(301)顶端与所述回流管(303)侧面中心之间设置有冷凝管(302)。
2.根据权利要求1所述的液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,其特征在于,所述固定支管(201)底端通过法兰盘与所述液位调节管口(102)密封连接,所述浮球(206)设置于所述炉体(101)内部顶端。
3.根据权利要求1所述的液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,其特征在于,所述推杆式液动换向阀(214)出水口位于所述分割侧板(212)远离所述固定支板(204)一侧,所述推杆式液动换向阀(214)开度动力推杆相切于所述平衡推杆(213)顶端。
4.根据权利要求1所述的液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,其特征在于,所述平衡弹簧(207)处于压缩状态,所述平衡弹簧(207)最大压缩反弹力小于所述浮球(206)所受的浮力。
5.根据权利要求1所述的液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,其特征在于,所述传动叶片(210)设置有四个,四个所述传动叶片(210)由所述传动轮(209)顶端等角度圆周阵列于所述传动轮(209)侧面,且阵列角度为四十五度,所述拨杆(208)底面与其中一个保持水平的所述传动叶片(210)顶面相切。
6.根据权利要求1所述的液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,其特征在于,所述储水包(301)底端通过法兰盘与所述水蒸气上浮管口(104)密封连接,所述回流管(303)通过法兰盘与所述水回流管口(103)密封连接。
7.根据权利要求1所述的液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,其特征在于,所述多孔捕集伞(304)设置有两个,两个所述多孔捕集伞(304)对称安装于所述储水包(301)内部顶底端。
8.根据权利要求1所述的液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,其特征在于,所述多孔捕集伞(304)呈圆锥状结构,所述多孔捕集伞(304)顶面均匀贯穿开设有导水槽(305),所述储水包(301)顶面在相邻两个所述导水槽(305)之间均匀贯穿开设有透气孔(306)。
9.根据权利要求1所述的液位平衡式捕集冷凝节水加热炉,其特征在于,所述冷凝管(302)靠近所述回流管(303)一端高于其另一端,所述冷凝管(302)的倾斜角度为十六度。
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