一种用于气液分离设备的气压平衡式浮子的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于气液分离设备的气压平衡式浮子，用于解决现有浮子需要配套控制系统才能适用于高压的环境，导致的生产和维护成本高的问题。本实用新型包括浮子壳体和联通管，联通管的下端伸入浮子壳体的内部，联通管的上端位于浮子壳体的外部并套设有浴帽，浴帽开设有用于将浮子壳体内部与浮子壳体外部的气相联通的呼吸口；浮子壳体的外壳体设有用于将浮子壳体与气液分离设备的执行机构连接的连接件；浮子壳体的底部开设有能开启和关闭的放液口。本实用新型在不改变浮子的几何尺寸、厚度的情况下，能够适用于高压环境下的使用，同时不需要配设其他控制系统，降低了生产、维护的成本，特别适用于高压设备的液位显示及控制。
【专利说明】一种用于气液分离设备的气压平衡式浮子
【技术领域】
[0001]本实用新型属于浮子【技术领域】，具体涉及一种用于气液分离设备的气压平衡式浮子，特别适用于石油天然气等领域的高压设备(如气液分离设备)的液位显示及控制。
【背景技术】
[0002]浮子(包括浮球)广泛用于工业生产设备的液位显示及控制，它是利用浸没在液体介质中，在浮力的作用下上下移动，驱动或输出信号给执行机构达到控制液位的目的。
[0003]例如申请号为03201780.4的实用新型专利公开了一种浮子及其浮子控制装置，包括浮子，该浮子上设装有磁铁。该浮子控制装置，包括浮子，在浮子上设装有磁铁，在固定部件上设装有磁性开关。
[0004]申请号为201320486088.3的实用新型专利公开了一种可调式浮子液位开关，包括浮子、连杆、内磁钢、外磁钢连动开关，连杆滑销，连杆滑套，表头，在连杆的上端固定连接内磁钢，连杆滑动配合穿装在连杆滑套中，在连杆滑套与连杆间设有连杆滑销，限制连杆的上下移动位置，外磁钢连动开关安装在表头内，在浮子上开设有中心空，连杆滑动配合穿装在浮子的中心孔上，在连杆上浮子的上端设有可移动调节位置的限位环，在连杆可以在连杆上滑动移动调节位置，通过连杆上的限位环调节连杆与浮子的相对固定配合长度。
[0005]申请号为200720070085.6的实用新型专利公开了一种浮子开关，包括开关本体和浮子，开关本体设于浮子内，开关本体一端连接有电缆，电缆穿出浮子表面，该浮子开关好包括固定底座和防护罩，固定底座设于浮子一端，并于浮子一端的表面连接固定；防护罩套在浮子外，防护罩套一端与固定底座连接固定。
[0006]申请号为20091010183885.2的发明专利公开了一种浮子开关，包括浮子、浮子导杆、干簧管探测装置、继电器；浮子套设在浮子导杆上，可以自由滑动；干簧管探测装置，包含高位干簧管、低位干簧管、磁铁，浮子导杆内部中空，高位干簧管、低位干簧管分别设置在浮子导杆内部的高位和低位，磁铁设置在浮子内部，当水位比较低时，浮子的高度也较低，低位干簧管因为磁铁吸引而接通，高位的干簧管因为离磁铁比较远而不能接通，这时通过电路的控制继电器断开；当外面的水慢慢注入，水位换换上升，浮球也缓缓上升，升到高位时，低位干簧管因为离磁铁较远，而不能接通，高位干簧管因为离磁铁较近而接通，通过电路的控制，继电器接通；电路包含RC阻容降压电源部分、干簧管探测部分、控制部分、继电器驱动及保护，继电器开关部分；继电器驱动及保护部分，除了驱动继电器，更重要的是保护继电器触点不被电机的线圈所产生的瞬间高压拉弧而损坏；RC阻容降压电源部分选用经过安规考虑的电容，同时添加了保险丝，电路可以在电压极大波动下正常工作。
[0007]如上面举例讲述的浮子均是封闭的几何容器，受生产工艺条件及浮子自身的强度的限制，浮子的使用范围受到制约，比如在压力较高的容器设备内(例如气液分离设备内压一般都是几十个大气压)，浮子将会受到非常高的压力。为了使浮子适应于较高的压力，需要增加壳体的厚度，壳体厚度的增加会导致浮子自重的增加，在同等几何大小的浮子情况下导致浮子能够提供的浮力很小，难于直接驱动执行机构去实现目的，而是将很小的浮动转换为一种控制信号(如电气、气动)信号，输出的控制信号去控制气动、电机执行机构完成目的。这样会增加控制系统部分，不仅增加了设备的成本；同时在恶劣环境下(如高温、高压、油污等)控制系统稳定性差，并且大部分油气田位于偏远地区，部分油气田无电力条件甚至无人值守，导致设备生产、维护成本高。
[0008]同时在工业条件的限制下，不允许通过增大浮子的几何大小来提高浮子的浮力。实用新型内容
[0009]本实用新型为了解决现有浮子需要配套控制系统才能适用于高压的环境，导致的生产和维护成本高的问题，而提供一种用于气液分离设备的气压平衡式浮子，在不改变浮子的几何尺寸、厚度的情况下，能够适用于高压环境下的使用，同时不需要配设其他控制系统，降低了生产、维护的成本，特别适用于石油天然气等领域的高压设备(如气液分离设备)的液位显示及控制。
[0010]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0011]一种用于气液分离设备的气压平衡式浮子，其特征在于，包括浮子壳体和联通管，所述联通管的下端伸入浮子壳体的内部，联通管的上端位于浮子壳体的外部并套设有浴帽，浴帽开设有用于将浮子壳体内部与浮子壳体外部的气相联通的呼吸口 ；所述浮子壳体的外壳体设有用于将浮子壳体与气液分离设备的执行机构连接的连接件；所述浮子壳体的底部开设有能开启和关闭的放液口。放液口配设有用于开启和关闭放液口的放液阀，或者放液口直接配设螺母，通过放液阀或者螺母开开启和关闭放液口。
[0012]所述联通管伸入浮子壳体内部的长度能够调节，即联通管为伸缩管，长度可以进行调节。
[0013]所述联通管包括中空的第一连接管和中空的第二连接管，所述第一连接管设有内螺纹，所述第二连接管的外围设有外螺纹；所述第一连接管的内螺纹与第二连接管的外螺纹相互配合；所述第一连接管设有凸台，凸台的外圆周表面设有螺纹，所述浮子壳体的上端设有用于将第一连接管伸入浮子壳体内部的滑槽，所述第一连接管与滑槽相互配合；滑槽上端的外圆周设有螺纹；所述第一连接管套设有用于将第一连接管与滑槽连接在一起的密封螺母。在浮子壳体的上端开设用于连接滑槽的开口，滑槽的下端经开口伸入浮子壳子内部，上端位于浮子壳体的外部，通过粘结或者焊接的方式将滑槽与浮子壳体连为一个整体，然后根据实际生产情况调节联通管伸入浮子壳体内部的长度(向浮子壳体内部加入液体进行配重，应当保证第二连接管的下端刚好接触到液面)，最后通过密封螺母将联通管与滑槽连接在一起。
[0014]所述凸台的上端面、下端面均配设有弹性密封垫圈。
[0015]所述第一连接管的上端设有外螺纹，所述浴帽与第一连接管螺纹连接。
[0016]所述第一连接管上端的外螺纹的下方设有限位凸台。限位凸台用于将浴帽与第一连接管进行限位。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0018]本实用新型的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，包括浮子壳体和联通管，联通管的下端伸入浮子壳体的内部，联通管的上端位于浮子壳体的外部并套设有浴帽，浴帽开设有用于将浮子壳体内部与浮子壳体外部的气相联通的呼吸口 ；浮子壳体的外壳体设有用于将浮子壳体与气液分离设备的执行机构连接的连接件；浮子壳体的底部开设有能开启和关闭的放液口。本实用新型通过联通管能够使浮子壳体内外部的气压保持一致，在不改变浮子壳体厚度(即仍然将浮子壳体的壁厚设置为较薄)的情况下，能够配设在各种气压的设备中，实现液位显示及控制。
[0019]本实用新型特别适用于地处偏远地区油气田的高压设备(如气液分离设备)，在同等几何大小情况下能够提供的浮力能够直接驱动执行机构运转去实现目的，从而减少了现有设备(如气液分离设备)中配设的控制系统，降低了生产的成本，同时在不消耗外部能源(气能、电能)的情况下提高了设备运转的稳定性，降低设备维护的成本。本实用新型也能够适用于普通设备的液位显示及控制。
[0020]同时本实用新型在浮子壳体的底部设有放液口，既能够通过该放液口向浮子内部加入配重液，又可以将浮子壳体内部的凝液或者事故状态下产生的积液排出，提高本实用新型的实用性能。
[0021]本实用新型联通管伸入浮子壳体内部的长度能够调节，可以向浮子壳体内部加入液体进行配重，以适用于不同的工况条件，提高本实用新型的使用范围以及设备的利用率。
[0022]本实用新型联通管包括中空的第一连接管和中空的第二连接管，第一连接管设有内螺纹，第二连接管的外围设有外螺纹；第一连接管的内螺纹与第二连接管的外螺纹相互配合；第一连接管设有凸台，凸台的外圆周表面设有螺纹，浮子壳体的上端设有用于将第一连接管伸入浮子壳体内部的滑槽，第一连接管与滑槽相互配合；滑槽上端的外圆周设有螺纹；第一连接管套设有用于将第一连接管与滑槽连接在一起的密封螺母。本实用新型联通管，可以保证联通管的密封性能，当设备的压力降低时，能够自动吸出浮子壳体内的积水；同时具有结构简单，生产制造方便的特点。
[0023]本实用新型的凸台的上端面、下端面均配设有弹性密封垫圈，通过设置弹性密封垫圈，提高联通管的密封性能，保证浮子的正常使用。
[0024]本实用新型的第一连接管的上端设有外螺纹，浴帽套设在第一连接管的上端；第一连接管上端外螺纹的下方设有限位凸台。浴帽与第一连接管的设置便于相互之间的连接，同时当需要向浮子内加入液体进行配重的时候，具有拆卸和安装方便的特点，提高本实用新型的实用性能。
[0025]本实用新型的第一连接管上端的外螺纹的下方设有限位凸台。限位凸台用于将浴帽与第一连接管进行限位，提高安装的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
[0027]图2是本实用新型实施例二的结构示意图；
[0028]图3是本实用新型实施例三的结构示意图；
[0029]图中标记:1、浮子壳体，2、联通管，3、呼吸口，4、浴帽，5、放液口，6、连接件，7、密封螺母，8、第一连接管，9、限位凸台，10、第二连接管，11、凸台，12、滑槽。
【具体实施方式】
[0030]下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0031]本实用新型的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，包括浮子壳体和联通管，联通管的下端伸入浮子壳体的内部，联通管的上端位于浮子壳体的外部并套设有浴帽，浴帽开设有用于将浮子壳体内部与浮子壳体外部的气相联通的呼吸口 ；浮子壳体的外壳体设有用于将浮子壳体与气液分离设备的执行机构连接的连接件；浮子壳体的底部开设有能开启和关闭的放液口。放液口配设有用于开启和关闭放液口的放液阀，或者放液口直接配设螺母，通过放液阀或者螺母开开启和关闭放液口。
[0032]本实用新型通过联通管能够使浮子壳体内外部的气压保持一致，在不改变浮子壳体厚度(即仍然将浮子壳体的壁厚设置为较薄)的情况下，能够配设在各种气压的设备中，实现液位显示及控制。
[0033]本实用新型特别适用于地处偏远地区油气田的高压设备(如气液分离设备)，在同等几何大小情况下提供的浮力能够直接驱动执行机构运转去实现目的(例如液位开关的开闭等)，从而减少了现有设备(如气液分离设备)中配设的控制系统，降低了生产的成本，同时在不消耗外部能源(气能、电能)的情况下提高了设备运转的稳定性，降低设备维护的成本。
[0034]例如，在石油天然气田开采过程中，油气井流出物多为气、液混合态，需要采用气液分离设备将气、液进行分离，气体从设备上部排出，液体沉积在设备下部，经排液口排出，液位在什么位置开始排放，需要对设备内的液面进行监控，从而需要利用浮子的升降来控制液体的开放和关闭；同时气液分离设备内压都比较高(一般情况下都是几十个大气压)，而对于地处偏远地区的油气田，由于条件极为苛刻(如无电力条件，甚至无人值守)。现有技术都是通过增加浮子壳体的厚度来满足气压的要求，厚度的增加导致自重过大，浮力减去自重后的有效作用力就很小，只能变换为简单的液位信号输出，因此需要控制系统转换为气动信号或者电信号，然后将信号放大之后驱动排液控制阀调整开度达到控制排液的目的。
[0035]本实用新型的气压平衡式浮子能够使浮子壳体内外气压保持平衡，不需要增加浮子壳体的壁厚，在同等几何大小的情况下，提供的浮力能够直接驱动执行机构运转去实现目的，降低了生产和维护的成本，因此本实用新型本实用新型特别适用于地处偏远地区油气田的高压设备(如气液分离设备)，同时也适用于普通设备的液位显示及控制。
[0036]同时本实用新型在浮子壳体的底部设有放液口，既能够通过该放液口向浮子内部加入配重液，又可以将浮子壳体内部的凝液或者事故状态下产生的积液排出，提高本实用新型的实用性能。
[0037]浴帽的设置能够防止来自上方的液体进行浮子壳体的内部，同时联通管在浮子壳体外面的长度应当保证在正常工况下保证呼吸口不被液体淹没。
[0038]本实用新型的联通管的长度可以调节，可以向浮子壳体内部加入液体进行配重，以适用于不同的工况条件，提高本实用新型的使用范围以及设备的利用率。当每次进行配重的时候，应当保证第二连接管下端应当达到浮子壳体内容积的最低位置，便于在容器降压时，将浮子内积水吸出。
[0039]本实用新型联通管包括中空的第一连接管和中空的第二连接管，第一连接管设有内螺纹，第二连接管的外围设有外螺纹；第一连接管的内螺纹与第二连接管的外螺纹相互配合；第一连接管设有凸台，凸台的外圆周表面设有螺纹，浮子壳体的上端设有用于将第一连接管伸入浮子壳体内部的滑槽，第一连接管与滑槽相互配合；滑槽上端的外圆周设有螺纹；第一连接管套设有用于将第一连接管与滑槽连接在一起的密封螺母。本实用新型联通管，可以保证联通管的密封性能，当设备的压力降低时，能够自动吸出浮子壳体内的积水；同时具有结构简单，生产制造方便的特点。在浮子壳体的上端开设用于连接滑槽的开口，滑槽的下端经开口伸入浮子壳子内部，上端位于浮子壳体的外部，通过粘结或者焊接的方式将滑槽与浮子壳体连为一个整体，然后根据实际生产情况调节联通管伸入浮子壳体内部的长度(向浮子壳体内部加入液体进行配重，应当保证第二连接管的下端刚好接触到液面)，最后通过密封螺母将联通管与滑槽连接在一起。
[0040]为了防止来自上方液体对密封螺母的腐蚀，在第一连接管上还套设有防护罩。
[0041]本实用新型联通管结构的设置，只需要保证第一连接管与滑槽之间的密封性能即可，第一连接管与第二连接管之间的密封性不会影响整个装置的密封性能。
[0042]为了提高密封性能，在安装的时候，在凸台的上下端面均配设弹性密封垫圈。
[0043]本实用新型的第一连接管的上端设有外螺纹，浴帽套设在第一连接管的上端；第一连接管上端外螺纹的下方设有限位凸台。浴帽与第一连接管的设置便于相互之间的连接，同时当需要向浮子内加入液体进行配重的时候，具有拆卸和安装方便的特点，提高本实用新型的实用性能。为了便于配重液的加入，将第一连接管的进口设置为漏斗状。
[0044]本实用新型的浮子壳体，第一连接管、第二连接管以及滑槽均可以涂覆防腐层。
[0045]实施例一
[0046]本实施例的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，包括浮子壳体和联通管，联通管的下端伸入浮子壳体的内部，联通管的上端位于浮子壳体的外部并套设有浴帽，浴帽开设有用于将浮子壳体内部与浮子壳体外部的气相联通的呼吸口 ；浮子壳体的外壳体设有用于将浮子壳体与气液分离设备的执行机构连接的连接件；浮子壳体的底部开设有能开启和关闭的放液口。
[0047]实施例二
[0048]本实施例的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，包括浮子壳体和联通管，联通管的下端伸入浮子壳体的内部，联通管的上端位于浮子壳体的外部并套设有浴帽，浴帽开设有用于将浮子壳体内部与浮子壳体外部的气相联通的呼吸口 ；浮子壳体的外壳体设有用于将浮子壳体与气液分离设备的执行机构连接的连接件；浮子壳体的底部开设有能开启和关闭的放液口。本实施例的联通管为可伸缩结构，联通管包括中空的第一连接管和中空的第二连接管，第一连接管设有内螺纹，第二连接管的外围设有外螺纹；第一连接管的内螺纹与第二连接管的外螺纹相互配合；第一连接管设有凸台，凸台的外圆周表面设有螺纹，浮子壳体的上端设有用于将第一连接管伸入浮子壳体内部的滑槽，第一连接管与滑槽相互配合；滑槽上端的外圆周设有螺纹；第一连接管套设有用于将第一连接管与滑槽连接在一起的密封螺母。
[0049]实施例三
[0050]本实施例的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，包括浮子壳体和联通管，联通管的下端伸入浮子壳体的内部，联通管的上端位于浮子壳体的外部并套设有浴帽，浴帽开设有用于将浮子壳体内部与浮子壳体外部的气相联通的呼吸口 ；浮子壳体的外壳体设有用于将浮子壳体与气液分离设备的执行机构连接的连接件；浮子壳体的底部开设有能开启和关闭的放液口。本实施例的联通管为可伸缩结构，联通管包括中空的第一连接管和中空的第二连接管，第一连接管设有内螺纹，第二连接管的外围设有外螺纹；第一连接管的内螺纹与第二连接管的外螺纹相互配合；第一连接管设有凸台，凸台的外圆周表面设有螺纹，浮子壳体的上端设有用于将第一连接管伸入浮子壳体内部的滑槽，第一连接管与滑槽相互配合；滑槽上端的外圆周设有螺纹；第一连接管套设有用于将第一连接管与滑槽连接在一起的密封螺母。本实施例的第一连接管上还套设有防护罩。
[0051]实施例四
[0052]本实施例的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，包括浮子壳体和联通管，联通管的下端伸入浮子壳体的内部，联通管的上端位于浮子壳体的外部并套设有浴帽，浴帽开设有用于将浮子壳体内部与浮子壳体外部的气相联通的呼吸口 ；浮子壳体的外壳体设有用于将浮子壳体与气液分离设备的执行机构连接的连接件；浮子壳体的底部开设有能开启和关闭的放液口。本实施例联通管的上端设有螺纹，浴帽与联通管螺纹连接在一起。
[0053]实施例五
[0054]本实施例的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，包括浮子壳体和联通管，联通管的下端伸入浮子壳体的内部，联通管的上端位于浮子壳体的外部并套设有浴帽，浴帽开设有用于将浮子壳体内部与浮子壳体外部的气相联通的呼吸口 ；浮子壳体的外壳体设有用于将浮子壳体与气液分离设备的执行机构连接的连接件；浮子壳体的底部开设有能开启和关闭的放液口。本实施例联通管的上端设有螺纹，浴帽与联通管螺纹连接在一起，联通管上端螺纹的下方设有限位凸台，便于浴帽与联通管之间的连接。
【权利要求】
1.一种用于气液分离设备的气压平衡式浮子，其特征在于，包括浮子壳体(I)和联通管(2)，所述联通管(2)的下端伸入浮子壳体(I)的内部，联通管(2)的上端位于浮子壳体(I)的外部并套设有浴帽(4)，浴帽(4)开设有用于将浮子壳体(I)内部与浮子壳体(I)外部的气相联通的呼吸口(3);所述浮子壳体(I)的外壳体设有用于将浮子壳体(I)与气液分离设备的执行机构连接的连接件(6);所述浮子壳体(I)的底部开设有能开启和关闭的放液口(5)。
2.根据权利要求1所述的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，其特征在于，所述联通管(2)伸入浮子壳体(I)内部的长度能够调节。
3.根据权利要求2所述的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，其特征在于，所述联通管(2)包括中空的第一连接管(8)和中空的第二连接管(10)，所述第一连接管(8)设有内螺纹，所述第二连接管(10)的外围设有外螺纹；所述第一连接管(8)的内螺纹与第二连接管(10)的外螺纹相互配合；所述第一连接管设有凸台(11)，凸台(11)的外圆周表面设有螺纹，所述浮子壳体(I)的上端设有用于将第一连接管(8)伸入浮子壳体(I)内部的滑槽(12)，所述第一连接管(8)与滑槽(12)相互配合；滑槽(12)上端的外圆周设有螺纹；所述第一连接管(8)套设有用于将第一连接管(8)与滑槽(12)连接在一起的密封螺母(7)。
4.根据权利要求3所述的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，其特征在于，所述凸台(11)的上端面、下端面均配设有弹性密封垫圈。
5.根据权利要求3或4所述的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，其特征在于，所述第一连接管(8)的上端设有外螺纹，所述浴帽(4)与第一连接管(8)螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的用于气液分离设备的气压平衡式浮子，其特征在于，所述第一连接管(8)上端的外螺纹的下方设有限位凸台(9)。
【文档编号】G01F23/76GK203949713SQ201420399932
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】陈高阳 申请人:四川科宏石油天然气工程有限公司