一种具有阻错功能的液体添加整流装置的制作方法

本发明涉及一种具有阻错功能的液体添加整流装置。

背景技术：

1、现代技术物质识别很容易，比如气相(液相)色谱仪、质谱仪及多种仪器方法可以识别各类物质，但这些仪器或方法涉及面过广甚至需要专业人员才能操作，对化工管道或容器、汽车等难以便利化实施控制，比如某加油站三个加油枪分别提供0#柴油、92号、95号汽油，需要人为手工操作加油，人工操作存在加错概率，当低档汽车被错加高标号油(比如05号汽油被误加95号或更高标号汽油)后，会造成发动机积碳严重，需要清洗，费时费力且造成发动机不可逆损伤；相反的错误会导致高档汽车的发动机爆震、损害，造成巨大损失。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的旨在提供一种具有阻错功能的液体添加整流装置，该整流装置安装于汽车油箱等的进油口处，用于判断加入的车油是否为汽车所匹配的车油型号。

2、技术方案：本发明所述的具有阻错功能的液体添加整流装置，所述整流装置为具有流动对称结构的柱状整流器，整流器包括同心设置的内柱状容器和外柱状容器；外柱状容器与内柱状容器通过多层且同层呈周向对称的径向整流管连通，流入外柱状容器的流体经过周向对称的径向整流管流入内柱状容器，使进入内柱状容器前后左右径向流动液体的径向总动量为0；外柱状容器设有与加油管道连接的竖向整流管以及与油箱连通的溢流口；在外柱状容器底部设有泄流复位器；其中，所述内柱状容器内放置有密度精度高达0.001g/cm3的颗粒物(群)，颗粒物(群)的密度介于待区分的两种液体之间；还包括位于内柱状容器底部和顶部的接近开关，所述接近开关将采集到的信号输入至车载控制系统，通过接近开关判断小球的沉浮来判断加入的车油是否为汽车所需的车油。

3、本发明所述的具有阻错功能的液体添加整流装置，所述整流装置包括并列设置的第一整流装置和第二整流装置；所述第一整流装置和第二整流装置均包括同心设置的内柱状容器和外柱状容器；外柱状容器与内柱状容器通过多层且同层呈周向对称的径向整流管连通，流入外柱状容器的流体经过周向对称的径向整流管流入内柱状容器，使进入内柱状容器前后左右径向流动液体的径向总动量为0；外柱状容器设有与加油管道连接的竖向整流管以及与油箱连通的溢流口；加油管道同步向第一整流装置和第二整流装置的竖向整流管加入车油；在第一整流装置和第二整流装置的外柱状容器底部均设有泄流复位器和温度传感器；其中，在第一整流装置和第二整流装置的内柱状容器内均放置有密度精度高达0.001g/cm3的颗粒物群，第一整流装置和第二整流装置内柱状容器内的颗粒物(群)的密度不相同且均小于汽油；还包括位于内柱状容器底部和顶部的接近开关，所述温度传感器和接近开关将采集到的信号输入至单片机或车载控制系统，通过计算出所添加车油的密度来判断出加入的车油是否为汽车所需的车油。

4、本发明整流装置安装在油箱的进油口处，车油流经整流装置后再溢流入油箱中，整流装置与油箱的体积比小于1:20。

5、其中，所述径向整流管为收缩管，收缩管的整体张角最大值取0.2，径向整流管的长度与内柱状容器的内径比为1：1；为了提高进液速度，径向整流管采用收缩管，径向整流管保证进入内柱状容器的液体轴向速度几乎为零，而对称结构保证进入内柱状容器的前后左右径向流动液体径向总动量几乎为0。

6、其中，所述径向整流管(收缩管)能够保证所添加的液体沿管道运动，不产生明显的脱体运动。因此内外腔之间同层径向整流管总数取32(每个径向整流管张角为6.28/32，小于0.2)。过多的径向整流管将会增加阻力，降低装置的响应时间，过少的径向整流管可能导致内柱状容器的液体扰动偏大。

7、其中，所述竖向整流管和径向整流管的横截面均为正六边形。

8、其中，所述内柱状容器上端面高度低于整流装置外柱状容器的溢出环面，溢出环面的面积远大于竖向整流管的面积，溢出流速低对内柱状容器的影响小，同时内柱状容器上端面高度低于整流装置溢出面高度，当整流装置随车体轻微倾斜时，内柱状容器也处于溢满状态，从而保证两个内柱状容器内的颗粒物群浮升高度相似比不变；所述内柱状容器下端面高度高于油箱加油安全线，保证内柱状容器内的液体能够全部流入到油箱中。

9、其中，在添加液体和需要阻止的液体密度排序稳定的情况下，仅需要第一整流装置独立工作，使用温度传感器，无需第二整流装置，此时，颗粒物或颗粒物群的密度介于上述两种液体之间。

10、其中，当标的液体和需要阻止的液体密度次序不稳定时，需要第一整流器和第二整流器并行工作，此时选用温度芯片，选取两组颗粒物群，两组颗粒物群密度不同，且均小于全部温度范围内的标的液体密度以及所有需要阻错的液体密度；两组颗粒物群的密度分别为和动力学半径分别为a1和a2，两者几乎相等，相除可得：

11、

12、ρ为液体密度，h1、h2分别为颗粒物从底部到触发开关动作浮升距离，两者几乎相等，出厂时，接近开关精确装配，精确标定数值或由式(1)～式(5)确定的两种颗粒物速度比需要的参数，该参数写入单片机或车载系统；t1、t2分别为颗粒物从底部到顶部两次触发开关动作的间隔，由单片机或车载系统精确记录，其相对误差低于0.1％，r为颗粒物2相对于颗粒物1的升速比，vg1和vg2分别为颗粒物在液体中沉浮速度；

13、当颗粒物离开底部数mm后，底部接近开关动作，其信号为浮升启动时间，当颗粒物到达顶部打开接近开关为结束时间，得到t1和t2，带入式(6)求出添加的液体密度，利用油品密度随温度变化表进行修正后与标的液体密度对比，单片机给出阻止添加液体或警告。

14、整流器相连的单片机或车载系统根据式(5)或由式(1)～(4)确定的颗粒沉浮公式，借助添加液体密度判断，也可以结合粘性做出更准确判断。

15、颗粒物沉降规律可以参考专门的流体力学资料，式(1)为颗粒物在液体中沉浮速度vg的表达式。

16、

17、其中，a为粒子半径，g为重力加速度，γ为运动学粘性系数，ρ为流体密度，ρd为粒子密度，w为圆球收到阻力，cd定义为圆球阻力系数，由雷诺数re决定，比如当re大于1000时，著名的牛顿阻力而当re很小时(比如小于1)，阻力形式为斯托克斯公式，粒子沉降速度见式(5)；实际上，颗粒物不仅仅液体中沉浮，还会黏附气泡、与固壁作用，颗粒物群会互相粘附，当时间很长时，还需要考虑颗粒物在液体中溶解这一化学问题，但这些作用与密度差引起的沉浮还是次要的，采取措施可以减轻甚至消除这些次要影响。

18、有益效果：相比于现有技术，本发明具有如下显著的优点：本发明基于高精度密度的颗粒物(群)在不同液体中的沉浮行为，触发接近开关感应或计算所加液体的密度(粘性)后与标的液体的密度对比，从而实现对加错液体的阻错或警示。

技术特征：

1.一种具有阻错功能的液体添加整流装置，其特征在于：所述整流装置为具有流动对称结构的柱状整流器，整流器包括同心设置的内柱状容器(2)和外柱状容器(3)；外柱状容器(3)与内柱状容器(2)通过多层且同层呈周向对称的径向整流管(5)连通，流入外柱状容器(3)的流体经过周向对称的径向整流管(5)流入内柱状容器(2)，使进入内柱状容器(2)前后左右径向流动液体的径向总动量为0且无竖向速度；外柱状容器(3)设有与加油管道连接的竖向整流管(10)以及与油箱连通的溢流口(8)；在外柱状容器(3)底部设有泄流复位器(9)；其中，所述内柱状容器(2)内放置有密度精度高达0.001g/cm3的颗粒物或颗粒物群(4)，颗粒物/颗粒物群(4)的密度介于待区分的两种液体之间；还包括位于内柱状容器(2)底部和顶部的接近开关(1)，所述接近开关(1)将采集到的信号输入至单片机或车载控制系统，通过接近开关(1)判断小球的沉浮来判断加入的车油是否为汽车所需的车油。

2.根据权利要求1所述的具有阻错功能的液体添加整流装置，其特征在于：所述整流装置安装在油箱的进油口处，车油流经整流装置后再溢流入油箱中，所述整流装置与油箱的体积比为不大于1：20。

3.一种具有阻错功能的液体添加整流装置，其特征在于：所述整流装置包括并列设置的第一整流装置(13)和第二整流装置(14)；所述第一整流装置和第二整流装置均包括同心设置的内柱状容器(2)和外柱状容器(3)；外柱状容器(3)与内柱状容器(2)通过多层且同层呈周向对称的径向整流管(5)连通，流入外柱状容器(3)的流体经过周向对称的径向整流管(5)流入内柱状容器(2)，使进入内柱状容器(2)前后左右径向流动液体的径向总动量为0且无竖向速度；外柱状容器(3)设有与加油管道连接的竖向整流管(10)以及与油箱连通的溢流口(8)；加油管道同步向第一整流装置(13)和第二整流装置(14)的竖向整流管(5)加入车油；在第一整流装置(13)和第二整流装置(14)的外柱状容器(3)底部均设有泄流复位器(9)和温度传感器(7)；其中，在第一整流装置(13)和第二整流装置(14)的内柱状容器(2)内均放置有密度精度高达0.001g/cm3的颗粒物群(4)，第一整流装置(13)和第二整流装置(14)内柱状容器(2)内的颗粒物群(4)的密度不相同且均小于汽油；还包括位于内柱状容器(2)底部和顶部的接近开关(1)，所述温度传感器(7)和接近开关(1)将采集到的信号输入至单片机或车载控制系统，通过计算出所添加车油的密度来判断出加入的车油是否为汽车所需的车油。

4.根据权利要求3所述的具有阻错功能的液体添加整流装置，其特征在于：所述整流装置安装在油箱的进油口处，车油流经整流装置后再溢流入油箱中，所述整流装置与油箱的体积比为不大于1：20。

5.根据权利要求1或3所述的具有阻错功能的液体添加整流装置，其特征在于：所述径向整流管(5)为收缩管，收缩管的整体张角最大值取0.2，径向整流管(5)的长度与内柱状容器(2)的内径比为1：1。

6.根据权利要求1或3所述的具有阻错功能的液体添加整流装置，其特征在于：所述整流器内外腔之间同层径向整流管总数取32～64，每层径向整流管沿内柱状容器(2)周向均匀分布。

7.根据权利要求1或3所述的具有阻错功能的液体添加整流装置，其特征在于：所述竖向整流管(10)和径向整流管(5)的横截面均为正六边形；内柱状容器(2)的横截面为正方形、正六边形等正偶多边形。

8.根据权利要求1或3所述的具有阻错功能的液体添加整流装置，其特征在于：所述内柱状容器(2)上端面高度低于整流装置外柱状容器(3)的溢出环面，所述内柱状容器(2)下端面高度高于油箱加油安全线(6)。

9.根据权利要求3所述的具有阻错功能的液体添加整流装置，其特征在于：在添加液体和需要阻止的液体密度排序稳定的情况下，仅需要第一整流装置独立工作，无需第二整流装置，此时，颗粒物或颗粒物群的密度介于上述两种液体之间。

10.根据权利要求3所述的具有阻错功能的液体添加整流装置，其特征在于：当标的液体和需要阻止的液体密度次序不稳定时，需要第一整流器和第二整流器并行工作，此时选用温度芯片，选取两组颗粒物群，两组颗粒物群密度不同，且均小于全部温度范围内的标的液体密度以及所有需要阻错的液体密度；

技术总结
本发明公开了一种具有阻错功能的液体添加整流装置，该整流装置安装于汽车油箱等的进油口处，用于判断加入的车油是否为汽车所匹配的车油型号。本发明基于高精度密度的颗粒物(群)在不同液体中的沉浮行为，触发接近开关感应或计算所加液体的密度(粘性)后与标的液体的密度对比，从而实现对加错液体的阻错或警示。

技术研发人员：马进,徐金凤,马宇哲,周治瑾,马前,马雪梅,潘翠萍
受保护的技术使用者：南京群昌数码科技中心（普通合伙）
技术研发日：
技术公布日：2025/1/28