一个固定在装油鹤管的装油管上带有液位测量探头和排气口的油气回收密闭机构，其特征在于：有一个固定在装油管上的顶盖，一个位于顶盖正下方的密封座，和一个上端与顶盖的外圆密封连接下端与密封座的上部密封连接的伸缩体，三者合围形成一个密封腔体，靠密封座与油罐装油口之间形成的密封使腔体与油罐的气相空间连通并使油气不外泄，而腔体的顶部则与排气口连通，至少有一组上端挂接在顶盖上而下端可以挂住或脱开油罐的挂钩机构，利用挂钩机构挂住油罐将油气压强作用在密闭机构顶盖上的作用力传递到油罐上，实现力自平衡，从而不需要鹤管提供额外的向下压紧力，以密封座的自重力与油气压强作用在密封座上下横截面积之差上的作用力的合力作为密封力实现自密封力密封，密封座的密封体的结构以及伸缩体的可伸缩功能可以在装油管有一些倾斜时仍能很好地满足密封要求，在密闭机构上可选择性地设置保护套筒，以在装油管插入或抽出油罐的过程中保护挂钩机构和液位探头免受损坏，在密闭机构上还可选择性地设置低压降的止回机构，不但可在装油过程停止时有效地阻止其它正在作业中的装油鹤管排出的油气经排气口形成反串，而且可降低油罐内气相压强。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石油化工或化工产品储运过程中回收油气的密闭机构。特别是一种用于顶部装卸液体烃类产品槽车时回收油气的密闭机构。
技术介绍
液体烃类产品(如汽油、芳烃、溶剂油等)从出厂到最终用户通常要经历若干次火车或汽车槽车的装卸过程，在向这些槽车的油罐内装卸液体烃类产品(以下称为装油)的过程中，会有一部分含烃类气体(以下简称油气)从油罐内排出。装卸口敞开，任由装卸过程产生的油气排入大气的方法称为敞口装卸；与其对应的是将装卸口密闭，将装卸过程中产生的油气集中起来，通过专门的油气回收装置回收其中的烃类组分后，最后将净化后达到环保排放标准的尾气排入大气，这种装卸方法称为密闭装卸。随着社会的不断进步和各项法律法规的日益完善，越来越多的企业开始认识到敞口装卸对环境、人身健康、安全生产造成的不利影响，以及回收利用排出气体中的烃类组分的经济意义，出现了敞口装卸逐渐被密闭装卸取代的趋势。以国内普遍采用的顶部装油的装油过程为例，密闭装油的基本工艺过程可以描述为在由多个装油鹤位组成的装车区内，多辆槽车同时进行着装油作业。操作人员手动将装油鹤管的装油管从槽车油罐顶部的装油口插入，当装油管的底口接近油罐的底部位置时，固定在装油管上的密闭机构刚好将装油口盖住形成密封。通过装油管向油罐内装油时，会有一部分烃类组分从罐内的液相中挥发出来进入罐内气相空间，与油罐内原有的空气混合形成烃类组分与空气的混合气体——油气，随着装油过程中罐内液位的不断上升，罐内的气相空间逐渐被液相所取代，罐内油气被迫从设在密闭机构上的排气口排出，经气相支管汇入气相总管，各个装油鹤管的气相支管排出的油气在气相总管内汇合后被送至独立设置的油气回收装置。油气回收装置将油气中的烃类组分回收，除去了烃类组分达到环保排放标准的尾气排入大气。通常在每个鹤管的气相支管上设置一个止回阀，这样可以在每个鹤管装油过程结束提起鹤管后避免其它正在运行中的鹤管排出的油气通过气相支管反串到大气中。国内外现有的油气回收密闭机构大多是固定在装油管上的圆台形结构，因此密闭机构与油罐的装油口接触的密封面为锥面，在锥面的外层裹附着橡胶类的弹性材料，利用鹤管上向下的外力(鹤管上弹簧机构施加的弹簧力及鹤管自身的部分重力)，使密闭机构与装油口之间形成线密封，阻止装油过程中油气的外泄。也有的采用气囊结构，通过向气囊内充气使其膨胀进而形成密封。但现有的密闭机构都程度不同地存在以下缺陷1)需要对密闭机构施加一个足够大的向下的外力。外界向密闭机构施加的向下作用力不但要满足密闭机构与装油口之间的密封要求，还要克服罐内气体压强作用在密闭机构上产生的相当大的向上推力，这大大增加了鹤管施力设备结构的难度和操作人员的操作难度。2)密封力大小变化大。在装油管和密闭机构就位后到装油后油罐内压强未达到正常压强前的一段时间内油罐内尚未产生或未产生足够的向上作用力，此段时期施加在鹤管上的满足正常操作时密封要求的外力几乎全部施加在密封面上，过大的密封力易造成密封材料的损坏；另外由于槽车底座弹簧的形变，不论是汽车槽车还是火车槽车装油过程中装油口的高度都会随着装油量的增加而逐渐降低，有时施加在密闭机构上的密封力难以适应这种变化，影响密封效果。3)对位不准造成密封不严。装油时鹤管与装油口的对位是靠鹤管或槽车的移动实现的，由于各种各样的原因鹤管常常不是很好地处于装油口的中垂线位置，而是有些倾斜状态，这时对于固定在装油管上的锥面密封的密闭机构来说，其外缘在装油口密封面高度上的水平横断面就不是一个真正意义的圆，造成密封不严泄漏。4)止回阀压降大，位置设置不合理。普通的止回阀用于油气回收时压降相对过大，将其设在气相支管上会相当程度地增加油罐的气相压强，从而增大泄漏的可能。另外在装油过程结束提起鹤管时，止回阀至装油口之间的气相支管内的油气会有一部分排到大气中。由于密闭机构存在的上述缺陷，尽管目前的油气回收装置本身回收效率很高，但整个油气回收过程实际回收的油气量远远达不到预期，相当一部分油气从装油口的密封处泄漏到大气中。因此，解决好密闭机构的密封问题成为整个油气回收系统的一个关键环节。专利技术目的本专利技术的一个目的是要提出一种靠自身产生的密封力实现密封的自密封力密封油气回收密闭机构。本专利技术的另一个目的是要提出一种不需要鹤管提供额外压紧力的具有力自平衡功能的油气回收密闭机构。本专利技术的再一个目的是要提出一种即使鹤管对位有些不准时仍能良好密封的油气回收密闭机构。本专利技术还有一个目的是要提出一种可选择地包含低压降止回功能的油气回收密闭机构。
技术实现思路
本专利技术的目的是这样实现的一个固定在装油鹤管的装油管上带有液位测量探头和排气口的油气回收密闭机构，有一个固定在装油管上的顶盖，一个位于顶盖正下方的密封座，和一个上端与顶盖的外圆密封连接下端与密封座的上部密封连接的伸缩体，三者合围形成一个密封腔体，靠密封座与油罐装油口之间形成的密封使腔体与油罐的气相空间连通并使油气不外泄，而腔体的顶部则与排气口连通。至少有一组上端挂接在顶盖上而下端可以挂住或脱开油罐的挂钩机构，利用挂钩机构挂住油罐将油气压强作用在密闭机构顶盖上的作用力传递到油罐上，实现力自平衡，从而不需要鹤管提供额外的向下压紧力。以密封座的自重力与油气压强作用在密封座上下横截面积之差上的作用力的合力作为密封力实现自密封力密封。密封座的密封体的特别结构以及伸缩体的可伸缩功能可以在装油管有一些倾斜时仍能很好地满足密封要求。在密闭机构上可选择性地设置保护套筒，以在装油管插入或抽出油罐的过程中保护挂钩机构和液位探头免受损坏。在密闭机构上可选择性地设置低压降的止回机构，不但可在装油过程停止时有效地阻止其它正在作业中的装油鹤管排出的油气经排气口形成反串，而且可降低油罐内气相压强。本专利技术所说的自密封力密封是相对于由外部施力的现有技术而言的。现有技术通常是靠弹簧机构将弹簧力施加在鹤管上，再由鹤管的装油管传递到密封盖上的。而自密封力密封作用在密封座上的密封力主要由两个力构成，一个是密封座自重产生的自重力，其方向向下；另一个是油气的压强在伸缩体横截面积与装油口横截面积之差的环形面积上产生的压强作用力。此作用力的方向有三种情况，第一种情况是伸缩体横截面积大于装油口横截面积，压强作用力向下，横截面积之差大得越多，向下的压强作用力越大；第二钟情况是二者相等，压强作用力为零；第三种情况是伸缩体横截面积小于装油口横截面积，压强作用力向上，横截面积之差小得越多，向上的压强作用力越大。显然第一种情况下的密封力为密封座的自重力与压强作用力方向相同，密封力大于密封座的自重力；第二钟情况下密封力也就是密封座的自重力；而第三钟情况下压强作用力与自重力的方向相反，密封力小于密封座的自重力。当设备的结构参数确定后密封力只与油气压强有关；装油操作稳定时，密封力基本上是恒定的。因作用在密封座上的两种力均源自密闭机构自身，因此本专利技术人称这种密封方式为自密封力密封。采用自密封力密封可以根据密封要求，密封材料的特性，密封面对密封力的要求和罐内油气压强等因素综合确定合适的密封座重量和伸缩体直径，使密封力既能满足不泄漏的要求，又不至于过大而影响密封材料的使用寿命。在装油过程中，密闭机构腔体内油气的压强同样也会对顶盖并进而对装油管产生一个向上的推力，推力值为套在顶盖上的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张国瑞，
申请(专利权)人：张国瑞，
类型：发明
国别省市：
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