李松昊，楊 沖

（昆明船舶設(shè)備研究試驗(yàn)中心，云南昆明，650051）

一種產(chǎn)品燃料加注裝置設(shè)計(jì)

李松昊，楊 沖

（昆明船舶設(shè)備研究試驗(yàn)中心，云南昆明，650051）

針對(duì)某動(dòng)力產(chǎn)品需要精確加注燃料的需求，本文基于真空加注法原理，設(shè)計(jì)了一種燃料加注裝置，簡(jiǎn)述了燃料加注裝置關(guān)鍵組成單元設(shè)計(jì)思路，并闡述了加注裝置的加注原理和回收原理。燃料加注裝置實(shí)際應(yīng)用中效果明顯、加注安全可靠，精度和自動(dòng)化程度得到了極大的提升，可推廣應(yīng)用于各種液體燃料的加注。

真空加注法；加注裝置；加注原理；回收原理；應(yīng)用

0 引言

某動(dòng)力產(chǎn)品需要使用加注裝置進(jìn)行燃料精確加注，原始的加注方式采用人工加注方法，自動(dòng)化程度低，計(jì)量采用磅秤，操作較為繁瑣。針對(duì)目前試驗(yàn)對(duì)燃料加注精度進(jìn)一步要求，本文基于實(shí)際中的運(yùn)用，設(shè)計(jì)了一種安全且容易控制的燃料加注裝置。

1 真空加注法原理

本裝置基于真空加注原理設(shè)計(jì)，利用真空泵將產(chǎn)品的燃料艙段先抽至負(fù)壓，再利用產(chǎn)品燃料艙的負(fù)壓把燃料從燃料罐中吸入到產(chǎn)品燃料艙段中，真空加注法的基本原理圖如圖1所示[1]。

圖1 真空加注法基本原理圖

2 加注裝置設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，加注裝置需具備以下功能。

（1）燃料加注和回收剩余燃料的功能。

（2）自動(dòng)計(jì)量加注燃料的重量，計(jì)量精度0.1kg。

（3）當(dāng)加注燃料重量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)停止燃料加注。

（4）加注壓力（負(fù)壓）控制在合理的范圍內(nèi)，安全可靠，具備可維修性。

2.1 加注裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

加注裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，主要由電子秤（包括電子秤臺(tái)和電子秤顯示器）、電氣控制裝置、真空表、加注裝置殼體、放氣閥、溢流罐、旋片式真空泵、電磁閥、手動(dòng)開(kāi)關(guān)、快速接頭、管接頭等組成。關(guān)鍵組成單元的設(shè)計(jì)考慮如下。

圖2 加注裝置結(jié)構(gòu)示意圖

（1）放氣閥：放氣閥用于釋放真空管路中的負(fù)壓，同時(shí)也可以控制真空管路中真空度。放氣閥是采用304不銹鋼加工而成，結(jié)構(gòu)類似二片式球閥，使用時(shí)可靠卻具有較好的氣密性。

（2）管接頭：采用易拆卸的端面密封管接頭，方便維護(hù)保養(yǎng)燃料加注裝置。

（3）真空表：采用帶電觸點(diǎn)的真空表，用于顯示燃料艙內(nèi)的負(fù)壓值和實(shí)現(xiàn)在加注過(guò)程中對(duì)壓力的控制。

（4）電子秤：電子秤可計(jì)量燃料加注重量并實(shí)時(shí)顯示，具有重量信號(hào)反饋功能,是燃料加注裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)斷的重要組件。

（5）電磁閥：為了滿足這在加注過(guò)程中，加注燃料的重量達(dá)到加注要求時(shí)，燃料加注裝置需要有自動(dòng)關(guān)斷燃料管路的功能，設(shè)計(jì)中采用電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。電磁閥安裝在燃料管路上，在加注過(guò)程中，當(dāng)加注燃料的重量達(dá)到加注要求時(shí)，電磁閥可以自動(dòng)關(guān)斷燃料管路，結(jié)束加注過(guò)程[2]。

（6）溢流罐：為避免在抽真空時(shí)由于控制系統(tǒng)失控等非正常因素導(dǎo)致燃料被抽入真空管，而直接進(jìn)入真空泵中，設(shè)計(jì)中在真空泵管路前端安裝一溢流罐用于暫存燃料，有效的保護(hù)了真空泵，并通過(guò)溢流罐透明窺視孔檢測(cè)燃料液位，使用手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制排放溢流罐內(nèi)燃料。

（7）電氣控制裝置：用于控制燃料加注裝置總電路和其它電氣部件，同時(shí)還起到保護(hù)總電路的作用，是燃料加注裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的核心部分，結(jié)合軟件設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)如下功能：a燃料加注過(guò)程的自動(dòng)關(guān)斷和加注量設(shè)定功能；b燃料加注過(guò)程中可以將燃料的加注速率控制在一定范圍內(nèi)；c將加注壓力控制在規(guī)定范圍內(nèi)，即負(fù)壓力在-0.02MPa～0.04MPa。

2.2 加注工作原理

燃料加注時(shí)，加注裝置各部件的連接方式如圖3所示。真空泵接口通過(guò)管路與產(chǎn)品燃料艙的抽真空口相連接，在管路上安裝一個(gè)放氣閥和真空表。燃料罐出口通過(guò)管路與產(chǎn)品燃料艙的燃料進(jìn)口相連接，在管路上安裝電磁閥和手動(dòng)開(kāi)關(guān)。在加注燃料時(shí)，產(chǎn)品放置在電子秤架上，可實(shí)時(shí)在柜體的電子秤顯示器上觀察燃料的加注量。

燃料加注裝置的工作原理是：利用真空泵將產(chǎn)品燃料艙中的空氣抽出，形成負(fù)壓力，燃料罐中的燃料在負(fù)壓力的作用下被吸入產(chǎn)品燃料艙中。抽真空時(shí)，真空度為-0.02MPa~-0.04MPa。利用電子秤實(shí)時(shí)測(cè)量加注燃料的重量，當(dāng)加注燃料的重量即將達(dá)到加注要求時(shí)，電子秤將信息反饋給電氣控制裝置，由電氣控制裝置先控制真空泵停止工作，再控制電磁閥關(guān)閉。燃料加注完畢后，關(guān)閉加注開(kāi)關(guān)，打開(kāi)放氣閥，釋放負(fù)壓，結(jié)束燃料加注工作。如出現(xiàn)緊急情況，可用手動(dòng)開(kāi)關(guān)直接關(guān)斷燃料加注[3]。

2.3 回收工作原理

產(chǎn)品試驗(yàn)結(jié)束后，由于產(chǎn)品燃料艙中的剩余燃料需要進(jìn)行回收，所以新的燃料加注裝置還需要進(jìn)行燃料回收作業(yè)。燃料回收時(shí)，加注裝置各部件的連接方式如圖4所示。

燃料回收工作原理是：利用真空泵將產(chǎn)品的燃料罐中的空氣抽出，形成負(fù)壓力，燃料艙中的燃料在負(fù)壓力的作用下被吸入燃料罐中。抽真空時(shí)，真空度為-0.02MPa~-0.05MPa。燃料回收完畢后，關(guān)閉加注開(kāi)關(guān)，打開(kāi)放氣閥，釋放負(fù)壓，結(jié)束燃料回收工作。

圖3 燃料加注工作原理圖

圖4 燃料回收工作原理圖

3 總結(jié)

所設(shè)計(jì)的燃料加注裝置在實(shí)際應(yīng)用中效果明顯、加注安全可靠，精度和自動(dòng)化程度得到了極大的提升，可推廣應(yīng)用于各種液體燃料的加注，主要特點(diǎn)如下[4]。

（1）安全可靠：真空加注方在加注過(guò)程中燃料可直接通過(guò)燃料管路到達(dá)產(chǎn)品中，中間無(wú)需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的電氣設(shè)備，所以加注過(guò)程安全可靠。

（2）可控性強(qiáng)：真空加注法的加注過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)：a.自動(dòng)計(jì)量加注燃料的重量；b.當(dāng)加注燃料重量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)停止燃料加注；c.在加注過(guò)程中,可以控制燃料的加注速率；d.在加注過(guò)程中，可以將艙段內(nèi)的加注壓力（負(fù)壓）控制在合理的范圍內(nèi)。

（3）可拆卸易維護(hù)保養(yǎng)：若燃料加注裝置長(zhǎng)期不使用或是需要清洗管路中殘余的燃料，可以直接使用汽油或清洗劑對(duì)燃料管路進(jìn)行清洗，清洗過(guò)程方便安全。

[1]劉才.超高速卷煙機(jī)PROTOS-M8新型油墨加注裝置的研制[A].中國(guó)煙草學(xué)會(huì)2015年度優(yōu)秀論文匯編[C].2015:8.

[2]張軍,楊愛(ài)秋.簡(jiǎn)易氣控燃油定量加注裝置[J].機(jī)械工程師,2005,(09):51.

[3]葉彥斐,張勇氣.多路藥劑高精度加注裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué),2015,35(01):42-48.

[4]高福志.自動(dòng)加注裝置應(yīng)用效果評(píng)價(jià)[A].青年人才與石化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展—第七屆寧夏青年科學(xué)家論壇論文集[C].寧夏回族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì).2011:6.

Design of fuel filling device for product

Li Songhao，Yang Chong
（Kunming ship equipment research and test center，Kunming Yunnan，650051）

Aiming at the precise fuel needs a power demand, the principle of vacuum filling method based on a fuel filling device design, the fuel filling device key components design ideas, and expounds the principle of filling and recovery principle of filling device. The fuel filling device has obvious effect,safe and reliable filling, accuracy and automation degree has been greatly improved, and it can be widely applied in filling various liquid fuels.

vacuum filling method; filling device; filling principle; recycling principle; application