一種產品燃料加注裝置設計

李松昊，楊 沖

（昆明船舶設備研究試驗中心，云南昆明，650051）

一種產品燃料加注裝置設計

李松昊，楊 沖

（昆明船舶設備研究試驗中心，云南昆明，650051）

針對某動力產品需要精確加注燃料的需求，本文基于真空加注法原理，設計了一種燃料加注裝置，簡述了燃料加注裝置關鍵組成單元設計思路，并闡述了加注裝置的加注原理和回收原理。燃料加注裝置實際應用中效果明顯、加注安全可靠，精度和自動化程度得到了極大的提升，可推廣應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；應用

0 引言

某動力產品需要使用加注裝置進行燃料精確加注，原始的加注方式采用人工加注方法，自動化程度低，計量采用磅秤，操作較為繁瑣。針對目前試驗對燃料加注精度進一步要求，本文基于實際中的運用，設計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計，利用真空泵將產品的燃料艙段先抽至負壓，再利用產品燃料艙的負壓把燃料從燃料罐中吸入到產品燃料艙段中，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 加注裝置設計

根據設計要求，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）自動計量加注燃料的重量，計量精度0.1kg。

（3）當加注燃料重量達到設定值時，自動停止燃料加注。

（4）加注壓力（負壓）控制在合理的范圍內，安全可靠，具備可維修性。

2.1 加注裝置結構設計

加注裝置的結構示意圖如圖2所示，主要由電子秤（包括電子秤臺和電子秤顯示器）、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、手動開關、快速接頭、管接頭等組成。關鍵組成單元的設計考慮如下。

圖2 加注裝置結構示意圖

（1）放氣閥：放氣閥用于釋放真空管路中的負壓，同時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，結構類似二片式球閥，使用時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，方便維護保養(yǎng)燃料加注裝置。

（3）真空表：采用帶電觸點的真空表，用于顯示燃料艙內的負壓值和實現在加注過程中對壓力的控制。

（4）電子秤：電子秤可計量燃料加注重量并實時顯示，具有重量信號反饋功能,是燃料加注裝置實現自動關斷的重要組件。

（5）電磁閥：為了滿足這在加注過程中，加注燃料的重量達到加注要求時，燃料加注裝置需要有自動關斷燃料管路的功能，設計中采用電磁閥來實現。電磁閥安裝在燃料管路上，在加注過程中，當加注燃料的重量達到加注要求時，電磁閥可以自動關斷燃料管路，結束加注過程[2]。

（6）溢流罐：為避免在抽真空時由于控制系統(tǒng)失控等非正常因素導致燃料被抽入真空管，而直接進入真空泵中，設計中在真空泵管路前端安裝一溢流罐用于暫存燃料，有效的保護了真空泵，并通過溢流罐透明窺視孔檢測燃料液位，使用手動開關控制排放溢流罐內燃料。

（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，同時還起到保護總電路的作用，是燃料加注裝置實現自動化的核心部分，結合軟件設計可以實現如下功能：a燃料加注過程的自動關斷和加注量設定功能；b燃料加注過程中可以將燃料的加注速率控制在一定范圍內；c將加注壓力控制在規(guī)定范圍內，即負壓力在-0.02MPa～0.04MPa。

2.2 加注工作原理

燃料加注時，加注裝置各部件的連接方式如圖3所示。真空泵接口通過管路與產品燃料艙的抽真空口相連接，在管路上安裝一個放氣閥和真空表。燃料罐出口通過管路與產品燃料艙的燃料進口相連接，在管路上安裝電磁閥和手動開關。在加注燃料時，產品放置在電子秤架上，可實時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：利用真空泵將產品燃料艙中的空氣抽出，形成負壓力，燃料罐中的燃料在負壓力的作用下被吸入產品燃料艙中。抽真空時，真空度為-0.02MPa~-0.04MPa。利用電子秤實時測量加注燃料的重量，當加注燃料的重量即將達到加注要求時，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，再控制電磁閥關閉。燃料加注完畢后，關閉加注開關，打開放氣閥，釋放負壓，結束燃料加注工作。如出現緊急情況，可用手動開關直接關斷燃料加注[3]。

2.3 回收工作原理

產品試驗結束后，由于產品燃料艙中的剩余燃料需要進行回收，所以新的燃料加注裝置還需要進行燃料回收作業(yè)。燃料回收時，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：利用真空泵將產品的燃料罐中的空氣抽出，形成負壓力，燃料艙中的燃料在負壓力的作用下被吸入燃料罐中。抽真空時，真空度為-0.02MPa~-0.05MPa。燃料回收完畢后，關閉加注開關，打開放氣閥，釋放負壓，結束燃料回收工作。

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

所設計的燃料加注裝置在實際應用中效果明顯、加注安全可靠，精度和自動化程度得到了極大的提升，可推廣應用于各種液體燃料的加注，主要特點如下[4]。

（1）安全可靠：真空加注方在加注過程中燃料可直接通過燃料管路到達產品中，中間無需經過復雜的電氣設備，所以加注過程安全可靠。

（2）可控性強：真空加注法的加注過程中可以實現：a.自動計量加注燃料的重量；b.當加注燃料重量達到設定值時，自動停止燃料加注；c.在加注過程中,可以控制燃料的加注速率；d.在加注過程中，可以將艙段內的加注壓力（負壓）控制在合理的范圍內。

（3）可拆卸易維護保養(yǎng)：若燃料加注裝置長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燃料管路進行清洗，清洗過程方便安全。

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

[2]張軍,楊愛秋.簡易氣控燃油定量加注裝置[J].機械工程師,2005,(09):51.

[3]葉彥斐,張勇氣.多路藥劑高精度加注裝置設計與實現[J].系統(tǒng)科學與數學,2015,35(01):42-48.

[4]高福志.自動加注裝置應用效果評價[A].青年人才與石化產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展—第七屆寧夏青年科學家論壇論文集[C].寧夏回族自治區(qū)科學技術協會.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