一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐的制作方法

1.本发明涉及一种储罐。特别是涉及一种用于装载挥发液体物料的内置风琴式伸缩隔膜的储罐。


背景技术：

2.现有技术的加油站、油轮以及液体物料储罐的浮盘上下运动时就会有液体物料在储罐内壁产生“挂壁”现象，挂在储罐内壁上的液态物料挥发成油气与空气混合，持续向大气排放，对空气产生污染。为了解决油气“挂壁”问题，专利号为2019224866108、名称为挥发性有机液和加油站的零泄漏储罐的专利，如图1所示，在罐壁内设置有用于覆盖在含有挥发性有机物气体的液体物料的液面上的袋式隔膜，所述袋式隔膜随液面一起上升和下降，所述袋式隔膜的四周通过罐壁密封固定件固定在罐壁与罐顶的相连接点处，或所述袋式隔膜的四周通过人孔密封固定件固定在人孔的上端口处。但袋式隔膜很容易折叠成永久性褶皱，紧贴储罐内壁产生摩擦影响使用寿命，而且其虽然能够做到100％收集气态物料，还做不到100％回收物料，由于物料是可燃物质，氧气是助燃物质，极其容易发生爆炸和火灾，给安全生产带来巨大隐患。另一方面，现有袋式隔膜底面和侧面是一体的，动作的时候同时参与伸缩，伸缩不是沿着唯一的轴线进行位移来实现，也就是说液体物料容积的变化量与袋式隔膜底面的轴向位移的变化量没有规律可循，甚至于轴向处于静止，但液体物料的容积却在大小变化着，液体物料的容积变化与袋式隔膜的动作之间没有规律，所以不但无法用视窗来直接观察动作的位置，而且无法布置位移传感器进行精确控制，灵敏度差。
3.所述的现有加油站、轮船、储罐的物料收集、治理技术有很多缺点难以克服：
4.1、隔膜的伸缩没有，甚至于个别的部位处于静止，隔膜的动作没有规律，无法直接观察其动作规律，无法布置位移传感器进行精确控制。
5.2、现有隔膜与储罐内壁贴合造成粘连，影响动作灵活性。
6.3、隔膜与储罐内壁贴合，隔膜运动时产生摩擦造成磨损。
7.4、隔膜极其容易叠成永久性的褶皱，影响其寿命。
8.5、气态物料与液体物料在同一个柔性空间内，无法建立固定的数学函数模型。
9.6、依靠操作人的经验收集气态物料，不但影响产品质量和工作效率，影响质量与效果。
10.7、隔膜大面积交替接触液态或气态物料，造成腐蚀。
11.8、隔膜变形范围大，每一进料出料周期隔膜都会发生很大的变化量。
12.9、收集到的气体物料仍然依靠现有技术进行回收，现有技术有：吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法、燃烧法等，不但收集不彻底而且还造成碳排放。


技术实现要素：

13.本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够将气体物料用伸缩隔膜沿着唯一的轴线进行位移来实现，始终不接触液态物料的内置风琴式伸缩隔膜的储罐。
14.本发明所采用的技术方案是：一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，包括有基础储罐底，一体形成在所述基础储罐底上的内部装载液体物料的储罐壁，所述储罐壁在靠近底端处开有进出料口，其特征在于，所述的储罐壁内设置有位于液体物料上面并能够随液体物料上下浮动的气体调节浮顶机构，所述的气体调节浮顶机构上端面的一圈与筒状的风琴式罐体隔膜的底端固定且密封地相连，所述风琴式罐体隔膜的顶端固定连接在储罐壁的上端，并通过密封环进行密封，所述风琴式罐体隔膜与所述储罐壁的内壁之间形成有容纳气体的气体间隙，所述气体调节浮顶机构的内部与所述气体间隙相连通，用于容纳在液体物料上升或下降时吸入或排出气体间隙内的气相气体，从而在气相气体不外漏的状态下对气体间隙内的气相气体的压力进行调节。
15.本发明的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，可以做到将气体物料用风琴式伸缩隔膜沿着唯一的轴线进行位移来实现，始终不接触液态物料，用两个空间彻底将气态物料与液态物料分开，就能够用密闭收集系统把气态物料用自动化模式全部收集起来，就能用既简单又节能的技术和方法全部收集，还能用最简单的物理压缩法将气态物料转化成液态物料进行全部回收，减排、节能、有效防止爆炸与火灾、杜绝呼吸道疾病。
16.具体具有如下优点：
17.1、伸缩动作的时候只有侧面的风琴式伸缩隔膜参与轴向伸缩，它始终既不接触液态物料，也不接触储罐内壁，观察其波纹管隔膜的动作规律，就能用位移传感器进行精确控制。
18.2、风琴式伸缩隔膜与储罐内壁之间存在间隙，动作灵活性。
19.3、风琴式伸缩隔膜与储罐内壁之间没有接触就不产生摩擦，就不会发生磨损。
20.4、风琴式伸缩隔膜折叠规律，使用寿命长。
21.5、风琴式伸缩隔膜折叠规律，，能够建立固定的数学函数模型。
22.6、风琴式伸缩隔膜的储罐气相空间与液相空间是分别各自的空间，呼吸腔内物料始终处于气相状态，方便收集气相物料，提高了质量和工作效率，消除了人为因素。
23.7、伸缩自如的风琴式伸缩隔膜不接触液体物料而始终只接触气态物料，大幅度减少了腐蚀和溶胀。
24.8、风琴式伸缩隔膜仅仅参与轴向形状的变化，不参与其他方向的形状变化，便于不断提高其性能。
25.9、收集到的是纯的极高不含空气的气体饱和蒸汽物料，故将其输入密封容器内稍微加压就可以将收集到的气体饱和蒸汽物料，轻而易举地形成过饱和立刻变成液态得到收集，因为所收集到的气态物料中不含氧气，所以加压产生的热量不会造成爆炸与火灾、安全可靠。
26.10、取缔现有的复杂技术：吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法、燃烧法等，收集彻底，杜绝碳排放。
27.11、从气态物料变成液态物料可以直接注回到原储罐，无需耗材。
28.12、物料本身就是资源，既节能又减排。
29.13、结构简单，安装成本低。
30.14、由于气相空间内不存在液态物料，容易实现自动模式、智能模式。
31.15、一旦隔膜系统的某一部位突然破损，气相物料浓度检测器就会及时报警，得到
及时修复。
附图说明
32.图1是现有技术的结构示意图；
33.图2是本发明第一实施例的结构示意图；
34.图3是本发明第二实施例的结构示意图；
35.图4是图2中气体调节浮顶机构的结构示意图；
36.图5是图3中气体调节浮顶机构的结构示意图；
37.图6是本发明第一实施例连接外部第一气态物料收集器的结构示意图；
38.图7是本发明第二实施例连接外部第二气态物料收集器的结构示意图；
39.图8是本发明第三实施例的结构示意图。
40.图中
41.1：储罐的基础地基 2：出料和进料口
42.3：储罐壳体 4：隔膜的浮板
43.5：物料液面 6：通气管的出气口
44.7：罐体隔膜 8：气相空间
45.9：密封 10：通气管的排气口
46.11：基础储罐底 12：进出料口
47.13：储罐壁 14：气体调节浮顶机构
48.14.1a：第一浮顶 14.2a：第一气体呼吸腔
49.14.3a：第一呼吸腔壁 14.4a：第一气相连通口
50.14.5a：第一气体呼吸腔隔板 14.6a：风琴式气相呼吸腔隔膜
51.14.7a：密封件 14.1b：第二浮顶
52.14.2b：第二气体呼吸腔 14.3b：第二呼吸腔壁
53.14.4b：第二气相连通口 14.5b：第二气体呼吸腔隔板
54.14.6b：袋式隔膜 14.7b：上端边
55.14.8：第三浮顶 14.9：第三气体呼吸腔
56.14.10：第三呼吸腔壁 14.11：连通管
57.14.12：第三气相连通口 14.13：第三气体呼吸腔隔板
58.14.14：第二风琴式气相呼吸腔隔膜 15：液体物料
59.16：液体物料液面 17：风琴式罐体隔膜
60.18：气体间隙 19：密封环
61.20：压力表或压力变送器 21：气态物料收集管
62.22：气态物料收集器 23：气体压缩机
具体实施方式
63.下面结合实施例和附图对本发明的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐做出详细说明。
64.如图2、图3所示，本发明的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，包括有基础储罐底
11，固定在所述基础储罐底11上的用于装载液体物料15的储罐壁13，所述储罐壁13在靠近底端处开有进出料口12，所述的储罐壁13内设置有位于液体物料15上面并能够随液体物料15上下浮动的气体调节浮顶机构14，所述的气体调节浮顶机构14上端面的一圈与筒状的风琴式罐体隔膜17的底端固定且密封地相连，所述风琴式罐体隔膜17的顶端固定连接储罐壁13的上端，并通过密封环19进行密封，所述风琴式罐体隔膜17与所述储罐壁13的内壁之间形成有容纳气体的气体间隙18，所述气体调节浮顶机构14的内部与所述气体间隙18相连通，用于在液体物料15上升或下降时吸入或排出气体间隙18内的气相气体，从而在气相气体不外漏的状态下对气体间隙18内的气相气体的压力进行调节。即，当液体物料15液面上升时，使风琴式罐体隔膜17收缩，气体间隙18内的气相气体进入气体调节浮顶机构14内，当液体物料15下降时，使风琴式罐体隔膜17伸张，气体调节浮顶机构14内的气相气体又返回到气体间隙18内。
65.所述气体间隙18内设置有用于采集内部气体压力的压力表或压力变送器20，所述压力表或压力变送器20的信号输出端连接外部的压力信号采集装置。
66.如图2、图4所示，所述的气体调节浮顶机构14包括有：压在液体物料15上面的第一浮顶14.1a，一体形成在所述第一浮顶14.1a上面的构成第一气体呼吸腔14.2a的第一呼吸腔壁14.3a，所述第一呼吸腔壁14.3a与所述的第一浮顶14.1a之间形成有使第一气体呼吸腔14.2a与所述气体间隙18相连通的第一气相连通口14.4a，所述第一气体呼吸腔14.2a内设置有第一气体呼吸腔隔板14.5a，所述第一气体呼吸腔隔板14.5a上端面的一圈与筒状的风琴式气相呼吸腔隔膜14.6a的底端固定且密封地相连，所述风琴式气相呼吸腔隔膜14.6a的上端固定连接所述第一呼吸腔壁14.3a的上端，并通过密封件14.7a进行密封，所述风琴式气相呼吸腔隔膜14.6a与所述第一呼吸腔壁14.3a的内壁之间以及与所述的第一气体呼吸腔14.2a共同形成了只与所述气体间隙18相连通的封闭空间，从而能够在气相气体不外漏的状态下对气体间隙18内的气相气体进行调节。
67.如图6所示，所述第一气体呼吸腔14.2a通过贯穿所述第一气体呼吸腔隔板14.5a的气态物料收集管21连接设置在外部的用于收集液体物料15所产生的气态物料的气态物料收集器22，所述气态物料收集管21上设置有气体压缩机23。
68.如图3、图5所示，所述的气体调节浮顶机构14包括有：压在液体物料15上面的第二浮顶14.1b，一体形成在所述第二浮顶14.1b上面的第二呼吸腔壁14.3b，所述第二呼吸腔壁14.3b与所述的第二浮顶14.1b之间形成有使第二呼吸腔壁14.3b内部与所述气体间隙18相连通的第二气相连通口14.4b，所述第二呼吸腔壁14.3b内设置有第二气体呼吸腔隔板14.5b，所述第二气体呼吸腔隔板14.5b下端面的一圈固定且密封地连接袋式隔膜14.6b的上端口，所述袋式隔膜14.6b的下端口固定并密封的连接在所述第二呼吸腔壁14.3b内壁位于第二气相连通口14.4b的上端边14.7b处的一圈上，所述袋式隔膜14.6b内形成与气体间隙18相连通的第二气体呼吸腔14.2b，所述第二气体呼吸腔隔板14.5b随第二气体呼吸腔14.2b内气相气体的多少而上下浮动，从而能够在气相气体不外漏的状态下对气体间隙18内的气相气体进行调节。
69.如图7所示，所述的第二气体呼吸腔14.2b通过贯穿所述第二气体呼吸腔隔板14.5b的气态物料收集管21连接设置在外部的气态物料收集器22，所述气态物料收集管21上设置有气体压缩机23，用于收集液体物料15所产生的气态物料。
70.如图6和图7所示，储罐壁13的上部设置若干用于采集气态物料浓度的检测器10，所述检测器10的信号输出端连接外部信号报警装置，以便一旦隔膜系统的某一部位突然破损，气相物料浓度检测器就会及时报警，得到及时修复。
71.如图8所示，本发明中的所述的气体调节浮顶机构14包括有：压在液体物料15上面的第三浮顶14.8，一体形成在所述第三浮顶14.8上面的构成1个以上第三气体呼吸腔14.9的1个以上的第三呼吸腔壁14.10，所述的1个以上第三气体呼吸腔14.9之间是通过连通在相邻两个第三呼吸腔壁14.10下部的连通管14.11相互连通，位于所述第三浮顶14.8周边的第三气体呼吸腔14.9与所述的第三浮顶14.8之间形成有使1个以上第三气体呼吸腔14.9与所述气体间隙18相连通的第三气相连通口14.12，每个所述的第三气体呼吸腔14.9内均设置有：第三气体呼吸腔隔板14.13，底端固定且密封地连接在所述第三气体呼吸腔隔板14.13上端面的筒状的第二风琴式气相呼吸腔隔膜14.14，所述第二风琴式气相呼吸腔隔膜14.14的上端固定且密封地连接所述第三呼吸腔壁14.10的上端，所述第二风琴式气相呼吸腔隔膜14.14与所述第三呼吸腔壁14.10的内壁之间以及与所述的第三气体呼吸腔14.9共同形成了只与所述气体间隙18相连通的封闭空间，从而能够在气相气体不外漏的状态下通过相互连通的1个以上第三气体呼吸腔14.9的收缩对气体间隙18内的气相气体进行调节。
72.经过气体压缩机23加压的气态物料所受的压力超过了饱和蒸汽压的压力，从而使气态物料变相到液态物料沉积在所述的气态物料收集器22内的底部，当气态物料收集器22里的压力降到常压时气态物料收集器22上半部分是气态物料，下半部分是液态物料，取出液态物料就实现了物料回收的目的，气体压缩机23不断地输送经过加压的气态物料，在气态物料收集器22底部就会不断地得到常压下的液态物料，实现持续回收物料的目的。

技术特征：
1.一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，包括有基础储罐底(11)，一体形成在所述基础储罐底(11)上的内部装载液体物料(15)的储罐壁(13)，所述储罐壁(13)在靠近底端处开有进出料口(12)，其特征在于，所述的储罐壁(13)内设置有位于液体物料(15)上面并能够随液体物料(15)上下浮动的气体调节浮顶机构(14)，所述的气体调节浮顶机构(14)上端面的一圈与筒状的风琴式罐体隔膜(17)的底端固定且密封地相连，所述风琴式罐体隔膜(17)的顶端固定连接在储罐壁(13)的上端，并通过密封环(19)进行密封，所述风琴式罐体隔膜(17)与所述储罐壁(13)的内壁之间形成有容纳气体的气体间隙(18)，所述气体调节浮顶机构(14)的内部与所述气体间隙(18)相连通，用于容纳在液体物料(15)上升或下降时吸入或排出气体间隙(18)内的气相气体，从而在气相气体不外漏的状态下对气体间隙(18)内的气相气体的压力进行调节。2.根据权利要求1所述的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，其特征在于，所述气体间隙(18)内设置有用于采集内部气体压力的压力表或压力变送器(20)，所述压力表或压力变送器(20)的信号输出端连接外部的压力信号采集装置。3.根据权利要求1所述的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，其特征在于，所述的气体调节浮顶机构(14)包括有：压在液体物料(15)上面的第一浮顶(14.1a)，一体形成在所述第一浮顶(14.1a)上面的构成第一气体呼吸腔(14.2a)的第一呼吸腔壁(14.3a)，所述第一呼吸腔壁(14.3a)与所述的第一浮顶(14.1a)之间形成有使第一气体呼吸腔(14.2a)与所述气体间隙(18)相连通的第一气相连通口(14.4a)，所述第一气体呼吸腔(14.2a)内设置有第一气体呼吸腔隔板(14.5a)，所述第一气体呼吸腔隔板(14.5a)上端面的一圈与筒状的风琴式气相呼吸腔隔膜(14.6a)的底端固定且密封地相连，所述风琴式气相呼吸腔隔膜(14.6a)的上端固定连接所述第一呼吸腔壁(14.3a)的上端，并通过密封件(14.7a)进行密封，所述风琴式气相呼吸腔隔膜(14.6a)与所述第一呼吸腔壁(14.3a)的内壁之间以及与所述的第一气体呼吸腔(14.2a)共同形成了只与所述气体间隙(18)相连通的封闭空间，从而能够在气相气体不外漏的状态下对气体间隙(18)内的气相气体进行调节。4.根据权利要求3所述的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，其特征在于，所述第一气体呼吸腔(14.2a)通过贯穿所述第一气体呼吸腔隔板(14.5a)的气态物料收集管(21)连接设置在外部的气态物料收集器(22)，所述态物料收集管(21)上设置有气体压缩机(23)，用于收集第一气体呼吸腔(14.2a)内的液体物料(15)挥发所产生饱和蒸汽压状态的气态物料。5.根据权利要求1所述的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，其特征在于，所述的气体调节浮顶机构(14)包括有：压在液体物料(15)上面的第二浮顶(14.1b)，一体形成在所述第二浮顶(14.1b)上面的第二呼吸腔壁(14.3b)，所述第二呼吸腔壁(14.3b)与所述的第二浮顶(14.1b)之间形成有使第二呼吸腔壁(14.3b)内部与所述气体间隙(18)相连通的第二气相连通口(14.4b)，所述第二呼吸腔壁(14.3b)内设置有第二气体呼吸腔隔板(14.5b)，所述第二气体呼吸腔隔板(14.5b)下端面的一圈固定且密封地连接袋式隔膜(14.6b)的上端口，所述袋式隔膜(14.6b)的下端口固定并密封的连接在所述第二呼吸腔壁(14.3b)位于第二气相连通口(14.4b)的上端口边(14.7b)的内壁处的一圈上，所述袋式隔膜(14.6b)内形成与气体间隙(18)相连通的第二气体呼吸腔(14.2b)，所述第二气体呼吸腔隔板(14.5b)随第二气体呼吸腔(14.2b)内气相气体的多少而上下浮动，从而能够在气相气体不外漏露的状态下对气体间隙(18)内的气相气体进行调节。
6.根据权利要求5所述的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，其特征在于，所述的第二气体呼吸腔(14.2b)通过贯穿所述第二气体呼吸腔隔板(14.5b)的气态物料收集管(21)连接设置在外部的气态物料收集器(22)，所述气态物料收集管(21)上设置有气体压缩机(23)，用于收集第二气体呼吸腔(14.2b)内的液体物料(15)挥发所产生饱和蒸汽压状态的气态物料。7.根据权利要求1所述的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，其特征在于，所述储罐壁(13)的上部设置若干用于采集气态物料浓度的检测器(16)，所述检测器(16)的信号输出端连接外部信号报警装置。8.根据权利要求1所述的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，其特征在于，所述的气体调节浮顶机构(14)包括有：压在液体物料(15)上面的第三浮顶(14.8)，一体形成在所述第三浮顶(14.8)上面的构成1个以上第三气体呼吸腔(14.9)的1个以上的第三呼吸腔壁(14.10)，所述的1个以上第三气体呼吸腔(14.9)之间是通过连通在相邻两个第三呼吸腔壁(14.10)下部的连通管(14.11)相互连通，位于所述第三浮顶(14.8)周边的第三气体呼吸腔(14.9)与所述的第三浮顶(14.8)之间形成有使1个以上第三气体呼吸腔(14.9)与所述气体间隙(18)相连通的第三气相连通口(14.12)，每个所述的第三气体呼吸腔(14.9)内均设置有：第三气体呼吸腔隔板(14.13)，底端固定且密封地连接在所述第三气体呼吸腔隔板(14.13)上端面的筒状的第二风琴式气相呼吸腔隔膜(14.14)，所述第二风琴式气相呼吸腔隔膜(14.14)的上端固定且密封地连接所述第三呼吸腔壁(14.10)的上端，所述第二风琴式气相呼吸腔隔膜(14.14)与所述第三呼吸腔壁(14.10)的内壁之间以及与所述的第三气体呼吸腔(14.9)共同形成了只与所述气体间隙(18)相连通的封闭空间，从而能够在气相气体不外漏的状态下通过相互连通的1个以上第三气体呼吸腔(14.9)的收缩对气体间隙(18)内的气相气体进行调节。9.根据权利要求4或权利要求6所述的一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，其特征在于，经过气体压缩机(23)加压的气态物料所受的压力超过了饱和蒸汽压的压力，从而使气态物料变相到液态物料沉积在所述的气态物料收集器(22)内的底部，当气态物料收集器(22)里的压力降到常压时气态物料收集器(22)上半部分是气态物料，下半部分是液态物料，取出液态物料就实现了物料回收的目的，气体压缩机(23)不断地输送经过加压的气态物料，在气态物料收集器(22)底部就会不断地得到常压下的液态物料，实现持续回收物料的目的。

技术总结
一种内置风琴式伸缩隔膜的储罐，包括有固定在基础储罐底上的用于装载液体物料的储罐壁，储罐壁在靠近底端处开有进出料口，储罐壁内设置有位于液体物料上面并能够上下浮动的气体调节浮顶机构，气体调节浮顶机构上端面的一圈固定连接筒状的风琴式罐体隔膜的底端，风琴式罐体隔膜的顶端固定连接储罐壁的上端，并通过密封环进行密封，风琴式罐体隔膜与储罐壁的内壁之间形成有容纳气体的气体间隙，气体调节浮顶机构的内部与气体间隙相连通，在液体物料上升或下降时吸入或排出气体间隙内的气相气体，从而在气相气体不外露的状态下对气体间隙内的气相气体进行调节。本发明做到将气体物料用风琴式伸缩隔膜沿着唯一的轴线进行位移来实现，始终不接触液态物料。始终不接触液态物料。始终不接触液态物料。


技术研发人员：邢天宜
受保护的技术使用者：天津长瑞大通流体控制系统有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/8/4