[发明专利]限量充装装置以及具有其的低温容器

说明书

技术领域

本发明涉及低温容器，特别是涉及一种用于低温容器的限量充装装置和具有其的低温容器。

背景技术

如液氧、液氮、液氩、液化天然气(LNG)等的低温介质是工业上常用的原料。它们的工作温度较低，并通常以液态形式存储在低温容器内。例如，液氮的工作温度通常在-196℃左右。在将液化了的低温介质从充装源充入容器的过程中，介质会不断汽化，导致容器内压力升高。这会使得容器内与充装源之间的压差减小甚至消失，导致充装不能继续进行。另外，容器内压力过高还会形成安全隐患。

因此，现在一般采用排放式充装。如图1所示，现有的低温容器1上通常设有进液管2、排气管3。在充装过程中，一面利用进液管2进行充装、一面利用排气管3排掉蒸汽以降低容器内压力，从而保持容器内与充装源之间的稳定的压差。然而，利用这种方法，一部分介质会以蒸汽的形式排放掉。

实际上，存储在低温容器内的低温介质通常是气液平衡状态。因此，在充装时需要控制容器内液体的充满率。在现有技术中，通常在容器1上设置一测满管4。在充装过程中测满管4打开，当其中有液体流出时即表明容器已经达到设计的充满率。这时，需要人工关闭充装源的阀门以及容器上各管的阀门，以停止充装。然而，利用这种方法，一部分介质会以液体的形式被排放掉。

低温介质是经过复杂的工艺过程并花费大量的附加能源和费用而获得的。在现有的容器充液方式中，从排气管3和测满管4排出的介质会不可避免地被浪费掉，这不仅容易污染环境还会造成资源浪费，另外如果处理不当还会形成安全隐患。如何避免充装过程中介质的浪费是一个急待解决的问题。

另外，现有充液方式需要工作人员集中注意力，及时打开和关闭相应管路的阀门。例如，如果在充装时忘记打开测满阀4，可能造成容器内的液体超过安全液位，从而引起憋压、炸罐等危险。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于低温容器的限量充装装置，以在低温介质充装到指定容积后自动停止向低温容器内的充装工作。

本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种低温容器，以避免充装过程中的介质浪费。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于低温容器的限量充装装置，所述限量充装装置设置在低温容器内，并与低温容器上设置的用于充装低温介质的进液管相连接。该限量充装装置包括：阀体，具有一封闭的内腔以及设置在阀体上的进液口和设置在阀体顶壁上的出液口，其中该进液口与该进液管相连通，该出液口与该低温容器的内部相连通；止流件，位于该阀体内腔中并具有预定重量，用于封闭该阀体的出液口；浮子，位于该阀体外、并能随该低温容器内低温介质液位的高低而上下移动；以及连接件，穿过该阀体的出液口并固定连接该止流件与该浮子，其中，该出液口的内径大于该连接件的直径一预定尺寸。

优选地，所述限量充装装置还包括设置在该阀体的出液口与该浮子之间的扰流板，其中该扰流板上设有供该连接件穿过的通孔，该通孔的内径与该连接件的直径相当。

优选地，该扰流板为朝向浮子方向凸出的曲面形状。

优选地，该扰流板为球冠形状。

优选地，该扰流板相对于该阀体出液口的位置固定。

优选地，该扰流板被固定到该进液管。

优选地，还包括固定连接在该阀体与该低温容器内壁之间的一个或多个固定连接件。

优选地，该扰流板被固定到该固定连接件上。

优选地，该阀体顶壁的内表面被设置成与该止流件的外形轮廓相匹配的凹面。

优选地，该止流件为球体形状。

优选地，该进液口设置在该阀体的侧壁上。

为实现上述目的，本发明还提供了一种存储低温介质的低温容器，其上设有用于充装该低温介质的进液管。在该低温容器内还设有如上所述的限量充装装置。其中，当该低温容器内的低温介质到达指定液位时，该浮子上浮并使得该止流件封闭该阀体的出液口。

优选地，所述限量充装装置位于靠近该低温容器上部的位置。

利用本发明，可以在无需排放容器内介质的情况下对容器进行充装，从而实现了无损充装，避免了资源浪费，降低了成本，同时有利于环境保护。通过计算确定限量充装装置的安装位置，可以准确地控制充入低温容器的液体量，从而杜绝了现有技术中可能存在的过充现象和过压危险(如炸罐)。在对本发明的低温容器充装介质时，可以无需开启排放管和测满管的阀门；甚至可以无需在容器上设置现有技术中的排放管和/或测满管。本发明的限位充装装置可以实际需要具体设计，从而能够满足客户不同的充装率要求。另外，本发明的限位充装装置结构小巧，因而基本上不会对容器的承载容积造成影响。