[发明专利]液类罐车液面高度智能计量装置及其测算方法

说明书

技术领域

 本发明主要涉及运输液类介质货物的铁路罐车领域，尤其适用于有货物运输量贸易结算的铁路罐车，是一种液类罐车液面高度智能计量装置及其测算方法。

背景技术

一．装载量的控制技术

由于铁路罐车是一种可移动的容器，它的装载程度直接影响到铁路运输安全。因此为确保铁路罐车在运输过程中的运输安全，铁路运输部门对液类罐车的装载量有明确的限定，《铁路危险货物运输管理规则》第八十四条规定：“铁路罐车充装非气体类的危险货物时，充装量不得大于罐车标记载重量；同时要留有膨胀余量，充装量上限不得大于罐体标记容积的95％，下限不得小于标记容积的80％”。

目前国内在实际装运过程中，一般都是通过控制装运液体的高度来控制装运量。罐车的设计制造是在人孔处安装有具有一个刻线的容积标尺，该标尺显示的是罐车设计时的有效容积。容积标尺实例图如附图1。

但是，采用容积标尺的这种方法有非产多的缺陷：

1.  罐车人孔内安装的这种容积标尺刻线对应的容积是一个基于某种特定装载介质设计计算的、理想制造状态下的设计有效容积。由于铁路罐车的制造工艺、尺寸误差等原因，每个不同罐车的实际容积值是不一样的，而且即使是在同一液面高度时，对应的容积值也不一样。

2.  容积标尺只能对装载量的上限进行控制，无法控制装载量的下限。

3.  由于容积标尺安装在人孔处，每次操作时须开启人孔盖进行人为监控，不但费时麻烦，而且误差大，同时装载货物的挥发性对周边环境和操作者都有不利影响。

二、装载量的计量技术

每个罐车在制造出厂时，由国家质检总局授权的国家铁路罐车容积计量站进行容积计量检定，并根据检定后的结果得出一个具体的容积表号；而实际装载量的计量则通过测量所装载介质的液面高度及容积表号，运用专用的计量换算软件计算出实际装载量。

目前采用的是人工检尺的方法进行液面高度测量，它是用量油尺伸入罐内液体中进行测量，是国内普遍采用的铁路罐车物料交接计量方法，该方法主要靠测量人员手工操作。由于该方法需开启人孔盖进行操作，因此对操作人员的安全防护有较高的要求，也对环境造成污染；同时，该方法的读数误差大，测量结果受人为因素影响较大，交接双方容易引起争议，直接影响到各单位内部的经济核算和经济效益。

发明内容

本发明目的是提供一种液类铁路罐车智能计量装载液面高度的装置及其测算方法，该装置可以实时测定液面高度，得出实际装载量，并能依照安全要求控制装载量。

本发明提供的装载液面高度智能计量装置，包括罐体，所述罐体内底部设有支撑导向座，一浮筒垂直插置于支撑导向座内，所述浮筒上方设有弹簧机构，所述弹簧机构与一刻度表传动连接。

所述弹簧机构包括弹簧座和传动杆，所述罐体内顶部垂直于支撑导向座同一平面的位置上设有弹簧座，所述浮筒内连接有传动杆，所述传动杆穿过弹簧座伸出至罐体外部，所述传动杆的上部与刻度表传动连接，所述传动杆位于弹簧座下方的杆体外围套设有弹簧。

所述传动杆上部采用齿条结构与刻度表的传动轴连接，与刻度表的传动轴啮合。

所述传动杆下端与浮筒采用螺纹连接。

所述罐体外部的连接有刻度表的传动杆外部设有上部密封法兰，对应其下部设有固定在罐体外部的下密封法兰，所述上部密封法兰与下部密封法兰直接通过螺栓固定连接。

所述弹簧座上方焊接有吊托，弹簧座通过螺栓安装固定在吊托上。

所述导向座焊接在罐体上，浮筒穿过导向座并且底部接触罐体内底面。

一种液类铁路罐车液类铁路罐车智能计量装载液面高度的装置的测算方法，步骤如下：

（1）设定浮筒的横截面积为S，弹簧刚度为K，所装液体介质的密度为ρ；

（2）当罐体内的液体装到高度为H时，此时浮筒由于受到浮力向上运动距离为X，同样弹簧也被压缩X，传动杆也向上运动X，根据受力平衡的条件，浮筒受到的浮力和弹簧压缩后的弹簧力相等。

步骤2中的传动杆向上的运动X，可通过传动轴转化成刻度表的指针转动，当浮筒的横截面积S，弹簧刚度K，所装液体介质的密度ρ为已知时，可以通过S×（H-X）×ρ＝K×X，H＝（1＋K/ Sρ）X换算直接在刻度表上显示液面的高度H。

本发明显著优点：

本发明结构简单，操作简单，读数直观，无须开启人孔盖，对密闭的罐体直接操作使用，减少对环境的污染并有效保护操作人员的安全健康，有效保证运输过程中的安全性。

附图说明

图1为本发明背景技术现有容积标尺构造示意图。