一种产品燃料加注装置设计

李松昊，杨 冲

（昆明船舶设备研究试验中心，云南昆明，650051）

一种产品燃料加注装置设计

李松昊，杨 冲

（昆明船舶设备研究试验中心，云南昆明，650051）

针对某动力产品需要精确加注燃料的需求，本文基于真空加注法原理，设计了一种燃料加注装置，简述了燃料加注装置关键组成单元设计思路，并阐述了加注装置的加注原理和回收原理。燃料加注装置实际应用中效果明显、加注安全可靠，精度和自动化程度得到了极大的提升，可推广应用于各种液体燃料的加注。

真空加注法；加注装置；加注原理；回收原理；应用

0 引言

某动力产品需要使用加注装置进行燃料精确加注，原始的加注方式采用人工加注方法，自动化程度低，计量采用磅秤，操作较为繁琐。针对目前试验对燃料加注精度进一步要求，本文基于实际中的运用，设计了一种安全且容易控制的燃料加注装置。

1 真空加注法原理

本装置基于真空加注原理设计，利用真空泵将产品的燃料舱段先抽至负压，再利用产品燃料舱的负压把燃料从燃料罐中吸入到产品燃料舱段中，真空加注法的基本原理图如图1所示[1]。

图1 真空加注法基本原理图

2 加注装置设计

根据设计要求，加注装置需具备以下功能。

（1）燃料加注和回收剩余燃料的功能。

（2）自动计量加注燃料的重量，计量精度0.1kg。

（3）当加注燃料重量达到设定值时，自动停止燃料加注。

（4）加注压力（负压）控制在合理的范围内，安全可靠，具备可维修性。

2.1 加注装置结构设计

加注装置的结构示意图如图2所示，主要由电子秤（包括电子秤台和电子秤显示器）、电气控制装置、真空表、加注装置壳体、放气阀、溢流罐、旋片式真空泵、电磁阀、手动开关、快速接头、管接头等组成。关键组成单元的设计考虑如下。

图2 加注装置结构示意图

（1）放气阀：放气阀用于释放真空管路中的负压，同时也可以控制真空管路中真空度。放气阀是采用304不锈钢加工而成，结构类似二片式球阀，使用时可靠却具有较好的气密性。

（2）管接头：采用易拆卸的端面密封管接头，方便维护保养燃料加注装置。

（3）真空表：采用带电触点的真空表，用于显示燃料舱内的负压值和实现在加注过程中对压力的控制。

（4）电子秤：电子秤可计量燃料加注重量并实时显示，具有重量信号反馈功能,是燃料加注装置实现自动关断的重要组件。

（5）电磁阀：为了满足这在加注过程中，加注燃料的重量达到加注要求时，燃料加注装置需要有自动关断燃料管路的功能，设计中采用电磁阀来实现。电磁阀安装在燃料管路上，在加注过程中，当加注燃料的重量达到加注要求时，电磁阀可以自动关断燃料管路，结束加注过程[2]。

（6）溢流罐：为避免在抽真空时由于控制系统失控等非正常因素导致燃料被抽入真空管，而直接进入真空泵中，设计中在真空泵管路前端安装一溢流罐用于暂存燃料，有效的保护了真空泵，并通过溢流罐透明窥视孔检测燃料液位，使用手动开关控制排放溢流罐内燃料。

（7）电气控制装置：用于控制燃料加注装置总电路和其它电气部件，同时还起到保护总电路的作用，是燃料加注装置实现自动化的核心部分，结合软件设计可以实现如下功能：a燃料加注过程的自动关断和加注量设定功能；b燃料加注过程中可以将燃料的加注速率控制在一定范围内；c将加注压力控制在规定范围内，即负压力在-0.02MPa～0.04MPa。

2.2 加注工作原理

燃料加注时，加注装置各部件的连接方式如图3所示。真空泵接口通过管路与产品燃料舱的抽真空口相连接，在管路上安装一个放气阀和真空表。燃料罐出口通过管路与产品燃料舱的燃料进口相连接，在管路上安装电磁阀和手动开关。在加注燃料时，产品放置在电子秤架上，可实时在柜体的电子秤显示器上观察燃料的加注量。

燃料加注装置的工作原理是：利用真空泵将产品燃料舱中的空气抽出，形成负压力，燃料罐中的燃料在负压力的作用下被吸入产品燃料舱中。抽真空时，真空度为-0.02MPa~-0.04MPa。利用电子秤实时测量加注燃料的重量，当加注燃料的重量即将达到加注要求时，电子秤将信息反馈给电气控制装置，由电气控制装置先控制真空泵停止工作，再控制电磁阀关闭。燃料加注完毕后，关闭加注开关，打开放气阀，释放负压，结束燃料加注工作。如出现紧急情况，可用手动开关直接关断燃料加注[3]。

2.3 回收工作原理

产品试验结束后，由于产品燃料舱中的剩余燃料需要进行回收，所以新的燃料加注装置还需要进行燃料回收作业。燃料回收时，加注装置各部件的连接方式如图4所示。

燃料回收工作原理是：利用真空泵将产品的燃料罐中的空气抽出，形成负压力，燃料舱中的燃料在负压力的作用下被吸入燃料罐中。抽真空时，真空度为-0.02MPa~-0.05MPa。燃料回收完毕后，关闭加注开关，打开放气阀，释放负压，结束燃料回收工作。

图3 燃料加注工作原理图

图4 燃料回收工作原理图

3 总结

所设计的燃料加注装置在实际应用中效果明显、加注安全可靠，精度和自动化程度得到了极大的提升，可推广应用于各种液体燃料的加注，主要特点如下[4]。

（1）安全可靠：真空加注方在加注过程中燃料可直接通过燃料管路到达产品中，中间无需经过复杂的电气设备，所以加注过程安全可靠。

（2）可控性强：真空加注法的加注过程中可以实现：a.自动计量加注燃料的重量；b.当加注燃料重量达到设定值时，自动停止燃料加注；c.在加注过程中,可以控制燃料的加注速率；d.在加注过程中，可以将舱段内的加注压力（负压）控制在合理的范围内。

（3）可拆卸易维护保养：若燃料加注装置长期不使用或是需要清洗管路中残余的燃料，可以直接使用汽油或清洗剂对燃料管路进行清洗，清洗过程方便安全。

[1]刘才.超高速卷烟机PROTOS-M8新型油墨加注装置的研制[A].中国烟草学会2015年度优秀论文汇编[C].2015:8.

[2]张军,杨爱秋.简易气控燃油定量加注装置[J].机械工程师,2005,(09):51.

[3]叶彦斐,张勇气.多路药剂高精度加注装置设计与实现[J].系统科学与数学,2015,35(01):42-48.

[4]高福志.自动加注装置应用效果评价[A].青年人才与石化产业创新发展—第七届宁夏青年科学家论坛论文集[C].宁夏回族自治区科学技术协会.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