軟體油罐余油排空裝置的設計分析

劉軍 戚中勇 李存靖 李鳳斌

摘 要：介紹了一種軟體油罐余油排空裝置的研究背景、結構特點，說明通過此裝置的應用，可以實現軟體油罐的快速排空，減少了油料的浪費和對環境的污染。

關鍵詞：軟體油罐；快速排空；花欄；排空率

1 概述

目前國內的軟體油罐具有折疊后體積小，便于儲存和運輸，展開方便，儲油量大的特點，到現在已使用了近二十年。但是在使用中發現有一定的缺點，突出表現在以下三個方面：一是在臨時儲存完燃油后，軟體油罐中余油難以抽吸干凈，導致其不能折疊成原有現狀，難以再次裝入車上原有的存儲空間內。二是空罐展開后，容易從進出油口進入空氣，也導致不能折疊成原有現狀，難以再次裝入車上原有的存儲空間內，失去其體積小，便于儲存和運輸的特點。三是軟體油罐用于臨時儲水后，難以及時徹底的排盡，易造成軟體油罐快速老化損壞。據查新報告顯示，目前國外也還沒有較好的解決方法。因此，研制一種能徹底、快速的將軟體油罐中余油或氣體排盡地裝置十分必要，本裝置的研制成功將實現油罐余油快速、徹底的排盡，提高了工作效率，減少了油料損耗，同時大大降低人員勞動強度。

2 設計分析

2.1 當車載油泵無法抽出油料時，單只軟體油罐剩余油料約0.2m3（200L），此時需8-10人將油趕至進油口處，并通過手搖泵排油，時間約30分鐘，同時難以徹底排空。為實現油罐快速排盡余油，提高工作效率，同時降低人員勞動強度及人數，特提出以下性能參數：

公稱通徑：25mm 額定流量：40 L/min

裝置展開時間：≤3min 排空余油時間：≤6 min

裝置撤收時間：≤3min 排空率：≥95%

額定電壓：DC 12V 操作人員：≤2名

工作溫度：-41℃～46℃

2.2 設計三通連接管件，材質為鑄造鋁合金，重量輕，同時不影響原管路。采用快速接頭，一端連接彎頭閥，一端連接軟體油罐進出口，中間部位設計一個快速接頭分發管，能與電動泵快速連接。

2.3 要做到排空余油，需在三通連接管內設置分花欄，分花欄底部可安裝四根輸油膠管，其中一根為垂直接口用來抽吸油罐內油料，另三根伸到油罐內部三個方向，保證內部低點位置余油都能抽到。花欄在過渡接頭內腔中可在一定范圍（至少20mm）上下滑動，通過旋轉彎頭閥手輪，手輪絲桿帶動閥座頂緊花欄上部滑動。花欄式裝置的設計能夠保證油泵的抽油速度并對油罐損傷盡可能降到最小，同時達到快速排盡余油的目的。

2.4 輸油膠管規格為DN25，長度1米，工作壓力不小于1MPa，溫度介于-40～90℃，要求耐油、耐磨、耐腐蝕、導靜電、抗老化、柔韌性好，適用于汽油、煤油、柴油等輕質油料。在進行排油時膠管能夠在軟體油罐內自由伸縮，以避免金屬材質的花欄對軟體油罐底面造成擠壓而損壞，有效保護油罐底面膠布。

3 結構特點

該裝置主要由三通連接管件、上花欄、下花欄、管接頭、輸油膠管、電動泵等組成。使用時，先將油罐的彎頭閥卸下，將此裝置通過快速接頭與彎頭閥和油罐上的法蘭連接，再將電動泵的吸油口與三通連接管件的三通口接通，即可完成整個安裝。

4 結構設計

4.1 三通連接管件

三通連接管件材質為鑄造鋁合金，兩端采用快速接頭，一端連接彎頭閥，一端連接軟體油罐進出口，需要排空時，將油罐上的彎頭閥拆下，能快速的將該三通連接管件連上。中間部位設計一個快速接頭分發管，能與電動泵快速連接。

4.2 花欄設計

花欄主要由花欄本體、耐油膠管、卡箍等組成。花欄中間為空心結構，作為抽排油通道。花欄底部設計有三個連接口，分別安裝三根輸油膠管、每根膠管長1米，膠管內徑25mm，膠管一端為平端，另一端為帶有適當斜度。將其置入軟體油罐進出油口內，以克服軟體油罐上、下壁相互吸附的現象，便于軟體油罐中余油能夠順利地匯集至排油口。膠管一端帶有適當斜度，主要考慮在膠管進行排油時能夠在軟體油罐內自由伸縮并有效的保護油罐膠布。當油料約余0.2m3（200L）時，開始用電動泵抽油以排盡余油。工作時，將其從軟體油罐進出油口放入，放入后松開，耐油膠管即向四周展開成平整扇形，膠管采用硬質耐油材料，由耐油內膠層，高強力纖維增強，螺旋鋼絲骨架，耐磨、導靜電外膠構成。花欄在過渡接頭內腔中可以在一定范圍（約20mm）上下滑動，滑動靠旋轉彎頭閥手輪，手輪絲桿帶動閥座頂緊花欄上部，此時花欄底部三根膠管逐漸將軟體油罐支撐起來，從而加快油料在軟體油罐內的流動性，避免了人工趕油，大大提高了收油速度，提高了撤收效率，減少了人員勞動強度。

4.3 電動泵

為達到快速排油的目的，該裝置選用電動泵具有體積小、重量輕、攜行方便、機動、靈活的特點，利用自帶的電瓶或車上電瓶工作，其主要參數如下：

公稱通徑：25mm 額定流量：45～55 L/min

額定電壓：DC 12V 額定功率：300 W

額定轉速：1200 r/min 防爆等級：ExdllBT4

防護等級：IP55 工作溫度：-41℃～46℃

5 性能測試

將該裝置與軟體油罐連接好后，接通電動泵電源，開啟電動泵，測量余油排空時間和排空率，測量結果見表1。通過數據顯示，該裝置各項性能指標能達到設計要求。

表1 軟體油罐余油排空裝置性能測試

6 結束語

本裝置能夠使軟體油罐實現快速、徹底的排盡余油，提高了工作效率，減少了油料損耗，同時大大降低人員勞動強度，該裝置性能可靠、輕便、適應性強，便于伴隨攜帶，操作維護簡便易行。因此，本裝置成功應用，能充分發揮軟體油罐疊后體積小，便于儲存和運輸的特點，能增加其使用壽命，減少油料的浪費，目前，該裝置已獲得了實用新型專利，專利號為ZL201220045367.1。

參考文獻

[1]機械設計手冊編委會.機械設計手冊（第三版） [M].北京：機械工業出版社，2004.