多功能流体自动输送系统.pdf

本发明公开了一种多功能流体自动输送/排放系统。该系统包括：供应流体的管子；测量流体的流速的流量计；测量流体的温度的温度计；测量流体的压力的压力计；控制正通过管子排放的流体量的排放控制阀；以及排放控制设备，预先存储根据流动速率在排放控制阀的100％关闭开始点与100％关闭完成点之间排放的流体的附加排放量信息，排放控制设备通过接收流体的流速、温度和压力信息计算排放的流体量和流动速率，并且排放控制设备利用计算出的排放量、流动速率和预存储的附加排放量，通过控制100％关闭开始点来控制总排放量。

1.  一种多功能自动流体输送系统，包括：
管子，通过所述管子供应流体；
流量计，安装于所述管子以测量通过所述管子的流体的流速；
温度计，安装于所述管子以测量通过所述管子的流体的温度；
压力计，安装于所述管子以测量通过所述管子的流体的压力；
排放控制阀，安装于所述管子以控制通过所述管子排放的流体的量；以及
排放控制设备，预先存储根据流动速率在所述排放控制阀的100％关闭开始点与100％关闭完成点之间排放的流体的附加排放量信息，所述排放控制设备通过分别从所述流量计、所述温度计和所述压力计接收通过所述管子的流体的流速、温度和压力信息计算已排放的流体量和流动速率，并且所述排放控制设备利用计算出的排放量、所述流动速率和根据所述流动速率预存储的附加排放量，通过控制所述排放控制阀的100％关闭开始点来控制总排放量，
其中，当在根据所述排放控制阀的100％关闭开始点控制所述总排放量的过程中产生排放量误差时，所述排放控制设备存储所述排放量误差的信息，并且利用所存储的排放量误差信息，根据所述排放量误差发生时刻的流动速率改变所述附加排放量。

2.  一种多功能自动流体输送系统，包括：
至少两个管子，通过所述至少两个管子供应流体；
流量计，安装于各管子以测量通过所述管子的流体的流速；
温度计，安装于各管子以测量通过所述管子的流体的温度；
压力计，安装于各管子以测量通过所述管子的流体的压力；
排放控制阀，安装于各管子以控制通过所述管子排放的流体的量；以及
排放控制设备，预先存储根据流动速率在所述排放控制阀的100％关闭开始点与100％关闭完成点之间排放的流体的附加排放量信息，所述排放控制设备通过分别从所述流量计、所述温度计和所述压力计接收通过各管子的流体的流速、温度和压力信息计算已排放的流体量和流动速率，并且所述排放控制设备利用计算出的排放量、所述流动速率和根据所述流动速率预存储的附加排放量，通过控制所述排放控制阀的100％关闭开始点来控制总排放量，
其中，当在根据所述排放控制阀的100％关闭开始点控制所述总排放量的过程中产生排放量误差时，所述排放控制设备存储所述排放量误差的信息，并且利用所存储的排放量误差信息，根据所述排放量误差发生时刻的流动速率改变所述附加排放量。

3.  根据权利要求2所述的多功能自动流体输送系统，其中，当用连接至油罐车的油罐的多个管子排放流体时，所述排放控制设备通过在操作当前排放流体的管子时，反映在完成排放的管子处产生的排放量误差来控制总的排放流体量。

4.  根据权利要求2所述的多功能自动流体输送系统，其中，将通过各管子的流体的性质预存储在所述排放控制设备中，从所述流量计、所述温度计和所述压力计接收正通过各管子排放的流体的流速、温度和压力信息的所述排放控制设备，利用预存储的性质和所传输的流速、温度和压力信息计算各流体的已排放流体量，并且所述排放控制设备根据流体的类型，控制安装于与已排放流体量的比例值相对应的各管子的所述排放控制阀。

5.  根据权利要求1所述的多功能自动流体输送系统，其中，所述排放控制阀包括两级阀，所述排放控制设备在流体排放开始时将所述排放控制阀打开25％，然后只要当计算出的已排放流体量达到预定量时，所述排放控制设备控制所述排放控制阀依次打开100％，关闭75％和关闭100％。

6.  根据权利要求1或2所述的多功能自动流体输送系统，进一步包括：
添加剂管，通过所述添加剂管供应添加剂；
测量仪，安装于所述添加剂管以将提供到流体流经的管子中的添加剂的量传输至所述排放控制设备；以及
添加剂阀，安装于所述添加剂管，并且在所述排放控制设备的控制下打开和关闭，以将添加剂提供到流体流经的管子中，
其中，通过管子排放的流体的排放量传输给所述排放控制设备，所述排放控制设备根据所传输的已排放流体量打开所述添加剂阀，并且所述排放控制设备根据由所述测量仪传输的所供给的添加剂量关闭所述添加剂阀。

7.  根据权利要求1所述的多功能自动流体输送系统，其中，已排放流体量计算如下：
利用表达式“净＝体积×Net.m_Factor”，由毛排放量计算净排放量，
利用表达式“千克＝净×特定的重力”，由净排放量计算千克排放量，并且
利用表达式“毛＝重量/密度”计算毛排放量，并且同步计算所述净排放量、所述千克排放量和所述毛排放量。

8.  根据权利要求6所述的多功能自动流体输送系统，其中，所述排放控制设备包括：
存储器，在所述存储器中预存储用于利用流体的流速、温度和压力计算已排放流体量的运算表达式，并且预存储根据所述流速的附加排放量信息，还存储已排放流体的累积量、流体的流动速率信息和所述排放量误差信息；
控制器，分别从所述流量计、所述温度计和所述压力计为所述控制器传输流速、温度和压力信息，所述控制器利用预存储在所述存储器内的运算表达式计算已排放流体量，所述控制器根据所计算的已排放流体量、预存储在所述存储器内的附加排放量信息、流动速率信息和排放量误差信息控制阀控制器来打开和关闭所述排放控制阀，并且所述控制器根据所述流量计测量的流速控制添加剂控制器；
所述添加剂控制器，根据所述流量计测量的流速，在所述控制器的控制下，打开和关闭所述添加剂阀，以将添加剂提供到流体流经的管子内；以及
所述阀控制器，在所述控制器的控制下打开和关闭所述排放控制阀。

9.  根据权利要求1所述的多功能自动流体输送系统，其中，将流速从所述流量计传输至与预先安装的添加剂供应系统的控制设备相关联的所述排放控制设备，所述排放控制设备根据所传输的流速，通过所述控制设备控制所述添加剂供应系统来供应添加剂，当通过所述控制设备将供给的添加剂量从所述添加剂供应系统传输至所述排放控制设备时，所述排放控制设备控制所述控制设备来停止添加剂供应；并且
所述添加剂供应系统包括：
添加剂管，通过所述添加剂管供应添加剂；
测量仪，安装于所述添加剂管，以将供应到流体流经的管子中的添加剂的量传输至所述排放控制设备；以及
添加剂阀，安装于所述添加剂管，所述添加剂阀在所述控制设备的控制下打开和关闭，以将添加剂供应到流体流经的管子中。

多功能流体自动输送系统
技术领域
本发明涉及多功能自动流体输送/排放系统，更具体地，涉及在排放流体时能够根据例如流速、温度、压力等变化因素计算流体的排放量的多功能自动流体输送/排放系统，该系统能够适当地控制排放流体量而不需要专用的控制系统，并且能够将添加剂供应给流体。
背景技术
通常，根据应用至将油装载至储油库中的油罐车的排油系统的排油控制方法，将排放时间点处的体积流速用作将油装载至油罐车时的控制变量。
传统地，已提出了基于流速的控制系统，该系统使用了将体积流速用作控制变量的两步或多步排放控制方法。而且，作为常规技术，存在如第10-7017494号韩国专利注册号所公开的，通过三步改变管子的打开程度来实现排油的另一排油系统。
当利用基于流速的控制系统实现排油且至多产生大约5L的误差时，消耗太多的电和压缩空气。而且，使设备的寿命变短。另一方面，根据通过将排油管的打开程度分别调整至100％、30％和5％而将排油量设置为大于70％、90％和10％的三步的管控制方法，在最终步骤中关闭操作阀时排放少量的油，从而将排放流体的量控制在1L的误差范围内。此外，因为将与可在0.1秒内调整的操作阀相关的压缩空气注入时间用作主变量，所以在控制流速的过程中难以反映包括油的类型、温度、设备特征等环境变量，由此使控制功效变差。而且，需要专用系统以将添加剂供应给流体或实现排放流体的量的比例控制。
发明内容
技术问题
因此，根据上述问题提出了本发明，本发明的一个目的是提供多功能自动流体排放系统，该系统能够通过根据例如流速、温度、压力等变量计算排放流体量，利用普通常规的排放控制阀来工作，将排放量误差减少至小于0.5L，该系统还能够实现包括排放流体量的比例控制和将添加剂供给流体的附加功能。
技术方案
根据本发明的一个方面，通过提供多功能自动流体排放系统实现上述和其它目的，该系统包括：管子，通过所述管子供应流体；流量计，安装于所述管子以测量通过所述管子的流体的流速；温度计，安装于所述管子以测量通过所述管子的流体的温度；压力计，安装于所述管子以测量通过所述管子的流体的压力；排放控制阀，安装于所述管子以控制通过所述管子排放的流体的量；以及排放控制设备，预先存储根据流动速率在所述排放控制阀的100％关闭开始点与100％关闭完成点之间排放的流体的附加排放量信息，所述排放控制设备通过分别从所述流量计、所述温度计和所述压力计接收通过所述管子的流体的流速、温度和压力信息计算排放的流体量和流动速率，并且所述排放控制设备利用计算出的排放量、所述流动速率和根据所述流动速率预存储的附加排放量，通过控制所述排放控制阀的100％关闭开始点来控制总排放量。
根据另一实施方案，提供了多功能自动流体排放系统，该系统包括：至少两个管子，通过所述至少两个管子供应流体；流量计，安装于各管子以测量通过所述管子的流体的流速；温度计，安装于各管子以测量通过所述管子的流体的温度；压力计，安装于各管子以测量通过所述管子的流体的压力；排放控制阀，安装于各管子以控制通过所述管子排放的流体的量；以及排放控制设备，预先存储根据流动速率在所述排放控制阀的100％关闭开始点与100％关闭完成点之间排放的流体的附加排放量信息，所述排放控制设备通过分别从所述流量计、所述温度计和所述压力计接收通过各管子的流体的流速、温度和压力信息计算排放的流体量和流动速率，并且所述排放控制设备利用计算出的排放量、所述流动速率和根据所述流动速率预存储的附加排放量，通过控制所述排放控制阀的100％关闭开始点来控制总排放量。
在根据本发明的多功能自动流体排放系统中，当用连接至油罐车的油罐的多个管子排放流体时，所述排放控制设备通过在操作当前排放流体的管子时，反映在完成排放的管子处产生的排放量误差来控制总的排放流体量。
在根据本发明的多功能自动流体排放系统中，将通过各管子的流体的性质预存储在所述排放控制设备中，从所述流量计、所述温度计和所述压力计接收正通过各管子排放的流体的流速、温度和压力信息的所述排放控制设备，利用预存储的性质和所传输的流速、温度和压力信息计算各流体的排放流体量，并且所述排放控制设备根据流体的类型，控制安装于与所述排放流量的比例值相对应的各管子的所述排放控制阀。
当通过控制排放控制阀109的100％关闭开始点控制总排放量时，如果发生与总排放量相关的排放量误差，则存储排放量误差，并且根据所存储的排放量误差，改变与误差发生时刻的流动速率相关的附加排放量信息。
在根据本发明的多功能自动流体排放系统中，所述排放控制阀包括两级阀，所述排放控制设备在流体排放开始时将所述排放控制阀打开25％，然后只要当计算出的排放流体量达到预定量时，所述排放控制设备控制所述排放控制阀依次打开100％，关闭75％和关闭100％。
根据本发明的多功能自动流体输送系统进一步包括：添加剂管，通过所述添加剂管供应添加剂；测量仪，安装于所述添加剂管以将提供到流体流经的管子中的添加剂的量传输至所述排放控制设备；以及添加剂阀，安装于所述添加剂管，并且在所述排放控制设备的控制下打开和关闭，以将添加剂提供到流体流经的管子中，其中，通过管子排放的流体的排放量传输给所述排放控制设备，所述排放控制设备根据所传输的排放流体量打开所述添加剂阀，并且所述排放控制设备根据由所述测量仪传输的所供给的添加剂量关闭所述添加剂阀。
当计算排放流体量时，可利用表达式“净＝体积×Net.m Factor”，由毛排放量计算净排放量，可利用表达式“千克＝净×特定的重力”，由净排放量计算千克排放量，并且可利用表达式“毛＝重量/密度”计算毛排放量。可同步计算所述净排放量、所述千克排放量和所述毛排放量。
所述排放控制设备包括：存储器，在所述存储器中预存储用于利用流体的流速、温度和压力计算排放流体量的运算表达式，并且预存储根据所述流速的附加排放量信息，还存储已排放流体的累积量、流体的流动速率信息和所述排放量误差信息；控制器，分别从所述流量计、所述温度计和所述压力计为所述控制器传输流速、温度和压力信息，所述控制器利用预存储在所述存储器内的运算表达式计算排放流体量，所述控制器根据所计算的排放流体量、预存储在所述存储器内的附加排放量信息、流动速率信息和排放量误差信息控制阀控制器来打开和关闭所述排放控制阀，并且所述控制器根据所述流量计测量的流速控制添加剂控制器；所述添加剂控制器，根据所述流量计测量的流速，在所述控制器的控制下，打开和关闭所述添加剂阀，以将添加剂提供到流体流经的管子内；以及所述阀控制器，在所述控制器的控制下打开和关闭所述排放控制阀。
将流速从所述流量计传输至与预先安装的添加剂供应系统的控制设备相关联的所述排放控制设备，所述排放控制设备根据所传输的流速，通过所述控制设备控制所述添加剂供应系统来供应添加剂，当通过所述控制设备将供给的添加剂量从所述添加剂供应系统传输至所述排放控制设备时，所述排放控制设备控制所述控制设备来停止添加剂供应；并且所述添加剂供应系统包括：添加剂管，通过所述添加剂管供应添加剂；测量仪，安装于所述添加剂管，以将供应到流体流经的管子中的添加剂的量传输至所述排放控制设备；以及添加剂阀，安装于所述添加剂管，所述添加剂阀在所述控制设备的控制下打开和关闭，以将添加剂供应到流体流经的管子中。
有益效果
根据本发明实施方式的多功能自动流体排放系统，由于根据例如流速、温度、压力等变量计算排放流体量，因此可使用传统的排放控制阀。可将排放流体量的误差范围降低至小于0.5L。此外，在不需要专用控制系统的情况下，可实现例如排放流体量的比例控制或添加剂供给控制的更多功能。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特性和其他优点，在附图中：
图1是示意性地示出了根据本发明的实施方式的多功能自动流体排放系统的结构的示意图；
图2是根据本发明的实施方式的多功能自动流体排放系统的详细框图；
图3是图示了根据本发明的实施方式的多功能自动流体排放系统的排放过程的流程图；
图4是图示了根据本发明的实施方式的多功能流体排放系统的排放量计算过程的流程图；
图5是示出了根据本发明的实施方式的多功能自动流体排放系统的比例控制方法的结构图；以及
图6是根据本发明的实施方式的多功能自动流体排放系统的比例控制方法的流程图；
图7是示出了根据本发明的实施方式流体的流动速率与在排放控制阀的100％关闭开始点与100％关闭完成点之间排放至罐车的流体量之间的关系的曲线图。
具体实施方式
图1是示意性地示出了根据本发明的实施方式的多功能自动流体排放系统的结构的示意图。
参照图1，多功能自动流体排放系统包括：排放控制设备101、流量计103、温度计105、压力计107、排放控制阀109、管理服务器111、添加剂阀113和测量仪115。
流量计103指示出在排放控制设备101的控制下排放到油罐车的流体的量，并且流量计103将排放流体的量转换为用于传输至排放控制设备101的电信号。温度计105测量通过管子的流体的温度，并且将测量到的温度转换为用于传输至排放控制设备101的电信号。
压力计107测量通过管子的流体的压力，并且将测量到的压力转换为用于传输至排放控制设备101的电信号。由此，排放控制设备101通过已传输的、包含流体压力信息的信号，计算管子内的流体的流动速率。
在排放控制设备101的控制下，排放控制阀109在排放操作开始时打开25％，然后在排放操作进行中打开100％。之后，将排放控制阀109关闭75％，然后关闭100％。
如上所述的这种两步可调整阀在防止由突然的排放操作引起的系统故障和减少与总排放量相关的排放量误差方面是有效的。
在排放控制设备101中预存储有用于计算排放流体的量的运算表达式。排放控制设备101还存储有附加排放量的信息，即，根据流动速率从排放控制阀109的100％关闭开始点到100％关闭完成点之间排放的流体量。当用户根据需要输入排放信息时，排放控制设备101根据由用户通过因特网预存储在管理服务器111中的排放量信息执行排放开始命令和结束命令，并且排放控制设备101通过分别从流量计103、温度计105和压力计107接收关于流速、温度和压力的电信号来计算排放量和流动速率。接下来，排放控制设备101利用在排放控制阀109的100％关闭开始点与100％关闭完成点之间排放的流体的附加排放量的预存储信息、流动速率信息和在上述流动速率处产生的排放量误差的信息，控制排放控制阀109的100％关闭开始点。
这里，附加排放量指以当前流动速率、在排放控制阀109的100％关闭开始点与100％关闭完成点之间排放的流体量。排放量误差指由用户输入到管理服务器111的排放量与实际排放的流体量之间的差值。
而且，来自流量计103的排放流体量被传输至排放控制设备101，排放控制设备101根据传输的排放流体量打开添加剂阀113，从而将添加剂提供至流体流动的管子内。通过从测量仪115接收要提供的添加剂的量的信息，排放控制设备101控制添加剂阀113在供给预定量的添加剂之后关闭。
此外，与预安装的添加剂供给系统的控制设备相关联，排放控制设备101根据从流量计103传输的排放流体量，通过控制设备控制添加剂供给系统，从而使得能够将添加剂提供至流体流动的管子内。而且，排放控制设备101可控制添加剂供给系统，以通过从添加剂供给系统接收添加剂量的信息，通过控制设备停止添加剂的供给。
图2是根据本发明的实施方式的多功能自动流体排放系统中的排放控制设备101的详细框图。
参照图2，排放控制设备101包括控制器201、存储器203、添加剂控制器205和阀控制器207。
存储器203存储运算表达式，用于通过所传输的温度、压力和流速信息、以及根据流动速率从排放控制阀109的100％关闭开始点到100％关闭完成点排放的流体量的附加排放量信息来计算排放的流体量。存储器230还存储积累的排放流体的量、流动速率信息和排放量误差信息。
通过接收温度、压力和流速信息，控制器201通过存储在存储器203中的运算表达式计算排放量和流动速率，并且控制器201利用存储在存储器203中的计算出的排放量和附加排放量信息、流动速率信息以及排放量误差信息，通过阀控制器207控制排放控制阀109的打开和关闭。
当从流量计103输入通过管子排放的流体的流速时，添加剂控制器205在控制器201的控制下打开添加剂阀113，从而将添加剂供给在管子内流动的流体。此外，通过传输来自于测量仪115的所提供的添加剂量，如果向管子中供给了预定量的添加剂，那么添加剂控制器205控制添加剂阀113关闭。
阀控制器207在控制器201的控制下打开和关闭排放控制阀109。
图3是图示了根据本发明的实施方式的多功能自动流体排放系统的流体排放过程的流程图。
下文将参照图3描述流体排放过程。
为了将油排放至油罐车中，首先，将流体供给管连接至油罐车的油罐入口。排放控制设备101检查各种与排放相关的条件，包括油罐车的接地状态和备用状态，并且排放控制设备101在开始备用模式下做好准备(S301)。
当用户通过流体排放系统的输入设备输入例如用户ID和密码的用户信息(S303)时，根据用户通过因特网输入至管理服务器111的排放量执行排放操作(S305)。此外，通过排放控制设备101将排放控制阀109打开25％(S307)。
在排放操作开始之后，排放控制设备101通过已传输的流速、温度和压力信息计算排放量(S309)。
将由排放控制设备101计算的排放流体量与预设的打开值进行比较(S311)。当计算出的量小于预设的打开值时，继续用打开25％的排放控制阀109排放流体，当计算出的量等于或大于预设的打开值时，将排放控制阀109从25％打开至更大的100％，而继续排放流体(S313)。
在排放流体时，排放控制阀101继续计算(S315)并且确定排放的流体量是否变成了排放控制阀109的预设关闭值(S317)。
如果排放的流体量小于预设的关闭值，则继续用打开100％的排放控制阀109排放流体，并且继续用排放控制设备计算。如果排放的流体量等于或大于预设的关闭值，则将排放控制阀109的打开程度控制为75％(S319)。
即使在将排放控制阀109控制为打开75％之后，排放控制设备101继续计算(S321)。
在将排放控制阀109打开75％之后，根据正通过管子排放的流体的当前流动速率、计算出的已排放量和预存储的附加排放量信息，排放控制阀109开始关闭100％，从而控制总排放量(S323)。
如果发生与总排放量相关的排放量误差，则存储排放量误差，并且根据所存储的排放量误差改变在误差发生时刻与流动速率相关的附加排放量信息。然后，根据已变化的附加排放量，再调整排放控制阀109的100％关闭开始点(S325)。
在该实施方式中，排放控制阀109的100％关闭开始点可计算如下：
i)默认值：流动速率；20m/s，运算常量；2；
ii)在排放控制阀109的100％关闭开始点和100％关闭完成点之间排放至油罐车的流体量：
流动速率(20m/s)×运算常量(2)＝40L
因而，在排放控制设备101的维护管理者将默认流动速率设置为20m/s，将默认运算常量设置为2的情况下，当流动速率为20m/s时，从100％关闭开始点到100％关闭完成点排放至油罐车的流体量为40L，其为附加排放量。
当用如上设置的默认值和由管理者输入为4000L的排放流体量开始排放流体时，排放控制设备101利用流速、温度和压力信息计算排放量。当计算出的排放量为3960L(4000L-40L)时，排放控制设备101开始排放控制阀109的100％关闭。
在此，默认值是由管理者随机设置的。尽管在排放的流体量对应于3960L时排放控制阀109的100％关闭开始并完成，但是会产生相对于4000L的总排放量的误差。这个误差是排放量误差。
将流动速率信息、在该流动速率下发生的附加排放量信息和排放量误差信息存储在参考表中。
当发生排放量误差时，改变与误差发生时刻的流动速率相关的附加排放量信息，根据改变后的附加排放量调整排放控制阀109。
如下面的表1所示存储流速、附加排放量信息和在该流动速率下发生的排放量误差信息：
表1