石油产品蒸馏测定器的改进设计.pdf

第 4 4卷第 1 2期 2 0 1 5 年 1 2 月 当 代 化 工 C o n t e m p o r a r y C h e mi c a l I n du s t r y V o 1 ． 4 4．N o ． 1 2 D e c e mb e r ，2 0 1 5 石油产 品蒸馏测定器的改进设计 郝敬 团，佟丽萍，郭 力，孙世安 空军勤务学院 航空油料物资系 ， 江苏 徐州 2 2 1 0 0 0 摘 要分析了当前在用蒸馏测定器的结构和电路方面存在的不足之处，对蒸馏测定器的加热装置、散热 装置 、照明装置和调压电路几部分提出改进设计的思路 ， 对所改进设计蒸馏测定器的使用维护给出了行之有效 的指导性建议 。 关键词 蒸馏测定器；设计 ；调压电路 中图分类 号 T E 6 2 4 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 51 2 2 8 8 3 0 2 I m pr o v e d De s i g n of Di s t i l l a t i o n M e a s u r i n g De v i c e o f Pe t r o l e u m Pr o duc t HAO Ji n g- t u a n， TONG Li - pi n g， G UO Li ， SUN S hi - a n De p a r t me n t o f Av i a t i o n Oi l a n d Ma t e r i a l ， Ai r F o r c e S e r v i c e Ac a d e mN J i a n g s u Xu z h o u 2 21 0 0 0，Ch i n a Ab s t r a c t T h e e x i s t i n g p r o b l e ms i n t h e s t r u c t u r e a n d c i r c u i t o f t h e d i s t i l l a t i o n me a s u r i n g d e v i c e we r e a n a l y z e d ， a n d s o me s u g g e s t i o n s we r e p u t f o r wa r d f o r i mp r o v i n g t h e d e s i g n o f t h e h e a t i n g d e v i c e ， c o o l i n g d e v i c e ， l i g h t i n g d e v i c e a n d v o l t a g e r e g u l a t i o n c i r c ui t ．E ffe c t i v e g u i d a n c e s u g g e s t i o n s o n t h e u s e a n d ma i n t e n a n c e o f t h e i mp r o v e d d e s i g n d i s t i l la t i o n me a s u r i n g d e v i c e we r e g i v e n ． Ke y wo r d s Di s t i l l a t i o n me a s u r i n g d e v i c e ； De s i g n ； V o l t a g e r e gu l a t i o n c i r c u i t 石油产 品蒸馏测定器是用来评定油品蒸发性的 重要仪器 ， 它不仅可以测定液体燃料的沸点范围， 还 能测定石油产品中轻重组分的大体含量。 它不但适用 于测定天然汽油、 车用汽油 、 航空活塞式发动机燃料 、 喷气燃料、 柴油等燃料油， 而且也适用于测定石脑油、 石油溶剂油 、煤油、天然式发动机用油 。 1 在用仪器存在不足 目前 不同厂家生产 的仪器结 构和 电路差别较 大，存在严重的缺陷，有些仪器电炉丝外漏极易导 致操作者触电情况的发生，缺少必要的照明不易观 察量筒读数，电炉须自然冷却等待时间较长、冷凝 水外漏极易造成线路损坏；仪器电炉加热功率相差 较大，蒸馏速率不易控制在标准要求的范围内，导 致不 同型号的蒸馏测定器测定油样 的再现 l生相差较 大 ；有些仪器 电路相对较复杂 ，对油料化验员来家 维修难度较大。 ． 2 蒸馏测定器的设计 蒸馏测定器的设计 的原则是结构简单 ，工作可 靠 ，维修方便 ，对蒸馏测定器的改进设计主要是加 热装置 、散热装置 、照明装置和调压 电路几部分 。 2 ． 1 加热装置的设计 拟对在用蒸馏测定器的加热装置设计改进 ，将 铁基合金电炉丝更换成镍铬合金电炉丝，镍铬合金 电炉丝高温强度较铁基合金 电炉丝高，其结构不易 改动 ， ． 塑性较好 ，其热辐射率高 ，无磁性 ，耐腐蚀 性强 ，使用寿命也较长。电热丝的阻值设计为 6 0 ． 5 Q，加热功率为 8 0 0 W，并把裸漏的镍铬电炉丝穿 插在耐高温、耐热震性的石英玻璃管中，石英玻璃 不仅具有 良好 的化学稳定性和绝缘性 ，有效防止操 作者发生触电事故 ，而且加热时还能发出红外光 ， 实现对油样高效均匀的加热 ，同时石英玻璃还起到 隔绝空气防止镍铬合金 电炉丝高温氧化的作用。 2 ． 2 散热装置的设计 在炉盘底部加装了一层可以控制的活动隔板， 炉盘和隔板上开有分布均匀的散热小孔，散热小孔 的目的加快电炉降温速率， 缩短平行试验问的时间， 提高油料质量检测效率。 当隔板转到一定 的角度时， 炉盘上的散热孔和隔板上散热孔对齐，加快空气流 通速度 。散热孔采用 电磁铁的吸合来开启 ，关闭采 用手动操作按钮断电和弹簧收缩回拉的方式。在加 热装置 的底部加装 2 2 0 V、2 2 W 的小电风扇对电炉 强制通风， 促使烧瓶支架板和观察窗等快速降温， 操作时散热孔和电风扇通过按键同时开启和关闭。 2 ． 3 照明装置的设计 有的厂家生产的石油产品蒸馏测定器本身并没 有照明系统，导致观察量筒回收体积时非常吃力。 收稿 日期 2 0 1 5 - I 1 一 O 4 作者简介 郝敬团 1 9 7 4 一 ，男，江苏徐州人， 讲师， 硕士，毕业于中国矿业大学化学工程专业，主要从事油料应用研究工作。E -m a i l h j t l a q l 2 6 ． c o m 。 化 工 2 0 1 5年 l 2月 有的厂家生产的石油产品蒸馏测定器本身虽然有照 明系统 ，但采用能耗较高的白炽灯 ，功率为 2 5 w， 相对较大，安装在冷凝槽 的下部 ，潮湿和漏水加速 照明系统因氧化发生故障， 致使仪器不能正常使用， 严重时还会发生仪器外壳带电现象。也有厂家生产 的石油产品蒸馏测定器照明系统采用荧光灯 ，安装 位置也不尽合理，荧光灯安装在接收室量筒附近 ， 试验时非常刺眼，不便 于观察量筒的读数 ，搬运时 也易损坏荧光灯。 绿 色照明是指通过提高照明 电器和系统 的效 率 ，节约能源，减少发电排放大气污染物和温室气 体 ，保护环境 ，改善生活质量 ，提高工作效率 ，营 造现代文明的光文化。 响应国家绿色照明计划 ，照明系统拟采用能耗 较低发出暖白光的 L E D灯照明， L E D灯使用寿命较 长，使用寿命达到 5 万到 1 0 万 h ，功率仅为 3 w， 能耗非常低，光的传播方向性非常好，并且亮度较 高 ，安装在量筒的下方 ，既便于观察量简的读数 ， 又可有效避免潮湿和漏水对 L E D灯造成损坏。 为了 防止 L E D灯 因发热而损坏 ，将 L E D灯焊接在灯座 上 ，增强 L E D的散热效果 ，同时注意 L E D灯周 围 空气的 自然流通 。 2 ． 4 调压电路的设计 有些厂家生产 的石油产 品蒸 馏测定器采用 电 阻、电容 、电位器 、双向触发二极管 、稳压二极管 、 双向可控硅等多个电子元器件组成的调压控制电 路 ，元器件相对较多 ，有些油料化验员缺乏必要 的 维修知识 ，既不会使用万用表检测电子元器件的质 量，又不会操作锡焊工具，导致仪器维修时非常不 方便 。 本调压电路主要由电位器和集成的单相 固态调 压器两个元件组成 ，单相固态调压器内部集移相触 发电路 、放大驱动电路 、阻容吸收电路 、双 向可控 硅等于一体 ，通过手动调节电位器阻值的大小可以 改变加在负载两端的电压， 起到调节输出功率的作 用。固态调压器采用环氧树脂密封，具有精度高 、 稳定性好 、耐水 、耐油 、耐腐蚀 、开关速度快 、无 机械触点 、无机械噪音等优点。 单相 固态调压器在 0～2 4 0 V 范 围内连续 可 调 ， 固态调压器具有 四个接线端子 ， 外接一个与之 配电位器，电路设计结构简单，维修时安装更换 非常容易 。拟采用的固态调压器的额定电压为 2 2 0 V，额定电流为 2 0 A，拟采用与固态调压器匹配的 4 7 0 k t l电位器 ，其额定功率为 2 W，误差为 5 ％。 调压电路的工作原理是调节电位器的阻值 ，从 而改变固态调压器输 出电压的大小 ，也就是调节 电 炉丝工作电压的大小 ，达到调节蒸馏速率的 目的。 其电路如图 1 所示。 图 1 石油产 品蒸馏测定器 电路 图 Fi g． 1 Ci r c u i t di a gr a m o fpe t r ol eu m pr o du c t di s t i l l a t i o n un i t 图中各 电子元器件的技术参数分别为 1 F u额定 电压为 2 2 0 V，额定电流为 l 5 A 的熔断器 ； 2 K、K． 、K 和 l 3 为额定 电压为 2 2 0 V，额 定 电流为 1 6A的开关 ； 3 D为额定电压为 2 2 0 V，额定电流为 0 ． 1 4 A的 电风扇 ； 4 C为电磁铁 ， 额定电压为 2 2 0 V， 电阻 1 3 1 ． 5 欧姆 ； 5驱动器是 R A C D 0 3系列的 L E D灯用 的防 水恒流驱动器 ， 输入 电压 2 2 0 V， 输出电流为 0 ． 3 A， 输 出功率 3 W； 6 L为额定电压 3 V， 额定功率为 3 W 的 L E D 灯 ； 7 S S R额定电压为 2 4 0 V，额定 电流为 2 0 A 的固态调压器 ； 8 w 为阻值 4 7 0 k Q的电位器 ，额定功率为 2 W ； 9R。 为阻值 6 0 ． 5 Q的镍铬合金电热丝 ，功 率为 8 0 0 W； 1 0 R 为阻值 1 2 1 Q 的镍铬合金电热管 ，功 率为 4 0 0 W； 1 1 V为 9 9 T 1 型电压表； 1 2 S XMK型温控表 ； 1 3 P t l O 0为感温探头 ，测量冷凝槽 中水温。 图中调压电路主要 由电压表 V、 电位器 w 和固 态调压器 S S R以及石英加热管 R 。 组成 ， 通过调整电 位器 w 的阻值 ，改变固态调压器 S S R的输 出电压 ， 从而起到调整加热强度的作用 ，实现控制蒸馏速率 的 目的。 下转 第 2 8 8 8页