CN100370211C - 一种定期放泄设施中液体的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于定期地放泄一设施中液体的工艺方法和设备，该设施中液体被反复循环，否则会累积溶解的和/或悬浮的污染物，该工艺方法和设备使用一个液体用的容器(E)，该容器在设施操作期间交替地充水和排水，从而改变容器的重量或浮力或者容器中浮体的高度，这在超过一给定的临界重量、浮力或降低浮体高度时驱动一个放泄阀(J)。

Description

一种定期放泄设施中液体的设备

发明领域

本发明涉及一种设备和工艺方法，该设备和工艺方法使用处于反复循环或连续保持在循环中的状况下或处于其它状况下的液体，在后一种状况下该液体中的溶解的和悬浮的固体或其它污染物的浓度在一个时期后往往会提高。

本发明的一种特定用途，例如，是在蒸发式冷却系统、收尘器、空气调节系统和类似用途的领域中。在液体中，尤其在蒸发式冷却用途的情况下在水中悬浮的和被溶解的固体的累积可自多个供给源发生。例子是一些水源中存在的各种矿物的碳酸盐和碳酸氢盐以及在使用液体特别是水的工艺状态产生的物质的累积。例如，在水槽、回流罐等中可能出现溶解的固体和悬浮液中其它固体等的逐渐增多。当不操作时在水静置的场合下，细菌的滋长也可能是一个问题。

现有技术

如果这些物质在例如水中的浓度不保持足够地低，那么就有一种在一定时间后可能由累积造成的沉降和沉淀、结垢及其它沉积物的趋势。这些物质对设备和装备可能产生损坏的影响。一个例子是在用水(如冷却、收尘等的)调节空气装置的容器、散热片、热交换管和通道中，那里可能由于这些物质而产生显著的损坏和/或降低效率及一般的形体变坏。

处理该问题的一种方便的方式是定期地放卸此种液体特别是水，这是一条省钱的途径。

特别是，例如，在蒸发式冷却设施的用途中，采用计时装置来驱动电磁阀、放泄阀、浮体控制放泄阀及其它机构。但是，本申请人知道的和至今使用的装置都存在可靠性问题。这些问题正是常常在考虑和需要解决的问题，也就是溶解的固体和其它固体的沉降和淤积，当这些物质的浓度升高时，它们往往产生阻塞、粘结和其它方式的不可靠操作。例如，在存在电接触器、断电器和类似部件的场合，由于凝结、碳积累和类似过程，这些部件必须操作的状态常常易于起弧。在这些方面，电安全性也成为困难的自身原因。例如，在本申请人知道的一个系统中，最初放泄阀中的驱动器是一个有待驱动的电加热的充蜡油缸。在夜间和产生的短路或起弧期间，通常在驱动油缸、散热片和相应的连接点上出现凝结物。

本发明人认为，如果可能，对需要定期放卸的系统不使用电操作是有利的。

发明概述

本发明提供一种用于定期地放卸一设施中液体的工艺方法和设备，该设施中液体被反复循环，否则会累积溶解的和/或悬浮的污染物，该工艺方法和设备使用一个液体容器，该容器在设施操作期间交替地充水和排水，从而改变该容器的重量或浮力或该容器中浮体的高度，这在超过一给定的临界重量、浮力或降低浮体高度时驱动一个放泄阀。

该工艺方法因此具有一种被定期放卸的液体中断从而防止逐渐浓集和累积污染物的周期的特点。

该工艺方法的基础可以是该水槽通常保持充水而当其排水时产生放卸，或者该水槽通常保持排空而当其充水时产生放卸。该周期的定期性可以通过设施中其它周期事件来确定。一个例子是只对每24小时时间中一部分时间操作的空气调节用途，这里可以只在每次空调停止时产生放卸。

该容器进行的充水可以由一个液体源如水源提供，而该水源可以通过某些方便的机构，或者从压力下的水源、从高于该容器水位的水头下的水源、从泵的输出等等来。

按照本发明，如果液体源连接在设施的正常操作中，那是方便的。例如，在该设施利用一个泵的场合，可以安排从泵的供给流出液体如水，该水将逐渐充满容器而具有所述结果。或者是，提供给蒸发式冷却器的水可以通过该容器。当该容器充满时，水从容器溢入蒸发式冷却器设施的水槽中。可以利用从泵的供水的小量流出来关闭位于该容器中的排水管，以防止在蒸发式冷却器的水源断开期间容器排水。

须将该容器安排成被排水，以便使放卸作用产生，并因而被重新调整，以便在一段时间内再开始一个充水周期。例如，当利用从设施中的泵输出的水来充满该容器时，在泵操作时将继续对该容器充水或保持该容器充满。当利用从泵输出的水的压力来关闭位于该容器中的排水管时，当泵操作时该容器将保持充满。如果该设施关闭因而泵断开，那么该容器的充水或排水预防过程就终止，该排水管将开通，而该容器将能够排水，因而当泵重新操作时做好准备，此时该容器将被充水或保持不排水，一直充水直到放泄阀关闭。

附图

现在参照附图利用下面不起限制作用的例子来描述本发明。

图1是按照本发明的一个实施例的用于定期地放卸液体的设备的示意图，该设备组成一种通过蒸发式冷却效果冷却空气的空气调节设施的一部分；

图2至6是按照本发明的用于定期地放卸液体的设备的其它实施例的类似的示意图；以及

图7至10是本发明的优选实施例的示意图。

本发明的实施例

蒸发式冷却装置通常通过散热片或材料垫抽吸空气，例如，一种以商标“Celdek”出售的材料是众所周知和有效的。另一种有效的材料通常称为“Aspen纤维”或“木质羊毛”。

现在参照图1，当供水电磁阀已受驱动而水位控制装置D开通时，水通过供水电磁阀C进入蒸发式空气冷却器的水槽A。流入的水排放在水槽A的一个间隔区内，间隔是用挡板O形成的。水泵B安置在间隔区内，而放泄阀J安置在间隔区外。泵B为离心式泵，当其未运转时，水通过该泵沿反方向自由流动。挡板O下部有一孔，允许水从间隔区排入水槽A的其余部分。

由板O造成的间隔区有效地挡住足够的水，使泵B能够在水槽A充满之前将水抽入容器E。当泵B断开而水槽A已排水或正在排水时，挡板O下部的孔允许间隔区排水。

通过水位控制装置D流入间隔区的水充满该间隔区，然后流过挡板O的顶部而流入水槽A的其余部分。通过挡板O下部的排水孔流入水槽A其余部分的水从间隔区排出的速度没有像通过供水电磁阀C和水位控制装置D流入该系统的水速度那么快。

当泵B不操作时，水通过放泄阀J排出水槽A。当泵B接通而操作时，水被抽入容器E，容器E充满空气。

当由连接杆H支承的容器E达到一定总重量时，它克服弹簧I的净上升力而下降。因为连接杆H还连接在放泄阀J的外放泄阀套K上并在连接点Y处连接在弹簧I上，所以外放泄阀套K继而下降并密封住放泄阀J底部处的密封处N，这随后阻止水从水槽A排出。弹簧I、外放泄阀套K、放泄阀J和密封处N组成放泄阀。

容器E的体积和尺寸能保持足够的水，使得充满的容器E的重量产生足够的向下力，从而关闭放泄阀J并阻止水排出水槽A。

当泵B继续运转时，空气和然后的多余的水通过管子G从容器E的顶部排出。这部分水上升到蒸发式冷却器的顶部，在那里水被分布在“冷却垫”上。这部分水然后从冷却垫(未示出)滴下并重新流入水槽A。

当泵B运转而供水电磁阀C开通时，水槽A中的水位通过水位控制装置D而保持。当需要对水槽A排水时，就关闭供水电磁阀C和断开泵B。然后水由重力而沿反方向从管子G、容器E和泵B排出。当水从容器E排出时，空气通过管子G的上段进入该容器，因此该容器变轻。

当从容器E排出足够的水时，将达到一个点，此时弹簧I施加的向上力大于作用在其上的向下力，结果容器E开始上升。当容器E上升时，外放泄阀套K也上升，在密封处N开通放泄阀J。这使得水能够通过排泄孔M从水槽A排出，而水槽A保持排空，直到供水电磁阀C重新开通。

弹簧I被设计成能施加足够的上升力，来克服空容器E产生的向下力、移动弹性联轴器L的阻力和放泄阀J的所有移动部件的重量。此外该弹簧给予足够的向上力以保证放泄阀J开通。该力的大小设计成能克服该放泄阀在关闭位置中的任何可能的卡住，也保证当容器E排水时该放泄阀能以一个可以接受的速率打开。

弹性联轴器L用来使容器E当其充水和排空时能上下移动。

现在参照图2，图示设备的基本操作与图1中所述相似。

图1和图2之间的差别在于，在图2所示的实施例中，系统中包括一个杠杆装置，该装置能使容器E减小体积，使其不太庞大。容器E由在点T处连接到连接杆H上的起动臂Q支承。

该装置围绕起动臂Q的支点W转动，起动臂Q使容器E能够上下移动。

现在参照图3，图示设备像图1和图2中一样操作，不同之处是，由泵B抽取的水当其输送到上述“冷却垫”时并非全部强制通过容器E。有一根直径较小的管子在水连接点处连接到容器E上，使水能够对容器E旁路流过。

图3中所示设备的操作也与图1中所述相似。

图4没有图1至3中所示的挡板O。当水槽A需要充水时，水位控制装置Z(或其它合适的水位控制装置)将使供水电磁阀C开通并使水能够流入水箱R。当水箱R开始充满时，在水箱R中取代水的放泄阀驱动浮体F开始上升。

当水箱R中的水上升而浮体F开始取代比其空重量更多的水时，一个逐渐增大的向上力传递给臂Q。驱动臂Q在点T处连接在连接杆H上。弹簧I的向上力由此被克服，而一个向下力通过驱动臂Q和连接杆H施加到放泄阀J的外放泄阀套K上。密封处N上的力使得没有出现从水槽A的泄漏。浮体F的浮力应当使取代的水的总重量产生足够的向上力来关闭放泄阀并防止从水槽A排出水。

水箱R继续充水，最终水将通过溢流排放管U溢入水槽A，继而使水槽A充水。

在接通泵B使其操作之前，水箱R的水将通过单向放泄阀S和泵B开始排入水槽A。如图1的描述中提到的，泵B是一个离心式泵，当其未运转时，水通过该泵沿反方向自由流动。

水箱R继续充水，因为水流出水箱的速率小于通过其充水管的流入速率。从溢流管U进入主水槽A的水断续填充水槽，直到水槽A充满，此时水位控制装置Z使供水电磁阀C关闭。

从水位控制装置Z来的一个信号可以用于起动泵B。泵B应当在水位控制装置Z使供水电磁阀C关闭的时刻或之后立即起动。

只要泵B处在操作状态，水就被抽入管子G而对蒸发式冷却器的冷却垫供水。

管子G中的压力使水开始流入水箱R，这使单向放泄阀S关闭，由此防止水通过单向放泄阀S继续流入或流出水箱R。这是必需的，因为否则在当水槽A充满时水位控制装置Z断开进入蒸发式冷却器的供水的时候水箱R会开始排空的。

当蒸发式冷却器操作时，水蒸发到通过冷却垫的空气流中，从而使水位控制装置Z断续地接通供水电磁阀C而保持水槽A中的满水位。

如果当供水电磁阀C断开时允许水箱R排空，那么放泄阀浮体F将下降，使放泄阀J开通而允许水从水槽A排出。

水箱R中的排水出口是必需的，因为如果没有安装，一旦充满，水箱R会保持充满，而当断开蒸发式冷却器时就不可能对水槽A排水。

当需要对水槽A排水时，就关闭入口电磁阀C并断开泵B。然后由于重力，水通过泵B从管子G和水箱R排出。当由于水泵B不再抽水而单向放泄阀S上的压力已去掉时，单向放泄阀S开通，因此水能从水箱R排出。

当水从水箱R排出时，作用在杆P上的向上力减小，因为由放泄阀驱动的浮体F所取代的水减少了。当足够的水已从水箱R中排出时，将达到一个点，此时弹簧I的向上力克服对其作用的向下力，而放泄阀驱动浮体F将开始下降。

由弹簧I施加的向上力必须足够大，以克服作用于其上的任何向下力，从而保证当水箱R排水而外放泄阀套K上升时放泄阀J开通。需要一个补充的向上力并应合并在弹簧I中，以避免该放泄阀可能卡住在关闭位置中，并保证当水箱R排水时该放泄阀以可以接受的速率打开。

当浮体F下降时，外放泄阀套K上升，由此在密封处N开通该放泄阀。因而允许水从水槽A中排出，水槽A在入口电磁阀C重新接通之前是空的。

供水管对水箱R的排放点高于水箱R的溢流水位。这被设计成如果系统失灵可以防止水被往回虹吸入主供水系统。高度V应当足够高，以保证该系统遵守可能应用于安装的国家或地区的水槽充水系统的规定。

图5没有图1至3中所示的挡板O。当水槽A需要充水时，水位控制装置Z将使供水电磁阀已开通并允许水通过供水管和弹性联轴器L流入容器E。

当水流入容器E时，该容器内的空气通过排入水槽管U而被取代和排放。隔板X防止流入容器E的水直接溅入排放而到水槽管U中。隔板X的上部有一小孔，允许空气从隔板一侧向另一侧自由移动。隔板X的底部边缘延伸在水槽管U的排放顶部之下。

当容器E充水时，其总重量增大，当其由于容器内水的重量不断增加而下降时，水箱围绕支点W转动。行走的弧线应当是有限的，因此当放泄阀J处于开通位置时容器E的重心不能落到支点W的右侧。一个45度或更小的转动角度被认为是合适的。

当容器E中水上升时，连接杆H上的向下力增大，从而克服弹簧I的向上力。驱动臂Q在点T处连接在连接杆H上。连接杆H将放泄阀J的外放泄阀套K向下移动到排水密封处N，由此防止水从水槽A排出。当水继续流入容器E时，水通过排放管U溢入开始充水的水槽A。容器E的体积和尺寸应能保持足够的水，使得充满水的容器E的重量产生足够的向下力，以关闭放泄阀和防止水从水槽A排出。

在接通泵B之前，从容器E来的水已在通过单向放泄阀S和离心式泵B排入水槽A。容器E保持充满和溢流，因为容器底部排水孔流出的水的流速小于通过供水管流入的水的流速。当水槽A充满时，水位控制装置Z使供水电磁阀C关闭。

一个从水位控制装置Z来的信号可以用来起动泵B。该泵应当在当由于水槽A已充满而水位控制装置使供水电磁阀关闭的时刻或之后立即起动。只要泵B一接通，水就立即从泵流入管子G，将水供给蒸发式冷却器的冷却垫。

管子G中的压力使水开始流入容器E，从而使单向放泄阀S关闭，并防止水继续流入或流出容器E。

这一步操作是必需的，因为否则当水槽A充满时只要水位控制装置Z断开进入蒸发式冷却器的供水，容器E就会排空。

当蒸发式冷却器正在操作时，水通过冷却垫蒸发到空气流中，从而使水位控制装置Z断续地开通供水电磁阀C而保持水槽A中的满水位。如果当通向装置的供水电磁阀C断开而使容器E排空时，这将使放泄阀J开通而允许水从水槽A排出。

容器E中的排水是必需的，因为如果不安装排水，一旦充满，容器E将保持充满，而当断开蒸发式冷却器时不可能对水槽A排水。

当需要对水槽A排水时，就关闭入口电磁阀C并断开泵B。然后由于重力，水通过泵B沿反方向排出管子G和容器E。当由于水泵B不再抽水而单向放泄阀S上的压力已去掉时，单向放泄阀S开通，因此水能从容器E排出。

当水从容器E排出时，作用在连接杆H上的向下力减小，因为容器E的总重量减小。当足够的水已从容器E中排出时，将达到一个点，此时由弹簧I施加的向上力克服作用在其上的向下力，而容器E将围绕支点W转动而升高。当容器E升高时，外放泄阀套K也升高，从而在密封处N开通放泄阀J。当容器充水或排空时，弹性联轴器L可以允许容器E上下转动。

弹簧I必须设计成使其施加的向上力足以克服由空容器E产生的向下力、弹性联轴器L的移动阻力和放泄阀J的所有移动部件的重量。还需要一个补充的向上力，以保证放泄阀J开通。该力的程度应当设计成能克服放泄阀在关闭位置中可能的卡住，并应当也能保证当容器E排水时该放泄阀能以可接受的速率开通。

现在水能从水槽A排出，而水槽A保持排空，直到入口电磁阀C重新接通。

容器E的充水管的排放口在容器E的溢流点的上方，其距离用尺寸V表示。这设计成如果系统失灵可以防止水虹吸回流入主供水系统。高度V应当足够高，以保证该系统符合可能应用于安装的国家和地区的水槽充水系统的规定。

图6也没有图1至3中所示的挡板O。放泄阀J起初处在关闭位置。当水槽A需要充水时，水位控制装置Z(或任何其它合适的水位控制装置)将使供水电磁阀C开通而允许水流入放泄阀驱动浮体F。浮体F当其正充水时保持在一个最低的可能位置。当充水过程继续时，浮体F开始溢流到水箱R中。

放泄阀J由于通过连接杆H施加放泄阀J的放泄阀套K上的力而保持关闭。驱动臂Q在点T处连接在连接杆H上。连接杆H由于弹簧I的作用和浮体F的重量通过驱动臂Q作用的向下力而被迫向下。在密封处N上的力使得水槽A不会漏水。

水箱R充满而开始溢流，水从溢流管U流入水槽A。

在接通泵B而由此使其操作之前，水从浮体F经水箱R中的溢流管和单向放泄阀S及泵B排入水槽A。如图1中的描述提到的，泵B是一离心式泵，当其不运转时，水通过泵沿反方向自由流动。

浮体F保持充满，因为水从浮体流出的速率小于通过其充水管流入的速率。从溢流管U流入主水槽A的水继续对水槽充水，直到水槽A充满，此时水位控制装置Z使供水电磁阀关闭。

一个从水位控制装置Z来的信号可用于起动泵B。泵B应当在当水位控制装置Z使供水电磁阀C关闭的时刻或之后立即起动。

只要泵B处在操作状态，水就抽入管子G而将水提供给蒸发式冷却器的冷却垫。

管子G中的压力使水开始流入浮体F，这转而使单向放泄阀S关闭，由此防止水通过单向放泄阀S继续流入或流出浮体F。这是必需的，因为否则在当水槽A充满时水位控制装置Z断开对蒸发式冷却器的供水的时候浮体F会开始排空的。

当蒸发式冷却器正在操作时，水蒸发到通过冷却垫的空气流中，从而使水位控制装置Z断续地开通供水电磁阀C，来保持水槽A中的满水位。

浮体F中的排水是必需的，因为如果不安装排水，一旦水充满，将保持充满，而当断开蒸发式冷却器时将不可能对水槽A排水。

如果当供水电磁阀C断开时流体F可以排空，那么这将使水槽A以下述方式排水。

当需要对水槽A排水时，就关闭入口电磁阀C和断开泵B。然后由于重力，水将通过泵B从管子G和浮体F排出。当由于水泵B不再抽水而单向放泄阀S上的压力已去掉时，单向放泄阀S开通，因此水能从浮体F排出。

当水从浮体F排出时，浮体开始浮在水箱R内的水中，并向连接杆P传递一个向上力，这将导致向连接杆H传递一个向上力。当从浮体F排出足够的水时，驱动臂Q将围绕支点W顺时针转动。连接杆H产生的向上力将克服把放泄阀J的外放泄阀套K保持在关闭位置的弹簧I的向下力。当放泄阀套K上升时，放泄阀J在密封处N开通，而水将从水槽A排出。

由连接杆H施加的向上力必须足够大，以克服弹簧I的向下力和作用于其上的其它向下力。需要一个补充的向上力并应当将其包括在该系统的设计中，以避免放泄阀J可能卡住在关闭位置中，并保证当浮体F排水时放泄阀J以可以接受的速率开通。

供水管流入浮体F的排水点高于溢流水位，其差距用尺寸V表示。这样设计是为了如果系统失灵可以防止水虹吸回流入主供水系统。高度V应当足够高，以保证该系统符合可能应用于安装的国家或地区中的水槽充水系统的规定。

可以理解，本发明不限于上面概括描述或例示的任何特定的实施例。

参照图7至10，该实施例是以参照图5描述的和图5中所示的设备的原理及有关描述为基础的。

单向放泄阀S可以在图7和8中1处所示的位置并入容器的主体。这可以证明是正确的，因为单向放泄阀S和容器E通常绝不会遇到比流入的供水更硬的(即含有易于结垢的溶解固体)或更不纯的物质。因此，放泄阀S不会失灵或堵塞，而放泄阀和容器E的内部即使经过长时间也不会显著地结垢。原因是，最初供给系统的水的一部分从容器E通过放泄阀S和泵B流入水槽A。这继续到泵起动或入口电磁阀C关闭。当泵B起动时，放泄阀S立刻关闭，这防止肮脏的、污染的或浓集了溶解固体的水到达该放泄阀。

容器E在图7中用平面图示出，在图8中用侧视截面立视图示出，而图9和图10用平面图示出箱盖。入口1接受从泵B来的水，入口2接受从控制放泄阀C来的水，引向管子3，管子3比水箱顶部边缘高出规定高度V。管子4形成水槽管U。盖子中升起的圆顶5提供隔板X的效果。孔6提供支点W，而孔7用于连接连接杆H。

标号清单

A    水槽

B    水泵

C    电磁阀

D    水位控制装置

E    容器

F    放泄阀驱动浮体

G    管子

H    连接杆

I    弹簧

J    放泄阀

K    放泄阀套

L    弹性联轴器

M    排水孔-水槽到废水池

N    排水密封处

O    挡板

P    连接杆-水箱浮体到驱动臂Q

Q    驱动臂

R    水箱

S    单向放泄阀

T    H到Q的连接点

U    水槽充水管

V    符合规定的高度

W    支点

X    隔板

Y    连接点—弹簧止动器

Z    控制入口电磁阀的水位控制装置

Claims (5)

1.一种用于定期地放卸一设施中液体的设备，该设施中液体被反复循环，否则会累积溶解的和/或悬浮的污染物，其特征在于，该设备包括水槽、一个液体容器、用于在该设施操作期间使该容器交替地充水和排水，从而改变该容器的重量或浮力或者该容器中的浮体高度的充水和排水机构、将该容器接通到一放泄阀上从而当超过一给定的临界重量或者一给定的临界浮力或降低一给定的临界浮体高度时驱动该放泄阀的接通机构。

2.一种如权利要求1中所述的设备，其中水通过泵的连接而从该设施的水槽循环到冷却机构，其特征在于，该容器为水箱，其被包含在该循环连接中或通过旁路被接通到在该循环连接上，从而当该泵操作时充水而当泵停止时排水，该水箱被接通到在放泄阀上，该放泄阀适合于当水箱充水时关闭而当水箱未充水时开通。

3.一种如权利要求1中所述的设备，其中水通过泵的连接从该设施的水槽循环到冷却机构，并通过一个由水位感知机构控制的电磁阀对水槽供水，其特征在于，该容器为水箱，且从该放泄阀到水箱形成连接，该水箱有一个溢流管，用于将水溢流到水槽中，水箱连接在放泄阀上，该放泄阀适合于当水箱充水时关闭而当水箱未充水时开通。

4.一种如权利要求1中所述的设备，其中水通过泵的连接从该设施的水槽循环到冷却机构，并通过一个由水位感知机构控制的电磁阀对水槽供水，其特征在于，该容器为水箱，且从该放泄阀到该水箱形成连接，该水箱有一个溢流管，用于将水溢流到水槽中，该水箱保持一个放泄阀驱动浮体，该浮体当水箱中水位上升时上升并连接在放泄阀上以使其关闭，并且当水箱中水位下降而将浮体随后下降时允许放泄阀开通。

5.一种如权利要求1至4中任何一项所述的设备，其特征在于，设有一个弹簧，该弹簧对该放泄阀提供一向上/向下力，以偏压该放泄阀使其开通，当容器充水或浮体上升时该放泄阀关闭。

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