CN103471169A - 智能真空脱气系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能真空脱气系统及其控制方法，包括主管、进水管、过滤器、电磁阀、雾化喷嘴、真空罐、气体单向阀、自动排气阀、磁翻板液位计、压力变送器、真空泵、温度传感器、泄水阀、抽水泵、止回阀、出水管和PLC控制柜等智能真空脱气系统，还包括智能真空脱气系统的控制方法。所述的控制方法是根据液位来控制电磁阀的开关和抽水泵的启停，并具有安全保护压力判断功能，同时真空泵的启停则由真空罐内压力来控制。所述的PLC控制柜可采集液位、温度和压力信号，按照本发明所述的控制方法和流程来控制电磁阀、真空泵和抽水泵的运行。采用本发明所述的系统和控制方法可高效脱除水中溶解和游离的气体，解决水系统的流动阻力，实现节能节电运行，可广泛应用于供热系统和生活热水系统等液体循环领域。

Description

智能真空脱气系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种智能真空脱气系统及其控制方法，具体是涉及一种可根据空气在水中的溶解度随压力变化的规律，依据特定的运行步骤和控制方法，自动控制真空脱气系统中电磁阀、抽水泵及真空泵等设备的运行，实现自动脱气，本发明适用于供热系统和生活热水等水处理系统。

背景技术

在供热系统中，水中含有大量的溶解气体，会形成气阻，使热水循环不畅，从而引起采暖用户暖气不热，供热单位经常需专人现场手动多次排气，有些住户甚至自己放水排气，增加了人工成本和运营费用，也会导致水泵能耗增加。若供热系统的补水未经过除氧设备脱气处理，当末端采暖用户放水，热源处补水量会越多，进入供热系统内的溶解气体也相应增加，如此形成了恶性循环，要从根本上解决这个问题，就需在补水和供热系统循环水进行脱气处理。

在供热系统中应用越来越多，市场上的真空脱气机种类较多，控制方法也千差万别，有的采用时间控制，有的采用压差控制，大部分都是按照设定的时间和压差来控制，并未按照供热系统实际的运行参数实时调整。若供热系统的水温变化，其运行时间和压差保持不变，则会影响脱气效果。供热系统的实际水温是不断变化的，运行维护人员很少调整设定参数，且很难调整。本发明是提出了新的控制方法，可根据采集的实时参数进行控制，确保安全高效稳定运行。

发明内容

(一)要解决的问题

本发明的目的是提供一种真空脱气系统的控制方法，除去系统中溶解水中的气体，解决供热水系统的气阻和因气阻引起用户不热的问题。

(二)智能真空脱气系统

本发明的真空脱气系统包括真空罐、磁翻板液位计、压力变送器、抽水泵、真空泵、自动排气阀、电磁阀、雾化喷嘴、气体单向阀、止回阀、排污阀、过滤器、温度传感器、主管、进水管、出水管和PLC控制柜等组成。其特征是进水管上安装有过滤器、电磁阀和雾化喷嘴后，其中雾化喷嘴在真空罐内，所述的真空罐上安装有温度传感器、压力传感器和磁翻板液位计等；所述的真空泵通过排气管与真空罐相连；所述的抽水泵通过出水管与真空罐相连，抽水泵的出口处安装有止回阀，防止真空状态下系统水倒流；所述的真空罐的进水管和出水管异侧布置，进水管布置在真空罐上部，出水管布置在真空罐下部，进出水管异侧布置可防止进水管连接处漏水进入抽水泵电机内；所述的自动排气阀安装在真空罐顶端，自动排气阀与真空罐间安装有气体单向阀；所述的排污阀安装于真空罐下部；所述的PLC控制柜采集温度信号、压力信号和液位信号，控制电磁阀的开关及真空泵与抽水泵的启停。

(三)智能真空脱气系统的控制方法

智能真空脱气系统的控制方法，根据PLC控制柜采集的液位与设定的上、下限液位进行比较，控制电磁阀的开关和抽水泵的启停，在抽真空过程中具有安全压力保护功能，其中安全保护压力等于汽化压力与富裕压力之和；真空泵的启停根据真空罐内压力来控制，即当真空罐内压力在安全保护压力和0.09Mpa之间时真空泵运行。其控制步骤为：

(1)进水阶段：电磁阀接到控制柜的开启信号后，进水电磁阀开启，需处理的水先经过滤器过滤后进入真空罐内，雾化喷嘴将进水雾化后喷入真空罐内。

(2)抽真空阶段：当真空罐内注满水后，电磁阀关闭，抽水泵启动，液位逐渐下降，压力逐渐降低直至出现真空。

(3)脱气阶段：在真空状态下，水中的溶解气体和游离气体逐渐析出，真空泵在真空状态下启动，将析出的气体抽走。当罐内压力为负压时，气体经由真空泵吸走排出；当罐内压力为正压时，真空泵停止运行，真空罐内剩余的气体经自动排气阀排出。

本发明所述温度传感器、压力变送器和磁翻板液位计输出的模拟量信号转换为4～20mA电流信号传送到PLC控制柜，PLC控制柜按照既定的控制运算程序，输出多路数字信号来分别控制电磁阀的开关、抽水泵的启停和真空泵的启停，实现智能真空脱气系统的正常运行。

(四)有益效果

本发明的技术方案通过液位控制电磁阀的开关和抽水泵的启停，并根据压力控制真空泵的启停，同时具有安全压力保护功能，在确保真空脱气系统安全高效运行的情况下，使脱气量达到最大化。将该系统应用到供热水处理系统中，可有效降低管网气体阻力，降低水泵能耗，同时可缓解采暖住户因散热器内积气引起的不热问题。

附图说明

图1为本发明智能真空脱气系统图。

图2为本发明智能真空脱气系统控制流程图。

具体实施方式

以下附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1为智能真空脱气系统图，如图所示，智能真空脱气系统主要包括主管1、进水管2、过滤器3、电磁阀4、雾化喷嘴5、真空罐6、气体单向阀7、自动排气阀8、磁翻板液位计9、压力变送器10、真空泵11、温度传感器12、泄水阀13、抽水泵14、止回阀15、出水管16和PLC控制柜17。其特征在于：所述的过滤器3安装在进水管2上，防止杂质进入，堵塞自动排气阀8；所述的；所述的电磁阀4安装在进水管2上，控制水路的开关，开关速度快；所述的雾化喷嘴5安装在真空罐6内，使得进水呈雾状喷出，增加水在真空下的接触面积，强化脱气；所述的气体单向阀7安装在自动排气阀8之前，防止负压下外界气体进入真空罐内；所述的自动排气阀8安装在气体单向阀7之后，当罐内压力高于大气压时，气体单向阀7开启，气体由自动排气阀8排出；所述的磁翻板液位计9安装在真空罐6上，可实时显示罐内液位，并具有远传功能；所述的真空泵11安装在真空罐6的顶端，在负压下真空泵11启动，吸走液体中析出的气体；所述的温度传感器12安装在真空罐6的底部，测量真空罐6内液体的温度，以确定该温度所对应的汽化压力；所述的泄水阀13安装在真空罐6的底部，在系统停止使用后，应关闭进水管2和出水管16上的球阀17，打开泄水阀13，排除真空罐6内的水；所述的抽水泵14安装出水管16上，工作时将真空罐6内的水抽至主管1；所述的止回阀安装在抽水泵14之后，防止在抽水泵14停止运行时，主管1内的水倒吸入真空罐6内；所述的PLC控制柜18主要将采集的数据信号进行分析，控制电磁阀4的开关和真空泵11与抽水泵14的启停，同时实时监测系统的各运行参数，实现智能真空脱气系统安全稳定运行。

图2为本发明智能真空脱气系统控制流程图，如图所示，进水阶段电磁阀开启，真空罐内液位逐渐升高，压力增大，当罐内压力在安全保护压力(即汽化压力与富裕压力之和)与0.09Mpa之间时，真空泵启动，否则真空泵停止运行；当真空罐内压力高于大气压0.1Mpa时，罐内的气体通过自动排气阀排出。当真空罐达到上限液位时(即注满水)电磁阀关闭，同时自动排气阀停止排气，抽水泵启动，真空罐内的液位会逐渐降低，罐内压力也降低。当罐内压力在安全保护压力与0.09Mpa之间时，真空泵运行；当罐内压力高于保护压力且达到设定下限液位时，抽水泵停止运行；当罐内压力小于等于安全保护压力时，抽水泵会立即停止运行。在抽水泵停止运行后，停滞一段时间后，进水电磁阀再开启，以便使罐内液体有足够的时间沉浸在真空环境中，增加增强脱气效果。

以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见的想到一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种智能真空脱气系统及其控制方法，包括主管、进水管、过滤器、电磁阀、雾化喷嘴、真空罐、气体单向阀、自动排气阀、磁翻板液位计、压力变送器、真空泵、温度传感器、泄水阀、抽水泵、止回阀、出水管和PLC控制柜等组成及真空脱气机的控制方法。本发明的控制方法其特征是根据真空罐内的液位和压力信号，根据特定的控制流程由PLC控制模块来控制电磁阀的开关、抽水泵和真空泵的启停，脱气过程中兼有安全保护压力判断，以确保脱气系统的安全运行。 

2.权利要求1所述的进水管和出水管，其特征是进水管的管径大于出水管的管径，以缩短进水时间，加快排气过程。 

3.权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征是将进水雾化，以增加水珠与真空的接触面积，提高脱气效果。 

4.权利要求1所述的过滤器，其特征是安装在进水管上，防止杂质进入罐内，堵塞自动排气阀。 

5.权利要求1所述的磁翻板液位计，其特征是显示真空罐的液位，具有外部显示和远传双重功能，适合就地读取和远程控制。 

6.权利要求1所述的真空脱气过程，其特征是包括进水和排气、抽真空、脱气三个过程，这三个过程依次往复循环进行。 

7.权利要求1所述的安全保护压力，其特征是在一定温度所对应汽化压力的基础上富裕的压力，即安全保护压力等于汽化压力与富裕压力之和，其功能是避免真空罐内压力低于汽化压力，防止水的汽化。 

8.权利要求1所述的真空泵在安全保护压力与绝对压力0.09Mpa之间 运行，即低于安全保护压力或高于绝对压力0.09Mpa，真空泵停止运行。 

9.权利要求1所述的电磁阀的开关和抽水泵的启停，其特征是根据设定的上限液位和下限液位，并通过PLC模块所采集的电磁阀和抽水泵的数字量信号与真空罐内液位模拟量信号来控制电磁阀的开关和抽水泵的启停，同时兼有安全保护压力信号判断功能。真空泵的启停则是由根据压力变送器所采集的真空罐内压力信号来控制。 

10.权利要求9所述的PLC模块，其特征是所采集的信号包括温度、压力、液位的模拟量信号、电磁阀开关及水泵启停和抽气泵启停的数字量信号等，PLC模块所采集的信号传到PCL控制柜进行数据处理分析后，再经由PLC模块分路输出，从而实现真空脱气系统的智能化控制。 

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