CN103575472B - 漏液检测和过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种漏液检测和过滤装置，包括：壳体，其具有用于接受待处理气体的气体入口，以及用于排出经处理气体的气体出口；位于壳体内上方并与气体出口连通的过滤净化单元，用于对进入壳体的气体进行气液分离过滤；以及位于壳体内下方的检测单元，其具有液位开关和液位检测电路，该液位开关在壳体内的液位达到设定值时闭合，接通液位检测电路，从而使得设置在液位检测电路内的报警器发出报警信号。本发明能够有效地分离油和气，防止膜片破裂后泄漏的液压油进入后续的设备，对下游的工艺管线、设备、仪表、分析仪器等起到很好的保护作用。

Description

漏液检测和过滤装置

技术领域

本发明涉及一种漏液检测和过滤装置，尤其是用于在膜式压缩机中对膜片破裂后的含漏油的气体进行检测和过滤的装置。

背景技术

膜式压缩机是一种工业上广泛应用的压缩机。通常来说，在膜式压缩机两侧的气缸中都设置有金属膜片，以将整个缸室分为油室和气室两个部分。在压缩机的正常运行过程中，油室内充满着液压油。在油室底部活塞的驱动下，油室中的液压油挤压膜片，使膜片产生变形，从而进一步压缩气室中的气体。由此，气室中的高压气体冲出排气阀而排出到压缩机之外，并经过设置在排气阀后部的工艺管道输送到需要该高压气体的各个设备中。在正常的运行条件下，膜式压缩机气缸的油室中的液压油和气室中的气体被金属膜片完全隔绝开，彼此之间不可能发生接触。

然而，在长时间的运行过程中，用于分隔油室和气室的金属膜片常常会因为金属疲劳而发生破裂，这将导致液压油通过破裂口而进入到气室中，使得气室中的工艺气体被液压油所污染。此外，随着气流的运动，液压油会被带入到下游的工艺管线、设备、仪表、分析仪器以及催化剂床层等部位。这轻则会引起管线和设备堵塞，重则能造成下游仪器、仪表中的检测器被液压油污染而失灵。在极端的情况下，这甚至会造成反应器、催化剂床层被液压油污染后引发“飞温”、“爆炸”等一系列恶性事故。

中国专利CN 201560945 U公开了一种空气压缩机的集成油气分离装置。在该装置中，将从空气压缩机的排气口中排出的气体经过粗分构件内的多块挡板实现碰撞分离，使99％以上的油分留在粗分腔室内。然而，这种装置需要比较大的设备和复杂结构，制造难度大，成本高。专利文献US2010132550A1公开了一种用来分离和除去厨房油烟的抽烟气装置。该装置通过使用3-4大气压的水形成水帘冷凝来除去大部分烟气。然而，所引入的水会对设备造成腐蚀，这显然不适用于压缩机的应用。专利文献US2010224080 A1公开了使用了真空抽提的方法来将液体油污分离去除，然而这需要保持一定的真空度。

发明内容

针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于膜式压缩机的漏液检测和过滤装置，其能够在膜片破裂且液压油泄露时及时地发出报警信号，提醒操作人员注意膜片已经破裂。此外，本发明的另一个目的是提供一种用于膜式压缩机的漏液检测和过滤装置，其能够有效地过滤和分离气流中的液压油，避免污染下游的设备。

根据本发明，提供了一种漏液检测和过滤装置，包括：壳体，其具有用于接受待处理气体的气体入口，以及用于排出经处理气体的气体出口；位于壳体内上方并与气体出口连通的过滤净化单元，用于对进入壳体的气体进行气液分离过滤；以及位于壳体内下方的检测单元，其具有液位开关和液位检测电路，该液位开关在壳体内的液位达到设定值时闭合，接通液位检测电路，从而使得设置在液位检测电路内的报警器发出报警信号。

在一个实施例中，过滤净化单元包括同轴设置的均带有侧壁开口的内管和外管。内管与气体出口连通。在内管的内部设有第一滤芯，在内管和外管之间设有第二滤芯，其中第一滤芯和第二滤芯均设置成允许气体分子通过而不允许液体分子通过。

优选地，第一滤芯具有比第二滤芯更小的空隙率。第一滤芯和第二滤芯的空隙率可选自1×10^-8到1×10^-3m的范围内。

在一个优选的例子中，在外管的外侧设有用于支撑第一滤芯和第二滤芯的支撑层。

在一个实施例中，液位开关包括设置在保护罩内的上方固定触点和下方可动触点，以及位于保护罩下方的能绕支点枢轴转动的浮球。浮球与下方可动触点具有相同的磁极性，使得浮球在随液位上升而向上运动时能迫使下方可动触点也向上运动，直至下方可动触点与上方固定触点相接触。浮球优选为空心的。

浮球和/或保护罩可由选自金属、合金、金属氧化物、石墨、高分子有机材料、陶瓷、玻璃、木质纤维中的材料制成，优选由高分子有机材料制成。

在一个具体实施例中，浮球通过支杆与支座相连。浮球包括安装在支杆末端的无磁性的浮球体，以及安装在支杆中部的带有磁性的磁性触点。优选地，下方可动触点、上方固定触点和磁性触点的位置设置成基本上纵向地对齐。

优选地，报警器为设置在壳体之外的声光报警器。

根据本发明，还提供了一个附加的检测单元，以便为整个装置的报警功能提供额外的安全保障。该附加的检测单元包括处于过滤净化单元内且分别连接到液位检测电路的两端的固定的无磁触点和可动的磁性触点，以及位于过滤净化单元的外壁上的永磁体。该永磁体具有与磁性触点相反的极性，从而吸引磁性触点而使之和无磁性触点在常态下彼此分开。此时，液位检测电路不会因此而接通。然而在过滤净化单元内的液位达到预定值时，由于油膜的形成导致磁场强度发生变化，永磁体对磁性触点的吸引力会减小，导致磁性触点逐渐向无磁性触点靠拢，直至相互间形成接触。由此，液位检测电路闭合，从而触发报警。

优选地，壳体由通过法兰连接的上壳体和下壳体构成，其中过滤净化单元设置在上壳体中，而检测单元设置在下壳体中。

根据本发明的漏液检测和过滤装置优选地用于膜式压缩机。其中，气体入口与膜式压缩机的排气口相连。

本发明能够有效地分离油和气，防止膜片破裂后泄漏的液压油进入后续的设备，对下游的工艺管线、设备、仪表、分析仪器等起到很好的保护作用。与现有技术相比，本发明具有以下突出的优点及效果：(1)过滤净化单元不需要额外的动力，能够在压缩机自身的压力作用下实现气液分离，使得洁净的气体离开压缩机，而分离出来的液压油在重力作用下汇集到装置的底部；(2)检测单元根据磁极相互作用原理，通过在底部液压油浮力的作用下使金属触点接触，导致液位检测电路闭合来自动地实现报警；(3)整个装置的结构简单、检测可靠，并且易于制造，成本低。

附图说明

下面将结合附图来对本发明优选实施例进行详细描述。容易理解，这些附图仅是用于说明本发明，并不构成对本发明的限制。

图1显示了根据本发明的第一实施例的漏液检测和过滤装置的示意图；

图2显示了图1所示漏液检测和过滤装置的过滤净化单元的结构；

图3显示了图1所示漏液检测和过滤装置的检测单元的结构，其中图中左部的虚线显示了空心浮球和下方触点的上升位置。

图4显示了根据本发明的第二实施例的漏液检测和过滤装置的示意图；

图5显示了图4所示实施例中的额外检测单元。

具体实施方式

下面将结合在膜式压缩机中的应用来对本发明优选实施例进行详细描述。

图1显示了根据本发明的第一实施例的漏液检测和过滤装置100。如图所示，该漏液检测和过滤装置100包括壳体10，其例如可为大致圆柱体的形式。壳体10可以为一体式的，也可以如图所示地分成两个部分、即上壳体11和下壳体12，它们通过法兰装置13连接在一起。壳体10可由选自金属、合金、金属氧化物、石墨、高分子有机材料、陶瓷、木质纤维中的材料制成，优选由不锈钢材料制成。

在壳体10的上部、例如在上壳体11的侧壁上设有气体入口14，其与膜式压缩机(未示出)连通，用于接受来自膜式压缩机输出的气体。如上所述，该气体中可能含有液体，即液压油。在本文中，除非另有说明，否则用语“气体”应理解为气体或含有液体(如液压油)的气液混合物。在壳体10的顶部设有气体出口15，用于将在漏液检测和过滤装置100中进行了处理的气体输出到外部，以供下游的相应设备使用。在图示实施例中，气体入口14和气体出口15都采用法兰装置的形式，其例如由两个对接的法兰构成。在图2中详细显示了气体出口15由上法兰26和下法兰27构成的例子。容易理解，在壳体10上还可以附加地设置安全阀16、倒淋阀17和液位计18。这些都可以由本领域的技术人员根据具体情况的需要而容易地进行设计。

根据本发明，漏液检测和过滤装置100包括过滤净化单元20，其设置在壳体10的上部、例如上壳体11中。图2显示了过滤净化单元20的具体结构。如图所示，过滤净化单元20包括同轴地套叠在一起的空心的外管21和内管22。这两根管均具有处于相应外壁上的开孔。内管22与气体出口15连通。在图示实施例中，外管21和内管22均固定到气体出口15的下法兰27中，例如通过焊接的方式。

在内管22的内部设有第一滤芯23，在内管22和外管21之间的空间内设有第二滤芯24。其中，第一滤芯23和第二滤芯24均选择成允许气体分子通过，而不允许更大的油分子通过。第一滤芯23和第二滤芯24可由选自金属、合金、金属氧化物、石墨、结晶盐、高分子有机材料、陶瓷、石棉、木质纤维中的一种或几种材料制成，优选由高分子有机材料制成。此外，第一滤芯23具有比第二滤芯24更小的空隙率，从而实现两级式过滤。第一滤芯23和第二滤芯24的空隙率例如可在从1×10^-8到1×10^-3m的范围内选择。在外管21的外壁上固定有起支撑滤芯作用的支撑层25。

通过上述设置，当气体经气体入口14进入到壳体10内时，其经过过滤净化单元20的第一滤芯23和第二滤芯24两次过滤，使得气体中所含的液压油被第一滤芯23和第二滤芯24截留，并逐渐在滤芯的表面富集，逐渐汇集并滴落到下壳体12的底部。经过滤后的不含液体的气体则经气体出口15排出，以供下游的相应设备使用。

根据本发明，漏液检测和过滤装置100还包括检测单元30，其设置在壳体10的下部、例如下壳体12中。图3显示了检测单元30的具体结构。如图所示，检测单元30包括液位检测电路35和液位开关40。其中，液位检测电路35例如可安装在壳体10之外，并包括报警器，例如声光报警器38。这样，在已经发生漏油的情况下，即便因某种原因没有触发报警回路，并且也未能通过液位计18观察到该过高的液位时，该声光报警器38也能够及时地报警。液位开关40安装在壳体10的内部。在液位检测电路35和液位开关40之间例如可安装法兰装置32。

根据本发明，液位开关40包括保护罩45，在保护罩45内安装了两个间隔开的触点，即上方触点41和下方触点42。上方触点41是固定的，其例如通过刚性的支杆47连接到液位检测电路35中。下方触点42是可动的，其例如通过柔性的支杆48连接到液位检测电路35中。上方触点41和下方触点42例如均可采用金属球的形式，不同之处在于，上方触点41不带磁性，而下方触点42带有一定的磁性。容易理解，上方触点41和下方触点42必须间隔开一段使得下方触点42不足以通过其磁性吸引上方触点41的距离。

液位开关40还包括设置在保护罩45的下方的空心浮球43。该空心浮球43通过支杆49固定在支点44上，可以围绕支点44作枢轴转动。容易理解，该支点44可布置在下壳体12的内壁上，或者布置在保护罩45的下壁上。在支杆49上还设置有磁性触点51，其带有与下方触点42同极性的磁性，在图示实施例中，磁性触点51和下方触点42均带有S极。容易理解，该磁性触点51也可与空心浮球43形成为一体。

通过上述设置，在由滤芯所截留下来的液压油汇集到壳体10的底部中时，空心浮球43会浮在液面上，并且随着液压油的累积而围绕支点44枢轴转动，从而逐渐向上运动。由此，磁性触点51也逐渐向上运动。当壳体10中的液压油达到设定的液位时，即当空心浮球43接近保护罩45达到预定的距离时，磁性触点51通过同性磁力对下方触点42施加排斥力，导致下方触点42也被迫向上运动，直至两个触点41和42彼此接触，如图3中左部的箭头和虚线所示。这将导致液位检测电路35闭合，从而触发声光报警器38发出报警信号，告知操作人员压缩机膜片已经破裂，并且液压油已经积累到一定高度。由此，操作人员可采取必要的应对措施，例如更换膜片等。

根据本发明，通过在壳体10内设置处于上方的过滤净化单元20和处于下方的液位检测单元30，就能够在对气体进行气液分离的同时监控漏油的量，不需要设置额外的动力源或输送管道。整个装置的结构紧凑、简单，检测结果有效、可靠。

图4显示了根据本发明的第二实施例的漏液检测和过滤装置200。如图所示，该漏液检测和过滤装置200与第一实施例的漏液检测和过滤装置100的区别仅在于，漏液检测和过滤装置200还额外地包括另一检测单元60。该检测单元60连接到液位检测单元30的液位检测电路35上，用于辅助液位开关40而提供附加的报警功能。

图5显示了检测单元60的具体结构。如图所示，在该实施例中，过滤净化单元20的第一滤芯23较第一实施例中的更短，由此在过滤净化单元20中留下了一个内腔29。附加检测单元60包括两个位于该内腔29中的触点，即固定的无磁触点61和可动的磁性触点62。这两个触点分别通过导线与液位检测电路35的两端相连。检测单元60还包括设置在支撑层25上的磁体63，其选择成与磁性触点62具有相反的极性。在图示实施例中，磁体63为S极而磁性触点62为N极。容易理解，磁体63也可为N极而磁性触点62为S极。附加检测单元60在穿过壳体的壁之处可安装有法兰装置65。

无磁触点61和磁性触点62设置成在不受到任何的外力作用时它们相互接触。在图示实施例中，磁性触点62处于图5中所示的左侧位置。然而，由于相反极性的磁体63的存在，其会对磁性触点62施加吸引力，导致在正常情况下磁性触点62被磁体63吸引，使得磁性触点62和无磁触点61相互间分开。在这种情况下，磁性触点62处于图5中所示的右侧位置。因此，液位检测电路35不会被接通。

根据本发明，当存在漏油时，少量泄漏的油会在过滤净化单元20上形成一层附着的油膜。随着油膜的增厚，它会改变磁性触点62和磁体63之间的磁场强度，降低它们之间的磁吸引力。这样，磁性触点62在其重力的作用下趋向于逐渐靠近无磁触点61，直到相互间形成接触，闭合液位检测电路35。此时便触发了报警信号的产生。这就为检测单元30提供了额外的安全度。也就是说，在特定情况下，例如在已经发生漏油的情况下因某种原因没有触发报警回路，此时液位开关会在过滤净化单元20内的漏油达到设定量时闭合，接通液位检测电路35，确保及时报警。

在一个优选实施例中，上方触点41、下方触点42和磁性触点51(或空心浮球43)的位置大致纵向地对齐，以促使空心浮球43对下方触点42施加作用力来实现触点41和42的彼此接触。

空心浮球43以及保护罩45可由选自金属、合金、金属氧化物、石墨、高分子有机材料、陶瓷、玻璃、木质纤维中的材料制成，优选两者均由高分子有机材料制成。

在上文中已经参考在膜式压缩机中的应用来对本发明进行了详细的描述。然而可以理解，本发明的检测装置可用于对任何含有相互间不发生化学反应的气液成分的气液混合物进行检测。本发明的检测装置不限于仅在膜式压缩机中使用，所检测的液体也不限于液压油。

容易理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种漏液检测和过滤装置，包括：

壳体，其具有用于接受待处理气体的气体入口，以及用于排出经处理气体的气体出口；

位于壳体内上方并与所述气体出口连通的过滤净化单元，用于对进入壳体的气体进行气液分离过滤；和

位于壳体内下方的检测单元，其具有液位开关和液位检测电路，所述液位开关在壳体内的液位达到设定值时闭合，接通所述液位检测电路，从而使得设置在所述液位检测电路内的报警器发出报警信号，

其中，所述液位开关包括设置在保护罩内的上方固定触点和下方可动触点，以及位于所述保护罩下方的能绕支点枢轴转动的浮球，其中所述浮球与所述下方可动触点具有相同的磁极性，使得所述浮球在随液位上升而向上运动时能迫使所述下方可动触点也向上运动，直至所述下方可动触点与所述上方固定触点相接触；

所述装置还包括另一检测单元，其包括处于过滤净化单元内且分别连接到液位检测电路的两端的固定的无磁触点和可动的磁性触点，以及位于过滤净化单元的外壁上的永磁体，所述永磁体具有与磁性触点相反的极性，从而吸引磁性触点而使之与无磁触点分开。

2.根据权利要求1所述的漏液检测和过滤装置，其特征在于，所述过滤净化单元包括同轴设置的均带有侧壁开口的内管和外管，所述内管与所述气体出口连通，在所述内管的内部设有第一滤芯，在所述内管和外管之间设有第二滤芯，其中所述第一滤芯和第二滤芯均设置成允许气体分子通过而不允许液体分子通过。

3.根据权利要求2所述的漏液检测和过滤装置，所述第一滤芯具有比所述第二滤芯更小的空隙率。

4.根据权利要求2或3所述的漏液检测和过滤装置，其特征在于，所述第一滤芯和第二滤芯的空隙率选自1×10^-8到1×10^-3的范围内。

5.根据权利要求2或3所述的漏液检测和过滤装置，其特征在于，在所述外管的外侧设有用于支撑所述第一滤芯和第二滤芯的支撑层。

6.根据权利要求1所述的漏液检测和过滤装置，其特征在于，所述浮球和/或所述保护罩由选自金属、石墨、高分子有机材料、陶瓷、木质纤维中的材料制成。

7.根据权利要求6所述的漏液检测和过滤装置，其特征在于，所述浮球和/或所述保护罩由高分子有机材料制成。

8.根据权利要求1,6,7中任一项所述的漏液检测和过滤装置，其特征在于，所述浮球通过支杆与支座相连，并且支杆包括安装在支杆末端的无磁性的浮球体，以及安装在支杆中部的带有磁性的磁性触点。

9.根据权利要求8所述的漏液检测和过滤装置，其特征在于，所述下方可动触点、上方固定触点和磁性触点的位置设置成纵向地对齐。

10.根据权利要求1所述的漏液检测和过滤装置，其特征在于，在过滤净化单元内的液位升高时，永磁体对磁性触点的吸引力减小，使得磁性触点在自身重力的作用下向无磁触点靠拢，直至磁性触点和无磁触点相互间接触。

11.根据权利要求1,2,3,6,7中任一项所述的漏液检测和过滤装置，其特征在于，所述壳体由通过法兰连接的上壳体和下壳体构成，其中所述过滤净化单元设置在所述上壳体中，而所述检测单元设置在所述下壳体中。

12.根据权利要求1,2,3,6,7中任一项所述的漏液检测和过滤装置，其特征在于，所述气体入口与膜式压缩机的排气口相连。