CN103890478A - 从压力气体系统中自动排出冷凝液的改进型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种借助冷凝液排除器从压力气体系统自动排出冷凝液的方法，其中，冷凝液排出器具有一个冷凝液收集区域、一个检测收集区域冷凝液的传感器以及一个从收集区域排出冷凝液的可控制排出阀，该方法以可重复的时间顺序具有以下步骤：在规定的收集时间内收集冷凝液的收集步骤（S1，S2，S3，S4）；紧接收集步骤（S1，S2，S3，S4）的检测步骤（D1，D2，D3，D4），借助传感器对收集区域的冷凝液进行检测；只要在检测步骤中检测到收集区域存在冷凝液，在规定的排出时间内对冷凝液进行排出的排出步骤（A1，A2，A4）；其特征在于，在第一次或者最晚在重复检测步骤（D1，D2，D3，D4）中检测出冷凝液时，至少对随后的收集步骤，尤其是下一个收集步骤的收集时间进行缩短，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出时间进行延长，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出阀打开度进行增大；在第一次或者重复检测过程中在收集区域未检测到冷凝液时，对至少一个随后的收集步骤，尤其是下一个收集步骤的收集时间进行延长，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出时间进行缩短，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出阀打开度进行缩小。

Description

从压力气体系统中自动排出冷凝液的改进型方法

技术领域

本发明涉及一种借助冷凝液排出器以及配备相应控制和监控电子装置的冷凝液排出器从压力空气系统中自动排出冷凝液的方法。

背景技术

在压力气体系统，例如压力空气系统中，会出现本质上由水和油组成的冷凝液，例如压缩机的润滑剂和气体中的水分混合形成的冷凝液。该冷凝液通常会因为污染、堵塞和腐蚀对压力气体系统的正常使用造成影响。因此必须对冷凝液进行收集，时不时地将其从封闭的压力气体系统中排出，尽可能不对气体或者压力空气造成较大数量的损失，从而导致系统压力显著下降。

已经公开的方法是，这一类的排出过程以规定的时间间隔进行实施。这种不是根据需求进行控制的方法的缺点在于，可能会因不需要的排出过程导致上文所述的压力损失。理想的情况是，对液位进行定量和持续的监控，从而使得排出过程的时间和时间点均根据液位加以控制。为了对液位进行定量测量，已经公开了的方法是使用配备浮子的冷凝液排出器，对此存在的危险是，可能会导致粘合，从而无法继续排出冷凝液或者由于压力气体不需要的排出造成压力气体损失。此外还公开了对液位进行监控的方法，例如通过测量电容。

虽然比较昂贵，但技术上可以实现对冷凝液的定量测量。但排出过程存在问题，因为为了对液位进行可靠的测量，应避免在积聚的、存在压力的冷凝液中形成湍流。该条件尤其在上述冷凝液排出器的通常体积较小的收集区域无法实现。换言之，液位监控在排出过程中通常“无法发挥作用”。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种借助冷凝液排出器从压力气体系统中自动排出冷凝液的方法，该方法可以确保借助冷凝液排出器自动排出冷凝液，并避免不必要的压力损失。此外，提供一种进行过相应改进的冷凝液排出器。该任务通过具有权利要求1特征的方法以及通过根据附属权利要求的冷凝液排出器加以解决。有利的实施形式是相关权利要求的对象。需要说明的是，在专利权利要求中单独说明的特征可以以任意、在技术上有意义的方式相互进行组合，并形成本发明的其他实施形式。说明，尤其是结合图纸的说明是对本发明的进一步阐述。

根据本发明的方法用于借助冷凝液排出器从压力空气系统，优先从压力空气系统中自动排出冷凝液，其中，冷凝液排出器具有一个冷凝液收集区域、一个位于收集区域中的冷凝液液位监控传感器以及一个可控制的、用于从收集区域排出冷凝液的排出阀。

根据本发明的方法原则上适用于任何类型的液位传感装置，例如可以对收集区域所有可能液位高度上的液位进行持续检测的定量传感装置。上述检测方法花费较高，因此优先仅对达到某规定液位，例如规定的最大液位进行检测。这一类的传感装置价格合理，且相对比较可靠。优先通过电容测量确定液位。

根据本发明的方法具有按时间重复的三个下述步骤。

第一个为收集步骤，在该步骤中，冷凝液在规定的收集时间被收集到冷凝液排出器的收集区域。

此外，在收集步骤后还存在一个随后的检测步骤。“随后”是指，不管收集区域是否存在冷凝液，检测步骤规定的时间点确定收集步骤的收集时间。根据本发明，为了对收集时间进行确定，可以在该时间点事先进行持续测量，以便对液位进行监控。如果在该时间点无冷凝液或者无足够的冷凝液，则不实施排出步骤，即跳过排出步骤，直接实施新的收集步骤。

此外，还存在一个排出步骤，在该步骤中，只要在上述检测步骤中检测出收集区域中存在冷凝液，通过将排出阀打开规定的排出时间将冷凝液从冷凝液排出器的收集区域排出。检测和排出之间可能存在的时间延迟加上规定的收集时间可以得出总的收集时间。

根据本发明，在第一次或者最晚在重复检测步骤中检测出冷凝液时，至少对随后的收集步骤，尤其是下一个收集步骤的收集时间进行缩短，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出时间进行延长，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出阀打开度进行增大；在第一次或者重复检测过程中在收集区域未检测到冷凝液时，对至少一个随后的收集步骤，尤其是下一个收集步骤的收集时间进行延长，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出时间进行缩短，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出阀打开度进行缩小。概念“缩短”、“缩小”或者“延长”、“增大”分别针对相对于上述相应步骤存在变化的当前步骤。

该方法的优点在于，尽管无法在排出过程中进行继续液位监控，但至少可以对排出过程中的时间、范围和/或时间点进行优化调节，通过对至少一个上述排出参数进行适当的变化，进一步避免不需要的排出过程，也可以是说无冷凝排出的排出过程。通过该规定，一方面可以实现在每个周期中收集相对于平均输送量尽可能少的冷凝液，另一方面可以实现尽可能少的排出步骤，通过在每个排出过程中将尽可能多的冷凝液收集在可用的收集区域（必要时也可以高于检测步骤规定的液位），但不会溢出至前部存储区域或者压力气体系统容器中，可以将因打开和关闭移动导致的排出阀的磨损维持在尽可能小的程度。

专业人员的任务在于，根据冷凝液排出器或者压力气体系统的结构情况，必要时根据少量实际试验对时间变化量进行相应的选择。根据本发明的方法适用于具有不同收集区域体积的冷凝液排出器，其体积范围从1ml至数十升，例如15ml至40升。

根据本发明方法的另一种实施形式，在第一次重复（即直接重复）检测收集区域的冷凝液时仅缩短下一个收集步骤的收集时间。为了对突然上升的冷凝液做出反应，优先在随后的收集步骤中第一次检测冷凝液时相对于上一收集步骤缩短收集时间。通过仅变化收集时间的限制，可以实现对冷凝液排出必要性的“适当”干预。因为压力气体系统中较大的压力损失会导致压力气体系统中的压力波动增大，因此缩短冷凝液排出过程的间隔是冷凝液检测的第一反应。

在再次重复时，可以既缩短时间间隔，也缩短排出时间。延长排出时间除了可以更快速清空冷凝液，也可以起到清洁的冲洗效果。

与之对应，在第一次在收集区域未检测到冷凝液时即可以延长收集时间，也可以缩短下一次排出步骤的排出时间。在第二次出现未检测到冷凝液的情况时，即可以缩短时间间隔，也可以缩短排出时间，从而将压力降减至最小。

为了改善维护工作的效率，根据本发明方法的另一种实施形式，在两次以上重复检测收集区域的冷凝液时发出一光学或者声音报警信号。

即使根据本发明检测步骤在排出过程前，且至少在排出过程开始前由于湍流赢避免检测过程，根据本发明，原则上不排除在排出过程中实施另一次液位测量步骤的可能性。例如可以设计另一个传感器检测排出过程中达到最低液位，以便对排出过程的实施加以监控。

根据本发明的一种优先使用的实施形式规定，在收集步骤中设计至少一个额外的测量步骤对液位进行监控。例如，在设计该测量步骤时使得可以借助可靠性检验对液位传感器的功能加以检验。此外可以设计另一个对中间液位或者最低液位进行测量的传感器。对于可靠性检测而言，在检测达到最大液位时的前提条件是达到中间或者最低液位的测量结果。在结果出现冲突时，可以发出声音或者光学故障报告或者警报。此外，可以根据至少一个测量步骤的结果对液位上升的速度进行估算。这可以用于在冷凝液快速进入时发出声音或者光学故障报告或者警报。

对于根据本发明方法的另一种优先使用的实施形式而言，根据液位上升进行估算的速度结果可以用于确定收集时间、排出时间和/或打开度的变化数量。也就是说，在冷凝液输入流量出现较大变化时，该估算值用于改变收集时间缩短或者延长和/或者排出时间和/或打开度减小或者增大的变化数值。例如，该速度根据排出过程结束和测量步骤中达到中间液位或者最小液位之间的时间段进行确定。

此外，本发明还涉及一种用于压力气体系统的冷凝液排出器，该排出器包含用于冷凝液的收集区域、用于监控收集区域中冷凝液液位的传感器、用于排出收集区域冷凝液的可控制排出阀以及电子控制和监控电路，其中，后者在设计时使得可以实施上述一种具有各自优点的实施形式。

为了降低出现故障的可能性，根据一种有利的实施形式，排出阀通过压力气体进行控制，冷凝液排出器此外还包含一种电磁控制阀，从而可以借助压力空气打开和关闭排出阀，例如通过施加压力关闭排出阀。

优先使用膜式阀作为排出阀，因为该发明具有特别低的故障率。

附图说明

本发明以及技术领域在下文中根据图纸进行详细说明。需要说明的是，图纸说明的是本发明的一种特别优先使用的实施形式，但本发明并不局限于该实施形式。其中：

图1：根据本发明的方法使用的冷凝液排出器的截面图；

图2：相关的示意流程图。

图1显示的是用于压力空气系统的冷凝液排出器（1）的截面图。在压力空气压缩过程中出现的冷凝液（2）通过输送管（3）输送至冷凝液排出器（1）。冷凝液（2）本质上为吸入此处未作说明的压力空气压缩机的环境空气的冷凝液体。此外，冷凝液还包含常见的油污状和颗粒状金属成分。

冷凝液（2）收集在冷凝液收集区域（4）中，在达到规定的液位（5）后通过安排在排出管道（6）中的排出阀（16）和排出口（18）排出。在图1所示的实施形式中，排出阀（16）为膜式阀。

设有对冷凝液收集区域（4）的液位进行定量测量的电容传感装置（7）。传感装置（7）包含至少一个测量电容器（8），该电容器具有根据冷凝液收集区域（4）中冷凝液（2）的液位不断变化的电容量。如果冷凝液（2）以电介质的形式进行流动，则通过电容量的变化可以对冷凝液收集区域（4）的液位进行电容测量。测量电容器（8）在第一个固定结构的电容器电极和冷凝液收集区域（4）的容器壁构成的第二个反向电极之间形成测量电磁场。即使在因压力空气管道中的铁锈或者压力空气压缩机中的油污形成较大污染时，所示的装置也非常可靠。传感装置（7）在安排时应使得，即使是在水流较大的冷凝液收集区域（4）中也存在一个冷凝液无法进入的整洁区域（9），以避免因覆层导致测量技术短路而形成测量错误。此外，传感装置（7）在一种此处未作说明的实施形式中包含另一个传感器，该传感器在另一测量步骤中检测是否达到收集区域（4）的最低位置。该传感器安排在收集区域（4）的下部区域。

整洁区域（9）由类似于潜水钟罩的缝隙（11）组成。在完全灌满水的收集区域（4）—即使超出最大液位（5）—在整洁区域（9），或者说类似于潜水钟罩的缝隙（11）中也无冷凝液（2）浸入。在整洁区域（9）的高于最大液位（5）处设有压力空气管道（13）的进气口。从进气口分流的压力空气用于控制排出阀（16）或者讲排气阀保持在关闭位置。对此设计有电磁阀（17），该电磁阀在所示的位置确保压力空气作用于排出阀（16）的膜片上，从而封闭排出管道（6），因此无冷凝液（2）被排出。电磁阀（17）包含一个线圈（12）和一个永磁体衔铁（10），该衔铁通过流经线圈的作用电流从静止位置，例如图1所示的排出阀（16）关闭位置对应的位置移动至给定位置。静止位置通过以下方式加以实现，即衔铁（10）再起端面上具有弹性密封材料，在重力和压力空气支持下，端面紧贴阀座（11）对压力空气排出阀（14）进行封闭，从而保持向排出阀（16）施加压力的状态。为了控制电磁阀（17），设有一电子控制和监控电路（15）。

该电路在设计时应使得，根据本发明的方法步骤在图2中部分所示的时间顺序沿t所示的箭头方向进行实施。根据本发明收集步骤为S1至S4，检测步骤为D1至D4，排出步骤为A1，A2和A4。此外还设有在收集步骤中实施的测量步骤。步骤S1至S4沿时间箭头t方向的延伸说明的是各自的收集时间。步骤A1，A2和A4沿时间箭头t方向的延伸说明的是各自的排出时间。在排出步骤A1，A2，A4过程中无检测步骤。

随着收集步骤S1的结束，在检测步骤D1中检测是否达到最大液位（5）。因为传感装置会显示达到的液位，排出阀（16）在排出步骤A1的排出时间内打开，以排出冷凝液。在排出时间结束后，排除阀（16）关闭。开始收集步骤S2。因为之前检测到冷凝液，所以收集时间缩短。对冷凝液检测的直接反应可以确保非常及时地排出冷凝液，以避免可能出现的过量积聚。收集步骤S2通过检测步骤D2结束。在步骤D2中检测出达到最大液位，则会使得一方面排出步骤A2中具有相对于上一排出步骤更长的排出时间，另一方面紧接排出步骤A2之后的收集步骤S3具有相对于之前的收集步骤S2更短的收集时间。在该收集时间结束后进行检测步骤D3。因为其结果为无冷凝液或者至少未达到规定的液位，则不实施排出步骤A3，而是继续实施新的收集步骤S4，其收集时间相对于之前的收集步骤S3进行延长。收集步骤S4在延长的收集时间和检测步骤D4后结束，检测步骤对是否需要排出步骤A4进行检测。排出时间根据检测步骤D3的中间结果相对于上一排出步骤A2进行缩短。该自动排出方法连续实施，所述的顺序仅为示例。在收集步骤S1至S4中安排的测量步骤M1至M4用于监控收集步骤S1至S4过程中的收集情况。测量步骤M1至M4显示达到中间或者最低液位，并确定结束和达到中间液位或者最低液位的时间。该时间可以估算冷凝液上升情况，从而至少在随后的收集步骤或者排出步骤中对收集时间和排出时间变化的变化值范围产生影响。此外，测量步骤也用于功能监控。

Claims (11)

1.借助冷凝液排除器从压力气体系统自动排出冷凝液的方法，其中，冷凝液排出器具有一个冷凝液收集区域、一个检测收集区域冷凝液的传感器以及一个从收集区域排出冷凝液的可控制排出阀，该方法以可重复的时间顺序具有以下步骤：

在规定的收集时间内收集冷凝液的收集步骤（S1，S2，S3，S4）；

紧接收集步骤（S1，S2，S3，S4）的检测步骤（D1，D2，D3，D4），借助传感器对收集区域的冷凝液进行检测；

只要在检测步骤中检测到收集区域存在冷凝液，在规定的排出时间内对冷凝液进行排出的排出步骤（A1，A2，A4）；

其特征在于，在第一次或者最晚在重复检测步骤（D1，D2，D3，D4）中检测出冷凝液时，至少对随后的收集步骤，尤其是下一个收集步骤的收集时间进行缩短，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出时间进行延长，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出阀打开度进行增大；在第一次或者重复检测过程中在收集区域未检测到冷凝液时，对至少一个随后的收集步骤，尤其是下一个收集步骤的收集时间进行延长，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出时间进行缩短，和/或对至少一个随后的排出步骤，尤其是下一个排出步骤的排出阀打开度进行缩小。

2.根据权利要求1控制压力气体系统中冷凝液排除器的方法，其特征在于，在检测步骤（D1，D2，D3，D4）中第一次检测出收集区域存在冷凝液后仅缩短下一次收集步骤的收集时间。

3.根据上述权利要求其中一项的控制压力气体系统冷凝液排出器的方法，其特征在于，在检测步骤（D1，D2，D3，D4）中第一次未检测出收集区域存在冷凝液时即延长下一个收集步骤的收集时间，也缩短下一个排出步骤的排出时间。

4.根据上述权利要求其中一项的控制压力气体系统冷凝液排出器的方法，其特征在于，在检测步骤（D1，D2，D3，D4）中多次重复检测出收集区域存在冷凝液时发出光学或者声音报警信号。

5.根据上述权利要求其中一项的控制压力气体系统冷凝液排出器的方法，其特征在于，在检测步骤（D1，D2，D3，D4）中由于超过规定的液位触发冷凝液的检测。

6.根据上述权利要求其中一项的控制压力气体系统冷凝液排出器的方法，其特征在于，在收集步骤（S1，S2，S3，S4）中至少设有另一个测量步骤（M1，M2，M3，M4）对收集步骤（S1，S2，S3，S4）中的液位进行监控。

7.根据上述权利要求其中一项的控制压力气体系统冷凝液排出器的方法，其特征在于，借助至少一个测量步骤（M1，M2，M3，M4）对液位上升的速度进行估算，并根据该估算确定收集时间、排出时间和/或打开度的各自变化量。

8.用于压力气体系统的冷凝液排出器（1），具有一个冷凝液（2）的收集区域（4）、用于对收集区域（4）中的冷凝液（2）进行液位监控的传感器、一个用于排出收集区域（4）中的冷凝液（2）的可控制排出阀（16）以及一个电子控制和监控电路（15），该电路在设计时使得可以实施根据权利要求1至5中一项的方法。

9.根据上述权利要求书的冷凝液排出器（1），其中，排出阀（16）通过压力气体进行控制，冷凝液排出器（1）包含一电磁控制阀（17），因此可以借助压力空气对排出阀（16）的打开和关闭进行控制。

10.根据上述两种权利要求其中一项的冷凝液排出器，其特征在于，排出阀（16）为膜式阀。

11.在压力空气系统中使用根据权利要求8至10其中一项的冷凝液排除器。

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