CN105521627A - 脱气模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱气模块(10)，该脱气模块(10)具有流体入口(34)、脱气部件(12)、流体出口(36)以及真空泵(20)。脱气部件(12)和真空泵(20)集成一体以形成包括安装接合部(30)的单元，流体入口(34)和流体出口(36)定位在该安装接合部(30)处。

Description

脱气模块

技术领域

本发明涉及具有流体入口、脱气部件、流体出口以及真空泵的脱气模块。

背景技术

流体的脱气从现有技术(例如，从EP0598424A2)中已知。特别是当流体待分析并且任何气体的出现都将妨碍分析或使该分析失真时，流体的脱气是有益的。

具体地，脱气模块在微系统工程中以及在极少量流体的分析中是有利的，因为在这些情况下精确计量是不可缺少的。由于气体的量将顶替液体体积，因此即使在待分析的样品中存在极少量气体也可能导致误差。但由于传送待检测液体的泵传送一定体积的流量，因此包含在流量中的任何量的气体将对实际所传送物质的量产生不利影响。

此外，在微系统工程中，经常利用光学方法来检测物质或成分。在这种情况下，同样，即使最小的气体微粒或其它的溶解气体将导致测量结果的失真，因为它们影响光的行进或引起散射。特别是在对待分析的样品加热时，或者当待分析的样品所受到的压力减小时，待分析的流体中的任何气体均导致严重后果，这是因为包含在流体中的气体在那时将极大程度地溶解。

广义上，用于脱气的脱气部件通过隔膜划分为彼此隔开的两个室。待被脱气的流体流动穿过两个室中的一个室，并且对另一个室施加真空。这致使包含在流体中的气体(至少部分地)穿过隔膜并且经由真空室吸掉。至于隔膜，例如可以使用PTFE(聚四氟乙烯)。

尽管现有的脱气部件具有令人满意的效果，但值得在结构方面对其进行改进。

发明内容

本发明提供了一种包括流体入口、脱气部件、流体出口以及真空泵的脱气模块，脱气部件和真空泵集成一体以形成包括安装接合部的单元，流体入口和流体出口定位在该安装接合部处。本发明所基于基本理念在于将流体脱气所需的部件集成一体从而形成可以作为成品模块安装的单元。这意味着没有必要建立任何外部软管连接件，或者为了特定部件的拆卸或维修而将它们再次断开。更确切地说，当安装脱气模块时，借助于安装接合部就能自动地确保流体入口和流体出口适当地连接至例如分析模块。

根据本发明的一种构型，提供了安装接合部，该安装接合部由脱气部件的壳体的侧面形成。这使所需部件的数量最少。

优选地，此处可以设置成使真空泵附接至脱气部件。在这种构型中，仅需要借助于安装接合部以合适的方式附接脱气部件。以这种方式，真空泵作为脱气模块的一部分而自动地被安装。

根据本发明的替代性构型，设置成由安装板的一侧形成安装接合部，真空泵和脱气部件中的至少一者附接至安装板。这种实施方式所基于的基本理念在于将安装接合部转移到单独的部件中，更具体地，转移到安装板中，这允许更高的灵活性并且允许将其他部件集成到脱气模块中。

优选设置成真空泵包括位于安装接合部处的传送出口。因此用于真空泵的单独的连接件是必需的，当脱气模块安装至分析模块时，例如，传送出口自动以适当方式连接。

根据本发明的一种构型，设置成脱气部件包括设置在真空室中的硅树脂软管。硅树脂软管是例如可以用来以合适的方法使各种流体——比如，饮用水——脱气的非常便宜的部件。

例如，如果打算主动地将已脱气的流体从脱气模块传送至分析模块，可以在脱气部件与流体出口之间设置流体泵。

根据本发明的优选构型，在流体入口与脱气部件之间设置有容器。基于该容器可以实现各种优点。首先，当要对来自加压系统中的流体进行分析时，容器可以用作“缓存器”。在这种情况下，流体被引入容器中，并且容器然后与流体系统断开连接。随后，可以在容器中建立适合于脱气模块的压力，例如，大气压力。容器还有益于下述效果：相对不费力地进行不同流体的脱气和随后的分析，而不会发生先前已脱气的流体污染当前正在被脱气的流体。为此，可以对容器进行简单的冲洗，从而将先前已脱气的流体的任何残余物移除。

优选地，在流体入口与容器之间设置有截止阀。截止阀可以用于毫不费力地使容器与经由流体入口所连接的流体系统的压力分离。

优选地，还设置成容器包括容器出口，该容器出口具有与其相关联的切换阀。容器出口允许对容器进行冲洗或洗涤，以便防止当前待分析的流体受到先前已分析的流体的污染。

容器出口优选地设置在容器的上部部段中。这允许容器出口也用于排出容器内的已经从包含在容器中的流体中分离出来的任何气体。

切换阀适于使容器出口与流体排放件连接，该流体排放件优选地定位在安装接合部处。因此，流体排放件也不需要位于脱气模块处的单独的外部连接件。

通风孔可以包括大气连通部和排放出口。例如，在冲洗容器的同时，流体可以经由排放出口而排出。大气连通部可以用于允许空气进入容器，以便将容器设定为处于大气压力。

根据本发明的另一构型，提供了转换阀，该转换阀允许经由大气连通部和排放出口中的一者通气。转换阀适于根据运行状态将容器出口连接至大气连通部或排放出口。

此处，可以设置成大气连通部和排放出口中的至少一者设置在安装接合部处。在这种情况下，同样，位于脱气模块处的任何外部连接件均是非必要的。

优选地，提供了可以借助于插头连接件连接的集成的控制电子装置。因此，除了也可以用于对真空泵供电的控制线路之外，脱气模块是“自给自足”的模块，例如，其不需要任何外部连接件或线路，因为其它连接件全部集成在安装接合部中。

本发明的有利的其他构型将通过从属权利要求而变得明显。

附图说明

下面将参照在附图中示出的各种实施方式对本发明进行描述，在附图中：

-图1示出了根据本发明的第一实施方式的脱气模块的立体图；

-图2示出了图1的脱气模块的第二立体图；

-图3示出了图1的脱气模块的俯视图；

-图4示出了图1的脱气模块的示意性仰视图；

-图5示出了图1的脱气模块的示意图；

-图6a至图6c示出了将真空泵连接至图1的脱气模块的脱气部件的一种选择方案；

-图7示出了根据本发明的第二实施方式的脱气模块的示意图；

-图8示出了图7的脱气模块的第二立体图；

-图9示出了图7的脱气模块的俯视图；

-图10示出了图7的脱气模块的仰视立体图；

-图11a至图11d示出了在图7的脱气模块中使用的安装板的细节；

-图12示出了根据第二实施方式的脱气模块的电路原理图；

-图13示意性地示出了根据第二实施方式的脱气模块的操作中的第一方法步骤；

-图14示意性地示出了第二方法步骤；

-图15示意性地示出了第三方法步骤；以及

-图16示意性地示出了在根据第二实施方式的脱气模块的操作中的第四方法步骤。

具体实施方式

图1至图4示出了根据第一实施方式的脱气模块10。

包括在脱气模块10中的基本部分是脱气部件12和真空泵20。

脱气部件12包括壳体14，在该壳体14中限定有真空室16。在真空室16内设置有隔膜18，此处，隔膜18呈由硅树脂制成的软管的形式。当流体流动穿过软管18并且真空室16通过真空泵20而被施加真空时，流动穿过软管18的流体以本身已知的方式被脱气。

真空泵20包括马达22和泵头24。泵头24直接附接至脱气部件12的壳体14，例如，用螺栓连接至脱气部12的壳体14。真空泵20的端口因此也在没有任何外部软管管路或其它必要的连接件的情况下直接连接至脱气部件12的壳体14中的合适的开口。

例如，在泵头与壳体之间设置有合适的密封装置，比如O型环。

脱气模块10构造有安装接合部30，该安装接合部30在此呈安装板32的底面的形式。

此处，安装接合部30具有集成在其中的流体入口34和流体出口36，该流体入口34和该流体出口36形成为安装板32中的开口，这些开口具有与其相关联的呈O型环38的形式的密封件。流体入口34与设置在真空室16中的软管18的一端紧密连接，并且流体出口36与软管18的第二端连接。安装板32安装至适当配置的、设置有用于供给和/或排放待脱气流体的开口的配对件，因此能够使脱气模块10流体连接。由于真空泵20牢固地附接至脱气部件12，因此真空泵20不需要单独地安装和流体连接。

为了附接安装板32，设置有多个紧固开口40，合适的紧固螺栓可以穿过所述多个紧固开口40配装。

脱气模块10还可以设置有图3中示意性示出的壳体42，从而保护脱气模块10不受环境的影响。在这种情况下，壳体42优选地设置有用于真空泵20的电连接的插头连接件(此处未示出)。

可选择地，脱气模块10还可以设置有将已脱气的流体泵送出脱气模块的流体泵44(参见图5)。

图6a至图6c示意性地示出了变型实施方式，其中，使用了两级真空泵20，该两级真空泵20的两个级以串联的方式连接至脱气部件12的壳体14的真空室16，以便获得更高的泵输出率。在图6a中，脱气部件12的壳体14的侧壁中的对应的开口15明显可见，真空泵20通过该开口15直接连接至真空室16。

图7至图11示出了根据第二实施方式的脱气模块10。对从第一实施方式已知的部件使用相同的附图标记，并且在此方面参考上述讨论。

第一实施方式与第二实施方式之间的本质区别在于，在第二实施方式中，在流体入口34与脱气部件12之间设置有容器50。特别是在脱气模块10连接至处于入口压力下的系统的情况下，容器50是有利的。一个示例是饮用水供给系统，每隔规律的时间间隔对来自该饮用水供给系统的饮用水进行采集和分析。

现在将参照图12在下文中对根据第二实施方式的脱气模块的结构进行描述。流体入口34具有与其相关联的截止阀52，该截止阀52在打开状态下允许流体从流体入口34流入到容器50中。在关闭状态下，确保了密闭的切断。容器50包括在容器的上部部段与容器50连接的容器出口54。容器出口54具有与该容器出口54相关联的切换阀56，该切换阀56优选地呈二位三通阀的形式。切换阀56的出口中的一个出口通向流体排放件58，并且切换阀56的另一出口通向通风孔60。

通风孔具有设置在其上的转换阀62，此处，该转换阀62形成为二位三通阀。根据转换阀62的切换位置，转换阀62或者使通风孔60与大气连通部64连接或者使通风孔60与排放出口66连接。

另外，在第二实施方式中，脱气模块10的各种连接件布置在安装接合部30中，即，此处，布置在安装板32的底面处。安装板设置有流体入口34和流体出口36两者，还设置有流体排放件58、大气连通部64以及排放出口66。

如图11a至11d中可以看出，安装板32设置有流体管道以及该安装板所需的连接部。为了更简单的制造，此处，安装板32呈复合部件的形式并且包括下部32u和上部32o。在下部32u中设置有各种管道结构以及朝向安装接合部30的开口，而上部32o设置成作为下部上方的盖，上部32o形成有向上朝向各种阀和其它部件的开口。上部和下部以流体密封的方式彼此连接，例如，面对面地粘结或焊接。

根据第二实施方式的脱气模块10可以以下述方式使用：

在第一步骤中(参见图13)，将截止阀52打开并且将切换阀56切换成使得容器出口54与流体排放件58相连接。这致使容器50被新的流体——即，随后将进行脱气继而被分析的流体——冲洗。维持这种状态直到容器50被完全冲洗(即，已将预先包含在容器50中的流体完全洗掉)并且容器50以当前待分析的流体填充的时候为止。

在第二步骤中，将截止阀52关闭，从而将脱气模块所连接至的流体系统的入口压力分离。此外，可以将切换阀56关闭。在这种状态下(参见图14)，包含除去在容器50中的流体中的气体的一部分可以。这些气体部分可能或者是直接通过流体入口34引入容器50中的气泡，或者可能是呈溶解在流体中的气体部分的形式。对于溶解的气体部分也可能因为流体在容器50中变热而导致脱气。

通过切换阀56将容器出口54与通风孔60连接，使得在容器50的上部积聚的气体部分经由容器出口54排出。

在示出的实施方式中，通风孔60设置有转换阀62，该转换阀62在朝向排放出口66的切换位置中用于利用受控的压降使容器出口54通气。当容器50中的压力处于大气压水平时，可以将转换阀62转换成将容器出口54与大气连通部64相连接。

如果流体排放件58处于大气压力下并且填充之后的容器50也因此处于大气压力下，则转换阀62和排放出口66可以省去，从而当将切换阀56打开时，容器出口54可以与大气连通部64直接连接，而不产生可能引起一定量的流体从容器50中喷出的压力波动。

当容器50处于大气压力时(参见图16)，容器50中的流体可以传送通过脱气部件12并且从脱气部件12传送至流体出口36。在该过程中，流体在脱气部件12中进一步被脱气。

如果在容器50的内壁上产生小气泡或者小气泡一直粘附于容器50的内壁，则这不是关键性的，因为容器50与脱气部件12之间的连接部设置在容器50的下部中。因此气泡将不会移动至系统中，而是能通过降低液面来消除起泡。

也可以将控制电子装置(此处未示出)集成到脱气模块10中，使得整个脱气模块10可以经由单个插头驱动。控制电子装置可以确保各种阀52、56、62在每次流体分析之前以适当的方式打开和关闭以适当地填充容器50。

Claims (18)

1.一种脱气模块(10)，包括流体入口(34)、脱气部件(12)、流体出口(36)以及真空泵(20)，其中，所述脱气部件(12)和所述真空泵(20)集成一体以形成包括安装接合部(30)的单元，所述流体入口(34)和所述流体出口(36)定位在所述安装接合部(30)处。

2.根据权利要求1所述的脱气模块，其特征在于，所述安装接合部(30)由所述脱气部件(12)的壳体(14)的侧面形成。

3.根据权利要求2所述的脱气模块，其特征在于，所述真空泵(20)附接至所述脱气部件(12)。

4.根据权利要求1所述的脱气模块，其特征在于，所述安装接合部(30)由安装板(32)的一侧形成，所述真空泵(20)和所述脱气部件(12)中的至少一者附接至所述安装板(32)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的脱气模块，其特征在于，所述真空泵(20)包括位于所述安装接合部(30)处的传送出口。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的脱气模块，其特征在于，所述脱气部件(12)包括设置在真空室(16)中的硅树脂软管(18)。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的脱气模块，其特征在于，设置有流体泵(44)，所述流体泵(44)设置在所述脱气部件(12)与所述流体出口(36)之间。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的脱气模块，其特征在于，设置有容器(50)，所述容器(50)布置在所述流体入口(34)与所述脱气部件(12)之间。

9.根据权利要求8所述的脱气模块，其特征在于，在所述流体入口(34)与所述容器(50)之间设置有截止阀(52)。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的脱气模块，其特征在于，所述容器(50)包括容器出口(54)，所述容器出口(54)具有与其相关联的切换阀(56)。

11.根据权利要求10所述的脱气模块，其特征在于，所述容器出口(54)布置在所述容器(50)的上部部段中。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的脱气模块，其特征在于，所述切换阀(56)适于使所述容器出口(54)与流体排放件(58)连接。

13.根据权利要求12所述的脱气模块，其特征在于，所述流体排放件(58)位于所述安装接合部(30)处。

14.根据权利要求10至13中的任一项所述的脱气模块，其特征在于，所述切换阀(56)适于使所述容器出口(54)与通风孔(60)连接。

15.根据权利要求14所述的脱气模块，其特征在于，所述通风孔(60)包括大气连通部(64)和排放出口(66)。

16.根据权利要求15所述的脱气模块，其特征在于，设置有转换阀(62)，所述转换阀(62)允许经由所述大气连通部(64)和所述排放出口(66)中的一者通气。

17.根据权利要求15或权利要求16所述的脱气模块，其特征在于，所述大气连通部(64)和所述排放出口(66)中的至少一者设置在所述安装接合部(30)处。

18.根据前述权利要求中的任一项所述的脱气模块，其特征在于，设置有集成的控制电子装置，所述集成的控制电子装置能够借助于插头连接件进行连接。