CN105739578A - 一种智能真空脱气机的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能真空脱气机的控制系统及其控制方法。该系统包括控制器、脱气罐、增压泵、进水管路、第一出水管路和第二出水管路，脱气罐的入水口通过进水管路与水循环系统的出水口相连，脱气罐的出水口通过第一出水管路与增压泵相连，第二出水管路的一端与增压泵相连，第二出水管路的另一端与外部的水循环系统相连；进水管路设有电磁阀和温度传感器；智能真空脱气机设有实时在线气体监测装置、压力传感器和液位传感器；电磁阀、温度传感器、实时在线气体监测装置、压力传感器和液位传感器分别与控制器电连接；控制器通过高效自动控制模式和节能自动控制模式对系统进行控制。本发明可以实现实时气体、温度、压力在线和智能化控制。

Description

一种智能真空脱气机的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及脱气技术领域，尤其涉及一种智能真空脱气机的控制系统及其控制方法。

背景技术

真空脱气机是用于供暖、换热、制冷等涉及到水循环系统中的重要设备。因为在水循环系统中存在大量气体，如果不加以脱除系统容易产生气阻，从而造成局部或整个系统的循环不畅和冷热不均，并对系统内的设备和管路造成损坏。同时，由于水中含有溶解氧而使得供热(制冷)设备、管道和钢制散热器等末端设备腐蚀、穿孔、漏水，直接影响到整个系统的安全。同时系统中存有的气体会造成水泵的气蚀和轴承的磨损并在系统管网中产生噪音。

现有的真空脱气机一般是通过时间或液位来进行控制，存在耗能高、控制不准等缺陷。

发明内容

鉴于现有技术所存在的缺陷，本发明提供一种智能真空脱气机及其控制方法，可以实现实时气体在线、温度在线、压力在线和智能化控制。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种智能真空脱气机的控制系统，包括：控制器、脱气罐、增压泵、进水管路、第一出水管路和第二出水管路；

脱气罐的入水口通过进水管路与水循环系统的出水口相连，脱气罐的出水口通过第一出水管路与增压泵相连，第二出水管路一端与水循环系统的入水口相连，第二出水管路的另一端与增压泵相连；进水管路设有电磁阀和温度传感器；脱气罐的顶部设有实时在线气体监测装置、压力传感器和用于检测真空脱气机内的液面的液位传感器；

电磁阀、温度传感器、实时在线气体监测装置、压力传感器和液位传感器分别与控制器电连接；

控制器通过高效自动控制模式和节能自动控制模式对系统进行控制；高效自动控制模式，用于系统运行初期时的连续排气过程的控制；节能自动控制模式，用于系统中后期间歇排气过程的控制。

本发明的有益效果是：本发明所述的智能真空脱气机通过控制器、温度

传感器、压力传感器、气体在线传感器等可以实现对脱气罐的智能控制，

具有以下优点：

1、彻底消除气阻、气蚀等现象；

2、经过脱气处理的水用于换热器后，彻底消除换热器表面附着的微小气泡，提高换热效率；

3、彻底消除管网噪音；

4、脱气除氧效率大于99％；

5、延长设备的使用寿命；

6、缩短系统注水后调试的时间；

7、安装简单、方便、设备体积小节约占地空间；

8、降低循环泵功率率从而降低能耗；

9、节约人力成本。

本发明还提供一种智能真空脱气机的控制方法，包括以下步骤：

1)开启脱气罐和控制器；

2)进入参数设置，分别对时间参数、高效时间参数和节能时间参数进行设置，设置完成后保存确认参数；

3)参数设置完成后，控制器对启动运行条件进行判断，观察报警模块的提示情况，当报警模块有报警的提示时执行步骤4)，当报警模块无报警提示时执行步骤5)；

4)根据报警模块提示的进行故障判断，排除故障原因直至报警模块无报警提示，即故障解除，执行步骤5)；

5)在报警模块无报警的提示的情况下，选择工作模式，所述工作模式包括高效自动控制模式和节能自动控制模式；在高效自动控制模式和节能自动控制模式情况下启动整机系统；之后，观察气压在线监测模块、水压在线监测模块和温度在线监测模块的提示信息，气压在线监测模块提示真空脱气罐内气体含量较多、水压在线监测模块提示进水压力正常、温度在线监测模块提示供水温度正常时，当同时满足上述三种条件时，系统继续运行，系统继续运行，否则，系统停止。

采取上述技术方案的有益效果为：利用上述方法实现了气体在线、温度在线、压力在线等，操作简便，易于安装调试，经济实用。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，在初次使用时，在步骤1)和步骤2)之间还设有调试模式；进入调试模式后，观察开泵模块和开阀模块的提示情况；当开泵模块和开阀模块均提示正常时，执行步骤2)；当开泵模块和开阀模块提示工作异常时，根据提示的信息进行调整，直至开泵模块和开阀模块均提示正常时，再执行步骤2)。

采取上述技术方案的有益效果为：通过调试模式的设置，有利于快速启动系统,避免系统出现缺水或增压泵故障报警,避免人工无谓的去查故障。

进一步，针对开泵模块进行调整的方法为：检查供电电源及增压泵的电动机方向，调整后，重新选择开泵模块；针对开阀模块进行调整的方法为：检查电气线路及电磁阀动作，再重新选择开阀模块。

进一步，所述报警模块提示的报警信息包括：进水温度低报警、系统缺水报警、电动机故障报警、液位高报警和液位低报警；根据上述信息进行故障判断并排除故障。

进一步，当报警模块提示进水温度低时，检查进水过滤器是否堵塞，若有堵塞清理进水过滤器；当报警模块提示系统缺水时，检查供水系统压力和进水过滤器是否堵塞，并调节供水压力以及清理进水过滤器；当报警模块提示电动机故障时，检查控制器内部的电动机热继电器动作和增压泵的电动机是否缺相运行，根据检查的情况进行调整电动机；当报警模块提示液位高时，检查水泵单向阀是否卡死以及增压泵的电动机是否缺向运行；当报警模块提示液位低时，检查进水过滤器是否堵塞以及进水电磁阀是否有故障。

采取上述技术方案的有益效果为：通过上述信息便于使用者快速查找问题的源头，快速排除故障。

进一步，步骤2)中对时间进行参数设置包括：分段时间设定、星期设定和长期工作时间设定；当分段时间设定时，每天从0点到24点分别分多个时间段来控制系统启动或停止；当星期设定时，选择从星期一到星期日的任意开启或停止时间；当选择长期工作时，系统从星期一至星期日的每天0-24点不间断运行。

进一步，当进行分段时间设置时，设置多个时间段，每个时间段设定任意数值的小时和分钟。

采取上述技术方案的有益效果为：可以根据试用者的需求，设定不同的时间段，每个时间段设定不同的时间，很好的满足广大用户的需求，并且系统只有在需要时才运行。

进一步，步骤2)中，高效时间参数设置的方法为：首先设置电磁阀开阀时间，然后设置电磁阀的关阀时间；高效时间参数设置完成后保存确认参数。

采取上述技术方案的有益效果为：增压泵不间断的把脱完气的水补充到系统中,达到在最短时间让系统在无气环境下运行.加快了循环系统高效运行。节约人力排气.提高换热制冷效率。

进一步，步骤2)中，节能时间参数设置的方法为：首先设置电磁阀的开阀时间和增压泵的电动机开启时间，然后设置电磁阀的关阀时间和增压泵的电动机关闭时间；节能时间参数设置完成后保存确认参数。

采取上述技术方案的有益效果为：有效的控制增压泵的开启时间达到节能降耗的目的,精确脱气,只有在需要时才启动。

附图说明

图1为本发明所述的智能真空脱气机的主视图(透视图)；

图2为本发明所述的智能真空脱气机的俯视图(透视图)；

图3为本发明所述的智能真空脱气机的主视图；

图4为本发明所述的智能真空脱气机的侧视图(左视图)；

图5为本发明所述的智能真空脱气机的俯视图；

图6为本发明所述的智能真空脱气机的控制步骤示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、管箍，2、接头，3、过滤器，4、进水管路，5、电磁阀，6、温度传感器，7、脱气罐，8、排污球阀，9、第一出水管路，10、增压泵，11、第二出水管路，12、单向阀，13、实时在线气体监测装置，14、压力表，15、压力传感器，16、液位传感器，17、外壳，18、底座。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

如图1至5所示，一种智能真空脱气机包括：外壳17以及位于外壳17内部的增加泵10和脱气罐7。增加泵10和脱气罐7均位于底座18上。

外壳17对内部设备，例如脱气罐、增压泵等形成保护，有利于延长设备的使用寿命。

外壳17的一侧设有可打开或关闭的门，用以放入增加泵10和脱气罐7等设备，所述外壳17的内部设有控制器，所述外壳17的门上设有触摸屏，所述触摸屏与控制器通过信号线连接。通过触摸屏便于设置各项参数。

脱气罐7的顶部设有压力传感器15、压力表14、实时在线气体监测装置13、液位传感器16和进水管路4。所述压力传感器15、液位传感器16和实时在线气体监测装置13分别与设备的控制器通过信号线连接。

压力传感器15用于检测脱气罐的最高压力，压力传感器15设备本身所产生的电流信号通过信号线与设备的控制器相连接。压力表14用于观察脱气罐7内的压力，压力传感器15用于压力控制。

具体来说，在第一次运行,无论是第一次启动还是后续停机\断电等情况下的任何一次非连续运行系统准备启动时,进行最高压力判断,只有达到设定压力时系统才能正常工作。

压力表14用于检测脱气罐7的负压值，便于随时观察脱气罐7内的压力情况。

液位传感器16用于检测脱气罐7内的液位，并产生的电流信号，液位传感器16通过信号线与设备控制器相连。

实时在线气体监测装置13用于实时在线监测脱气罐7内的气体的状态，并通过控制器控制设备起停从而实现实时在线监测。实时在线气体监测装置13与设备控制器通过信号线连接。

实时在线气体监测装置13包括：压力开关、消声器、三通、单向阀和排气阀体，排气阀体的入气口与脱气罐的出气口机械连接，排气阀体的出气口与三通的入气口机械连接；三通的另两个出气口中，其中一个三通的出气口与压力开关机械连接，三通的另外一个出气口与消声器机械连接；在三通的出气口与压力开关机械连接处还设有单向阀。压力开关与设备控制器通过信号线连接。

压力开关检测到的信号可以传输至控制器，根据压力开关检测到的信号的判定，可以实现对脱气罐内气体的状态进行实时在线监测和控制，提高效率，降低耗能；安装消声器有利于降低噪音。

进水管路4的出水口与脱气罐7顶部的进水口机械连接，进水管路4的入水口穿过外壳17与外部设备或水循环系统的出水口机械连接，用于将外部设备或水循环系统的水引到脱气罐7。

进水管路4与脱气罐7顶部靠近处设有温度传感器6和电磁阀5，电磁阀5用于控制进水管路4内流体的开闭，所述电磁阀5和温度传感器6分别与控制器通过信号线连接。电磁阀5与控制器通过信号线连接，便于通过控制器来控制进水管路的开闭

进水管路4的顶部设有过滤器3、接头2、管箍1。进水管路4通过接头2、管箍1与外壳17固定。通过过滤器3去除杂质，保证水质，有利于提高设置的寿命。

增压泵10与脱气罐7通过第一出水管路9机械连接，具体地，脱气罐7的出水口与第一出水管路9的一端机械连接，所述第一出水管路9的另一端与增压泵10相连；第二出水管路11的一端与水循环系统的入水口相连，第二出水管路11的另一端与增压泵10相连。

脱气罐7的出水口位于脱气罐7的罐壁的下部。

第一出水管路9与脱气罐7的连接处设有排污球阀8，排污球阀8用于将脱气罐7中的杂质排出。第二出水管路11的顶端(即第二出水管路11与水循环系统的入水口相连的一端)设有单向阀12。单向阀12能够有效防止系统里的水在脱气罐7负压时从第二出水管11返回脱气罐7。

本发明所述的智能真空脱气机可以设置多台，形成智能真空脱气机组。多台智能真空脱气机之间可以采用并联的方式连接。

本发明采用实时气体在线、温度在线、压力在线、智能化控制。

本发明所述智能真空脱气机杜绝了传统脱气机的时间和液位控制能耗高控制不准确等缺点，本发明采用实时在线气体监测装置保证了有气体该设备工作，没有气体该设备停止，达到节能的目的；温度传感器实现了温度在线控制，保证了设备在脱气时不会因为由进水杂质太多堵塞管路造成的流量低以至于脱气效率低下的问题发生，它会及时报警进行排污；压力传感器实现了压力在线并能及时准确的反映脱气罐内的实时压力及所需要的控制启停压力，取代了由传统的液位计造成的浮球容易损坏容易误停机报警等问题。

当一束需要脱气的液体(例如：水)从外部设备经进水管路4流进脱气罐7，通过设过滤器3对水中的杂质进行拦截，过滤后的水在经过电磁阀5(同时实时在线温控启动、压力在线启动)进入脱气罐7，在脱气罐7中气水分离，接着进入下面的工作过程：

1、气水分离后的水依次通过第一出水管路9、增压泵10和第二出水管路11，最终送回外部的水循环系统参与循环，如此完成一个脱气周期。

2、气水分离后的气体，通过脱气罐顶部的实时在线气体监测装置排除(同时气体在线启动)从而完成一个排气周期。

本系统就是通过进水—脱气—排气—补水，不断的周而复始的循环最终达到把系统水中的溶解气体全部排出的目的。

一种智能真空脱气机的控制系统是通过控制器进行控制的，所述控制器为所述控制器为PLC控制器，是可编程控制器。

控制器通过高效自动控制模式和节能自动控制模式对系统进行控制；高效自动控制模式，用于系统运行初期时的连续排气过程的控制；节能自动控制模式，用于系统中后期间歇排气过程的控制。

具体操作时，可以通过触摸屏上进行相应的触屏操作触摸屏上可以显示开泵模块、开阀模块、报警模块等的图形界面，供使用者选择或设置。

如图6所示，该智能真空脱气机的控制方法包括以下步骤：

1)启动脱气罐7和控制器的开始按钮；

2)如果是初次使用进入调试模式，有开泵模块和开阀模块两个选项，开泵对应着增压泵10的控制，开阀对应着电磁阀5的控制。

选择开泵时，有两种情况，泵工作正常和泵工作异常，

当泵工作异常时，检查供电电源及增压泵10的电动机方向，调整后，再重新选择开泵；

选择开阀时，可能出现阀工作正常和阀工作异常，当阀工作异常时，检查电气线路及电磁阀动作，再重新选择开阀；

当同时显示泵工作正常和阀工作正常时，表明系统正常，可以进入下一步骤，即参数设置。

如果不是初次使用，该步可以省略，直接进入下一步骤,即参数设置。

3)参数设置，包括时间参数设置、高效时间参数设置和节能时间参数设置，设置完成后保存确认参数。

对时间进行参数设置包括：分段时间设定、星期设定和长期工作时间设定；当分段时间设定时，每天从0点到24点分别分多个时间段来控制系统启动或停止；当星期设定时，选择从星期一到星期日的任意开启或停止时间；当选择长期工作时，系统从星期一至星期日的每天0-24点不间断运行。

当进行分段时间设置时，设置多个时间段，每个时间段设定任意数值的小时和分钟。

高效时间参数设置的方法为：首先设置电磁阀5的开阀时间，然后设置电磁阀5的关阀时间；高效时间参数设置完成后保存确认参数。

节能时间参数设置的方法为：首先设置电磁阀5的开阀时间和增压泵10的电动机开启时间，然后设置电磁阀5的关阀时间和增压泵10的电动机关闭时间；节能时间参数设置完成后保存确认参数。

4)参数设置完成后，控制器对启动运行条件进行判断，所述启动运行条件包括液位、压力、温度等，具体的，例如：当液位为高液位、压力达到压力开关设定的压力且温度达到预设的温度时，上述三种条件均满足时，系统按照设定的工作模式(例如高效自动控制模式或节能自动控制模式)正常启动运行；上述任一条件不能满足时，系统不能按照设定的工作模式(例如高效自动控制模式或节能自动控制模式)正常启动运行。观察报警模块的提示情况，当报警模块有报警的提示时执行步骤5)，当报警模块无报警提示时执行步骤6)。

5)根据报警模块提示的进行故障判断，排除故障原因直至报警模块无报警提示，即故障解除，执行步骤6；

6)报警模块提示的报警信息包括：进水温度低报警、系统缺水报警、电机故障报警、液位高报警和液位低报警；根据上述信息进行故障判断并排除故障。

当报警模块提示进水温度低时，检查进水过滤器是否堵塞，若有堵塞清理进水过滤器；当报警模块提示系统缺水时，检查供水系统压力和进水过滤器是否堵塞，并调节供水压力以及清理进水过滤器；当报警模块提示电机故障时，检查控制器内部的电动机热继电器动作和增压泵10的电动机是否缺相运行，根据检查的情况进行调整电动机；当报警模块提示液位高时，检查水泵单向阀是否卡死以及增压泵10的电动机是否缺向运行；当报警模块提示液位低时，检查进水过滤器是否堵塞以及进水电磁阀是否有故障。

在报警模块无报警的提示的情况下，选择工作模式，所述工作模式包括高效自动控制模式和节能自动控制模式；在高效自动控制模式或节能自动控制模式情况下启动整机系统，

各个传感器监测开始，气体在线监测传感器检测到气体含量较多时，水压在线监测传感器检测到水压正常时，温度在线监测传感器检测到供水温度正常时，上述三个条件同时满足时，整机系统继续运行。假如气体在线监测传感器检测气体到含量较少时，水压在线监测传感器检测到进水压力低时，温度在线监测传感器检测到供水温度低时，整机系统停止。

上述描述中，“报警模块”、“气压在线监测模块”、“水压在线监测模块”、“温度在线监测模块”、“开泵模块”和“开阀模块”等均可以通过显示屏(例如触摸屏等)进行图形或文字显示，显示屏与控制器通过信号线连接。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能真空脱气机的控制系统，其特征在于，包括：控制器、脱气罐(7)、增压泵(10)、进水管路(4)、第一出水管路(9)和第二出水管路(11)；

脱气罐(7)的入水口通过进水管路(4)与水循环系统的出水口相连，脱气罐(7)的出水口通过第一出水管路(9)与增压泵(10)相连，第二出水管路(11)一端与水循环系统的入水口相连，第二出水管路(11)的另一端与增压泵(10)相连；进水管路(4)设有电磁阀(5)和温度传感器(6)；脱气罐(7)的顶部设有实时在线气体监测装置(13)、压力传感器(15)和用于检测真空脱气机内的液面的液位传感器(16)；

电磁阀(5)、温度传感器(6)、实时在线气体监测装置(13)、压力传感器(15)和液位传感器(16)分别与控制器电连接；

控制器通过高效自动控制模式和节能自动控制模式对系统进行控制；高效自动控制模式，用于系统运行初期时的连续排气过程的控制；节能自动控制模式，用于系统中后期间歇排气过程的控制。

2.一种智能真空脱气机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)开启脱气罐(7)和控制器；

2)进入参数设置环节，分别对时间参数、高效时间参数和节能时间参数进行设置，设置完成后保存确认参数；

3)参数设置完成后，控制器对启动运行条件进行判断，观察报警模块的提示情况，当报警模块有报警的提示时执行步骤4)，当报警模块无报警提示时执行步骤5)；

4)根据报警模块提示的进行故障判断，排除故障原因直至报警模块无报警提示，即故障解除，执行步骤5)；

5)在报警模块无报警的提示的情况下，选择工作模式，所述工作模式包括高效自动控制模式和节能自动控制模式；在高效自动控制模式或节能自动控制模式情况下启动整机系统；之后，观察气压在线监测模块、水压在线监测模块和温度在线监测模块的提示信息，气压在线监测模块提示真空脱气罐内气体含量较多、水压在线监测模块提示进水压力正常、温度在线监测模块提示供水温度正常时，当同时满足上述三种条件时，系统继续运行，否则，系统停止。

3.根据权利要求2所述一种智能真空脱气机的控制方法，其特征在于，在初次使用时，在步骤1)和步骤2)之间还设有调试模式；进入调试模式后，观察开泵模块和开阀模块的提示情况；当开泵模块和开阀模块均提示正常时，执行步骤2)；当开泵模块和开阀模块提示工作异常时，根据提示的信息进行调整，直至开泵模块和开阀模块均提示正常时，再执行步骤2)。

4.根据权利要求3所述一种智能真空脱气机的控制方法，其特征在于，针对开泵模块进行调整的方法为：检查供电电源及增压泵(10)的电动机方向，调整后，重新选择开泵模块；针对开阀模块进行调整的方法为：检查电气线路及电磁阀(5)动作，再重新选择开阀模块。

5.根据权利要求2所述一种智能真空脱气机的控制方法，其特征在于，所述报警模块提示的报警信息包括：进水温度低报警、系统缺水报警、电动机故障报警、液位高报警和液位低报警；根据上述信息进行故障判断并排除故障。

6.根据权利要求2所述一种智能真空脱气机的控制方法，其特征在于，当报警模块提示进水温度低时，检查进水过滤器是否堵塞，若有堵塞清理进水过滤器；当报警模块提示系统缺水时，检查供水系统压力和进水过滤器是否堵塞，并调节供水压力以及清理进水过滤器；当报警模块提示电动机故障时，检查控制器内部的电动机热继电器动作和增压泵(10)的电动机是否缺相运行，根据检查的情况进行调整电动机；当报警模块提示液位高时，检查水泵单向阀是否卡死以及增压泵(10)的电动机是否缺向运行；当报警模块提示液位低时，检查进水过滤器是否堵塞以及进水电磁阀是否有故障。

7.根据权利要求2所述一种智能真空脱气机的控制方法，其特征在于，步骤2)中对时间进行参数设置包括：分段时间设定、星期设定和长期工作时间设定；当分段时间设定时，每天从0点到24点分别分多个时间段来控制系统启动或停止；当星期设定时，选择从星期一到星期日的任意开启或停止时间；当选择长期工作时，系统从星期一至星期日的每天0-24点不间断运行。

8.根据权利要求7所述一种智能真空脱气机的控制方法，其特征在于，当进行分段时间设置时，设置多个时间段，每个时间段设定任意数值的小时和分钟。

9.根据权利要求2所述一种智能真空脱气机的控制方法，其特征在于，步骤2)中，高效时间参数设置的方法为：首先设置电磁阀(5)的开阀时间，然后设置电磁阀(5)的关阀时间；高效时间参数设置完成后保存确认参数。

10.根据权利要求2所述一种智能真空脱气机的控制方法，其特征在于，步骤2)中，节能时间参数设置的方法为：首先设置电磁阀(5)的开阀时间和增压泵(10)的电动机开启时间，然后设置电磁阀(5)的关阀时间和增压泵(10)的电动机关闭时间；节能时间参数设置完成后保存确认参数。