CN108474372B - 气动控制的排水阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于压缩机的冷却器的排水阀，其包括压力室，该压力室经由连接口能够与冷却器内腔连接，并且具有用于排去冷凝液的排放口。所提出的阀门具有气动开关装置以及逆止阀，它们与压力室作用连接，其中，在开关装置与逆止阀之间存在着作用连接，逆止阀借助该作用连接能够由开关装置操作转换到打开位置中。在压缩机运行休止状态，逆止阀借助开关装置能被操作转换到打开位置中，使得冷凝液能够从连接口经由逆止阀通过排放口排去。

Description

气动控制的排水阀

技术领域

本发明涉及一种用于压缩机的冷却器的排水阀，其包括经由连接口能够与冷却器内腔连接的压力室和用于排去冷凝液的排放口。该阀门具有气动开关装置以及逆止阀，它们与压力室作用连接。

背景技术

在现有技术中，气动控制的排水阀是已知的，正如作为示例在图1中在使用位置中示出的那样。在这种阀门中，在压缩机运行期间使一个气罩克服弹簧力压向下方，由此将设置在该排水阀内大致中心处的进入阀打开，使得压缩空气和冷凝液能够流入薄膜下方的罩室(Glockenraum，钟形室)中，同时配合安置在设于下部的排放口处的阀活塞将阀门关闭。进入阀保持打开状态，直到薄膜上方的压力上升。如果压力然后在压缩机稳定运转期间保持恒定不变，气罩(Luftglocke，钟形气罩)由于压力平衡之故而通过弹簧力向上移动并将设置在中心处的进入阀关闭。在此，设于下部的排放阀由于薄膜上方较高的压力而关闭。在运行休止状态(Ruhebetrieb)，薄膜上方的压力下降。薄膜连同气罩一起通过所产生的压差向上运动，由此将排放阀打开，并且在薄膜下方聚集于罩室内的水便可以流出。

在该已知的现有技术中，由于设置在中心处的进入阀在压缩机运行期间只有几秒钟时间是打开的，因此这种排水阀仅能实现微量的冷凝液排放。基于转换机构，在压缩机运行休止期间始终要将先前积聚在罩室内的冷凝液排空。于是，冷凝液也可能积聚在薄膜上并且在压缩机运行休止期间滞留在那里。这就可能造成薄膜的损坏。

在压缩机中，在空气压缩时在冷却器中产生冷凝的水。已知的气动控制排水阀(如前文所述的以及在图1中作为示例示出的排水阀)在压缩机关停之后对冷却器排水不够充分。另外排水量还受到阀门填充容积的限制。因此冷凝液积聚在冷却器腔室内，该冷凝液对压缩机的功能有不利影响。这种阀门的功能可靠性由于薄膜上积聚的冷凝液之故也受到限制，因为侵蚀性的冷凝液会损坏薄膜并缩短其使用寿命。如果薄膜由于损坏而不再可靠地密封，那么即使在进入阀关闭的情况下压缩空气和冷凝液也可能会流入罩室中并且因而特别是还流向外部，由此压缩机显著地损失输送功率。

发明内容

基于已知现有技术的缺点，应该提供一种改进的用于压缩机冷却器的排水阀，该排水阀提高压缩机冷却器排水的功能和功能可靠性。

为了实现上述目的，而提出一种用于压缩机的冷却器的排水阀，其包括压力室，该压力室经由连接口能够与冷却器内腔连接，并且具有用于排去冷凝液的排放口。所提出的阀门具有气动开关装置以及逆止阀，它们与压力室作用连接，其中，在开关装置与逆止阀之间存在着作用连接，逆止阀借助该作用连接能够由开关装置操作转换到打开位置中。在压缩机运行休止状态，逆止阀借助开关装置能被操作转换到打开位置中，使得冷凝液能够从连接口经由逆止阀通过排放口排去。

所提出的用于冷却器的排水阀可以经由连接口与冷却器内腔连接。在一种优选的实施方式中，使所述连接口与冷却器内腔的这样一个区域连接-在对空气进行压缩时冷凝的水是积聚在该区域中，从而该冷凝液能够从冷却器经由连接口进入阀门中。在排水阀使用期间，特别是压缩空气-冷凝液混合物由于冷却器内的高压力而通过所述连接口进入排水阀中。由于在压缩空气-冷凝液混合物中冷凝液和压缩空气的份额根据运行参数和已经从冷却器中排去的冷凝液量而变化，本文在下面一般性地使用术语名称：压缩空气-冷凝液混合物，以此也包括基本上只由压缩空气或者基本上只由冷凝液构成的混合物，即便所述排水阀原则上是设置为用于排去冷凝液。

冷凝液特别是积聚在压力室的下部区域中，从那里将冷凝液从排水阀中排去。为此，排水阀具有用于将冷凝液从冷却器特别是向外部排去的排放口。

本发明的排水阀具有气动开关装置，通过连接口流入排水阀的压缩空气-冷凝液混合物的压力作用在该开关装置上。所述开关装置根据压力室内作用在其上的压力进行操作转换，设置在压力室上的逆止阀也同样如此。压力室内存在的压力因此既作用在开关装置上也作用在逆止阀上，使得开关装置和逆止阀与压力室作用连接。

此外，在开关装置与逆止阀之间以如下方式存在着作用连接，即：开关装置作用于逆止阀上并且随此逆止阀能够由开关装置操作转换到打开位置中。在此，开关装置设计为，使得该开关装置在压缩机运行休止状态，也就是说，当压力室内不存在或者仅存在微小的过压时，将逆止阀转换到打开位置中。在该打开位置中，冷凝液可以从排水阀的连接口经由逆止阀通过排水阀的排放口排去。由此便可以将在压缩机运行休止期间积聚在压缩机冷却器中的冷凝液经由连接口通过打开的逆止阀以及通过排放口排去。因为逆止阀特别是在整个压缩机运行休止期间保持停留于打开位置，这样，在中间冷却回路内压力下降的情况下，可以将位于连接口处的冷凝液特别是通过冷却器的剩余压力从该冷却器中经由排水阀排去。因此，特别是在压缩机运行休止状态中将冷凝液排去，于是使得压缩机的功能不受影响。通过使逆止阀(该逆止阀将冷却器腔室与排放口相连)保持打开状态，从冷却器中可排去的冷凝液量便不受限制。这样也不会有冷凝液在排水阀中积聚，若冷凝液在排水阀中积聚则可能导致对排水阀的损害。因此，按照本发明的排水阀是在冷却器的无压运行状态中打开以及在压缩机运行期间关闭。

在所述排水阀的一种发展设计中，在压缩机运行期间，开关装置与逆止阀之间的作用连接由于压力室内存在的压力的作用而断开。由此逆止阀的功能便不受开关装置支配。在压缩机运行期间在压力室中存在着压缩机的过压，因此开关装置被如此地操作转换，使得该开关装置与逆止阀之间的作用连接断开。通过这种方式，逆止阀的功能就不再继续受到开关装置影响。

在所述排水阀的一种发展设计中，当压力室内的压力特别是在压缩机运行期间超过预定值时，逆止阀可以通过压力室内施加于该逆止阀上的压力被操作转换到打开位置中。当存在足够高的压力时，开关装置与逆止阀之间的作用连接被断开，因此，逆止阀由于压力室内施加于该逆止阀上的压力而进行转换。如果压力室内的压力超过预定值(这种情形特别是在压缩机运行期间冷凝液量大的情况中会出现)，那么压力室内的压力就超过逆止阀上的一个预定值，因此该逆止阀被操作转换到打开位置中并且在那里保持停留，特别是直到压力室内的压力重新降至这个预定值以下为止。由此，冷却器内的冷凝液或者特别是还有可能在故障运转时产生的过压可以经由连接口和打开的逆止阀通过排放口流出。

在所述排水阀的一种实施方式中，压力室借助设置在冷凝液流上方的薄膜相对开关装置密封。通过将薄膜基本上设置在冷凝液-压缩空气-混合物的流动路径之外而降低了下述危险：流过排水阀压力室的和/或在该压力室内积聚的冷凝液可能造成设置在压力室内的薄膜损坏。

在所述排水阀的一种发展设计中，用于排去冷凝液的排放口具有比所述连接口更小的横截面，该更小的横截面特别是起到喷嘴的作用。通过较小的横截面，可以限制逸漏的冷凝液的或者逸漏的压缩空气的量。在此，所述横截面可以构造得如此之小，使其起到喷嘴的作用。通过这种方式，例如在压缩机运行期间在逆止阀固定卡紧于打开位置时只有由该横截面所确定的体积流量可以通过排水阀逸漏。通过适当确定所述横截面的尺寸，便可以保持一个辅助压缩机压力，该辅助压缩机压力虽然小于压缩机的工作压力，但压缩机的输送功率至少得以维持在一种较低的水平上。

在所述排水阀的另一实施方式中，在排放口处设置有喷嘴。在此，可以将一个喷嘴设置在排放口处，而不依赖于阀门上排放口的尺寸设计，该喷嘴具有相对排放口而言改变的直径或者说改变的喷嘴几何形状。通过这种方式可以限制流出的压缩空气-冷凝液混合物的量和速度并且使之变化。

在所述排水阀的一种实施方式中，按下述方式确定排放口的横截面尺寸，即：使得在压缩机运行中逆止阀的关闭功能失灵时输送功率损失限于最高10％。通过这种方式可以保证给连接于压缩机的消耗器(负载)提供压缩空气。

在所述排水阀的另一发展中，在通向冷却器的连接口处设置有滤筛或者类似的适当装置。阀门入口处的这个滤筛用于保护排水阀以防污物微粒从冷却器通过连接口进入。这样就减小了特别是由于在逆止阀密封面上积聚的污物微粒而导致的排水阀不密封性危险，污物微粒对阀门的正确关闭有不利影响。此外，通过使用滤筛，还降低了设置在排水阀内的薄膜的损坏危险。

在所述排水阀的一种实施方式中，开关装置和逆止阀彼此对置地设置在压力室中。通过开关装置的这种与逆止阀相对的设置方式，压力室内存在的压力在两个元件上均施加作用。此外还使得在开关装置与逆止阀之间适当地设置作用连接成为可能。

在所述排水阀的一种发展设计中，在压力室内设置有挺杆，该挺杆建立起开关装置与逆止阀之间的作用连接。这样的挺杆优选在压力室内在开关装置与逆止阀之间可运动地导引并且特别是实现了根据开关装置的切换位置对逆止阀进行机械操作。

在所述排水阀的一种发展设计中，开关装置借助弹簧元件预紧。在此，弹簧元件的弹簧力例如作用到开关装置的一个设于薄膜之后的开关元件上，压力室内存在的压力被传递到该开关元件上。基于弹簧元件的预应力和压力室内存在的压力之间的相互作用，开关装置特别是能被操作转换到多个不同的切换位置中。

附图说明

由下文结合附图的说明可得知本发明的其他优点、特征和应用。

图1示出现有技术中已知的排水阀；

图2示出作为示例的本发明排水阀在压缩机运行休止期间的线路图；

图3示出图2所示作为示例的本发明排水阀在压缩机运行期间的线路图；和

图4示出本发明排水阀的一种示例性实施方式的剖视图。

具体实施方式

图1示出了已经说明过的由现有技术已知的排水阀50，处于使用位置中，在该使用位置，连接口51与空气压缩机(未示出)的冷却器连接。排水阀50具有一个气罩55，该气罩在压缩机运行中通过经连接口51流入的空气-冷凝液混合物的压力克服弹簧57的力被压向下方。由此将设置在排水阀50上中心处的进入阀58打开，以便能够使压缩空气和冷凝液流入薄膜54下方的罩室中。此时，设于下部区域内的阀活塞56针对排水阀50的排放口密封。一旦压力在设于气罩55上方和下方的腔室中得到平衡，气罩55便由于弹簧57指向上方的力而向上移动并将进入阀58关闭。薄膜54上方腔室内的压力最后在压缩机运行休止状态中才下降，由此，该薄膜连同气罩55和阀活塞56一起上升，于是聚集在罩室内的冷凝液便可流出。

因为这种排水阀在压缩机运行中只有几秒钟时间是打开的，所以只能排放微量的冷凝液。

图2示出了作为示例的本发明排水阀20在压缩机运行休止期间的线路图，该排水阀可以经由一个连接口15设置在压缩机的未示出的冷却器上。在连接口15处设置有滤筛11，通过该滤筛将杂质从经连接口15进入排水阀20中的压缩空气-冷凝液混合物中滤除。压缩空气-冷凝液混合物然后在排水阀20内既作用于一个气动开关装置12上也作用于一个逆止阀13上，在图2中示出该逆止阀处于打开位置中。在所示出的压缩机运行休止状态，开关装置12处于这样一个切换位置中，在该切换位置，逆止阀13通过开关装置12被操作转换到打开位置中。正如在图2的线路图中示出的那样，此时压缩空气-冷凝液混合物可以通过打开的逆止阀13经由在该逆止阀13之后设于排放口14处的喷嘴16流出。

同样，图3示出了图2中作为示例的本发明排水阀20在压缩机运行期间的线路图。在压缩机运行中，处于压力下的压缩空气-冷凝液混合物经由连接口15和滤筛11流入排水阀20中。压缩空气-冷凝液混合物中存在的压力作用于开关装置12上，该开关装置在压力足够高时将逆止阀13操作转换到图3所示的功能位置中。在排水阀20的这一转换状态中，逆止阀13根据压缩空气-冷凝液混合物的压力将连接口15与排放口14之间的连接打开，所述压缩空气-冷凝液混合物通过连接口15进入排水阀中。如果压缩空气-冷凝液混合物的压力超出一个预定值，那么逆止阀13便打开，使得将压缩空气-冷凝液混合物并且特别是将冷凝液经由喷嘴16和排放口14排去。

图4示出了本发明排水阀的一种示例性实施方式在使用位置中的剖视图。排水阀20可以借助螺纹连接机构在连接口15处与压缩机(未示出)的冷却器内腔相连接。在连接口15处设置有滤筛11，从冷却器中排放出来的压缩空气-冷凝液混合物流过该滤筛并且随之被清除杂质。在此，压缩空气-冷凝液混合物进入排水阀20的压力室18中，并且在那里一方面作用于逆止阀13的阀门元件(阀芯)9上、另一方面作用于开关装置12的薄膜4上。

开关装置12具有一个设置在排水阀20壳体5的壳体嵌件1内部的开关元件2，该开关元件通过弹簧元件3相对于壳体嵌件1朝向压力室18和朝向逆止阀13的方向预紧。开关元件2通过薄膜4相对压力室得以密封。此外，在壳体嵌件1中还设置有排气通道1a，该排气通道用于将可能由于不密封性从压力室18中逸漏的压缩空气排去，以防在开关元件2上建立起反压。

在压缩机运行休止状态，也就是说，当经由连接口15未在压力室18中形成显著的过压(该过压在示例性实施方式中为1.5bar以下)时，开关装置12的开关元件2与薄膜4一起由于弹簧元件3的预应力而朝向逆止阀13运动。在壳体5中设置有挺杆10，该挺杆在开关装置12与逆止阀13之间在一个运动路径上可自由运动。挺杆10将开关装置12的开关运动向下传递并且同时建立起开关装置12与逆止阀13之间的作用连接。在开关装置12的一个切换位置中，在该切换位置，薄膜4贴靠在排水阀20壳体5的一个内部台肩上(压力室内为低压力，弹簧元件3使开关元件2向逆止阀13方向运动-特别是在压缩机运行休止状态)，逆止阀13克服止回弹簧8的力打开，由此，压缩空气-冷凝液混合物便可向下通过排放口14逸漏。阀门元件9设计为，该阀门元件借助多个指向外侧的凸起9a在排水阀20的壳体5内部受导引。在图4中以剖视方式示出了其中两个凸起9a。沿着圆周方向在凸起9a之间设有开口，压缩空气-冷凝液混合物可以通过这些开口流动。

如果使压缩机运行并且经由连接口15进入排水阀20压力室18中的压缩空气-冷凝液混合物的压力上升，则薄膜4连同开关元件2一起通过这个压力克服弹簧元件3的力向上运动。由此将开关装置12与逆止阀13之间经由挺杆10所建立的作用连接切断。结果便是逆止阀13关闭。在该示例性的排水阀20中，关闭压力为大约1.5bar。

在图4中示出了排水阀20的这一切换位置。通过进一步上升的压力，使薄膜4连同开关元件2一起克服弹簧元件3的力进一步向上运动。挺杆10此时在其运动路径上保持不动，因为开关装置12与逆止阀13之间的作用连接已经被切断。逆止阀13于是如此长时间地保持关闭，直到压力室18内压缩空气-冷凝液混合物的压力上升不超过一个预定值。如果压缩空气-冷凝液混合物的压力上升超过这个预定值，逆止阀13的阀门元件9便因此克服止回弹簧8的作用向下运动。通过这种方式将逆止阀13打开，使得压缩空气-冷凝液混合物可以从连接口15经由逆止阀13通过排放口14排去。

图4中所示排水阀20优选以所示出的取向设置在冷却器上。在这一位置，不会有进入排水阀20压力室18中的冷凝液停留在布置于排水阀20内上部的薄膜4上并导致该薄膜损坏。此外，已经流过逆止阀13的冷凝液即使在逆止阀13重新关闭的情况下也可以通过设置在壳体部件7(该壳体部件布置于壳体5的下部)上的排放口14离开排水阀20。

附图标记列表

1 壳体嵌件

1a 排气通道

2 开关元件

3 弹簧元件

4 薄膜

5 壳体

7 壳体部件

8 止回弹簧

9 阀门元件

9a 凸起

10 挺杆

11 滤筛

12 开关装置

13 逆止阀

14 排放口

15 连接口

16 喷嘴

18 压力室

20 排水阀

50 排水阀

51 连接口

54 薄膜

55 气罩

56 阀活塞

57 弹簧

58 进入阀

Claims (8)

1.用于压缩机的冷却器的排水阀，其包括：压力室(18)，该压力室经由连接口(15)能够与冷却器内腔连接；和用于排去冷凝液的排放口(14)，所述排水阀(20)具有气动的开关装置(12)以及逆止阀(13)，所述气动的开关装置和逆止阀与所述压力室(18)作用连接，其中，在开关装置(12)与逆止阀(13)之间存在着作用连接，逆止阀(13)借助该作用连接能够由开关装置(12)操作转换到打开位置中，其中，在压缩机运行休止状态，所述逆止阀(13)借助所述开关装置(12)能被操作转换到打开位置中，使得冷凝液能够从连接口(15)经由逆止阀(13)通过排放口(14)排去，其特征在于，在压缩机运行期间，所述开关装置(12)与逆止阀(13)之间的作用连接由于压力室(18)内的压力而断开。

2.如权利要求1所述的排水阀，其特征在于，当压力室(18)内的压力超过预定值时，所述逆止阀(13)能够通过压力室(18)内施加于该逆止阀(13)上的压力而被操作转换到打开位置中。

3.如权利要求1或2所述的排水阀，其特征在于，所述压力室(18)借助设置在冷凝液流上方的薄膜(4)相对于所述开关装置(12)密封。

4.如权利要求1或2所述的排水阀，其特征在于，在所述排放口(14)处设置有喷嘴(16)，或者所述用于排去冷凝液的排放口(14)具有比所述连接口(15)更小的横截面，该更小的横截面起到喷嘴(16)的作用。

5.如权利要求1或2所述的排水阀，其特征在于，在通向冷却器的连接口(15)处设置有滤筛(11)。

6.如权利要求1或2所述的排水阀，其特征在于，所述开关装置(12)和所述逆止阀(13)彼此对置地设置在压力室(18)中。

7.如权利要求1或2所述的排水阀，其特征在于，在所述压力室内设置有挺杆(10)，该挺杆建立起所述开关装置(12)与逆止阀(13)之间的作用连接。

8.如权利要求1或2所述的排水阀，其特征在于，所述开关装置(12)借助弹簧元件(3)预紧。

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