CN109328097A - 油脱水器、包括油脱水器的用于使油脱水的系统和用于利用油脱水器使油脱水的方法 - Google Patents

Abstract

一种油脱水器（1），包括：真空室（2）；真空泵（3），其布置在真空室（2）的上端区域（8）处以用于在真空室（2）内建立负压且用于通过出口开口（10）从真空室（2）离开的水和空气的流体输送；以及管路（4），其用于到真空室（2）中和/或从真空室（2）离开的油的流体输送，其中管路（4）连接至真空室的下端区域（9）；其中真空室（2）在下端区域（9）处具有流体地连接真空室（2）和管路（4）的至少一个流动通道（5）；其中孔口止回阀（7）布置在真空室（2）与管路（4）之间以用于控制通过该至少一个流动通道（5）到真空室（2）中和从真空室（2）离开的油流。

Description

油脱水器、包括油脱水器的用于使油脱水的系统和用于利用 油脱水器使油脱水的方法

技术领域

本公开内容涉及一种油脱水器，包括：真空室；真空泵，其用于在真空室内建立负压且用于通过出口开口从真空室离开的水和空气的流体输送；以及管路，其用于到真空室中和从真空室离开的油的流体输送。本公开内容还涉及一种包括油脱水器的用于使油脱水的系统以及一种用于利用油脱水器使油脱水的方法。

背景技术

油脱水器用于使已被水污染的油（诸如，齿轮油、润滑油、压缩器油或液压油）脱水。油的水污染是许多工业应用中的常见问题，且对于使油脱水的需要随着通常更吸湿且吸收更多水的新的且更环境友好的油品质而增加。

在典型的工业油系统中，油可以以不同方式被水污染，诸如，例如，通过水到油系统中的泄漏或从湿空气中包含的水蒸气的输送。油中的所有形式的水对油系统可具有直接结果，诸如，例如，TAN（总酸值）、pH和粘度的改变。

水在溶解状态、乳化状态或自由状态中与油共存，其中溶解状态是许多油类型的湿气污染的最低水平。自由状态中的水与系统中的油分离，且可多次视觉地识别。大多数油的比重小于水的比重，所以水通常在油系统中的例如储器的底部处聚集，且由于此原因，自由水可通过经由储器排水端口排水来除去。在乳化状态中，水与油互混。乳化状态中的水将大部分保持在互混状态中，且不像自由水那样与油分离。在溶解状态中，水溶解到油中。当油的温度升高时，吸收水的能力提高，且当油与高水平的溶解水一起冷却时，自由水从油中出现。溶解水源自环境空气湿度，随着时间与油缓慢地相互作用。通常，油越旧，油将变得越吸湿。

油的水饱和点是高于该点则水呈自由形式的点。对于许多油，水饱和点是200-600ppm，且对于环境友好的油是1000-5000ppm，取决于油的年龄和状况。如果油系统例如需要100ppm的水饱和点作为上限，则自由水和乳化水以及溶解水的显著的部分必须从油除去，以便满足系统要求。

为了管理水污染的油，真空类型的传统油脱水器可用于使油脱水，使得自由水、乳化水和溶解水的大部分从油除去。真空类型的传统油脱水器可用于使油系统或油储器中的油脱水。典型地，此类型的传统油脱水器首先加热油（如果必要），且随后将负压施加至油，使得污染油的水蒸发，且形成的水蒸气可从油系统输送走。

例如，真空类型的传统油脱水器在专利文献US 4681660 A、US 5211856 A、WO 99/65588 A1和CN 200948367 Y中公开。其他类型的油脱水器也是已知的，诸如，正压脱水器。此类型的脱水器在专利文献WO 2010/042663 A2中公开。

关于此传统类型的油脱水器存在许多缺点。例如，它们重且构造上复杂，这意味着它们需要构造在轮式平台上或放置在推车上使得油脱水器可在不同的油清洁位置之间输送。此外，此类型的油脱水器生产费用高，且因此对于用户而言购买昂贵（特别是如果它们将要在危险位置或防爆区域中使用，其中电气构件必须特别地设计和测试）。例如，如果在行业内或船舶上需要许多油脱水器，则需要这些系统中的高投资。另一个问题在于，当已完成油脱水过程时，由于油脱水器的设计，在油脱水器中包含大量的油残余物。这意味着如果清洁带有不同类型的油的油系统，则存在一种类型的油可被另一种类型的油残余物污染的风险。

因此，需要改进的油脱水器，其在防爆区域中也使用有效、容易且灵活；构造上轻量；在远低于传统油脱水器的成本的成本下生产简单；且可能在带有不同油的系统中使用，而没有来自油脱水器中包含的残油的污染。

发明内容

本公开内容的目标在于提供油脱水器、包括油脱水器的用于使油脱水的系统以及用于利用油脱水器使油脱水的方法，其中避免了先前提到的问题。此目标至少部分地通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求包含油脱水器、包括油脱水器的用于使油脱水的系统以及用于利用油脱水器使油脱水的方法的进一步发展。

本公开内容涉及一种油脱水器，包括：真空室；真空泵，其布置在真空室的上端区域处以用于在真空室内建立负压且用于通过出口开口从真空室离开的水和空气的流体输送；以及管路，其用于到真空室中和/或从真空室离开的油的流体输送。管路连接至真空室的下端区域，其中真空室在下端区域处具有流体地连接真空室和管路的至少一个流动通道。孔口止回阀布置在真空室与管路之间以用于控制通过该至少一个流动通道到真空室中和从真空室离开的油流。关于这些特征的优点是油脱水器以某种方式构造，使其也在防爆区域中使用起来容易且灵活，因为没有电气构件存在于设计中。此外，油脱水器在构造上轻量，带有很少的构件，这使它在远低于传统油脱水器成本的成本下生产简单。油脱水器可利用此构造设计为便携单元，其容易从一个油储器移动至另一个，使得一个人可容易地抬起和携带油脱水器。该构造还给予将油脱水器设计为用于特定油储器（诸如，泵系统中的油储器）的固定单元的可能性。孔口止回阀有效地控制到真空室中和从真空室离开的油流，且具有支承油脱水器的紧凑且轻量的构造的设计。孔口止回阀确保油从真空室排空，使得油脱水器可能在带有不同油的系统中使用，而没有来自油脱水器中包含的油残余物的污染。

根据本公开内容的方面，孔口止回阀构造成在允许油从真空室流出的打开模式与关闭模式（其中孔口止回阀控制通过该至少一个流动通道到真空室中的油流）之间切换操作状态，使得关闭模式中的流动面积低于打开模式中的流动面积。因此，孔口止回阀调节通过该至少一个流动通道的油流，当排空真空室时对于从真空室离开的有效油流带有较大的流动面积。

根据本公开内容的另一个方面，真空室具有下端区域处的至少一个入口流动通道以及下端区域处的至少一个出口流动通道，其中该至少一个出口流动通道与该至少一个入口流动通道分开地布置。这样，可利用不同的流动通道以有效的方式控制到真空室中和从真空室离开的油流。

根据本公开内容的另外的方面，真空泵是真空喷射泵。关于此泵类型的优点是，真空喷射泵在构造上简单且在构造中不涉及电气构件，这使油脱水器可能也在防爆区域中使用。

根据本公开内容的另一个方面，真空泵连接至定时阀，其控制通过真空喷射泵的压缩空气流。定时阀构造成在允许压缩空气流过真空喷射泵的打开模式与防止压缩空气流过真空喷射泵的关闭模式之间切换操作状态。定时阀通过操纵至真空喷射泵的压缩空气来控制油脱水过程。

根据本公开内容的另一个方面，孔口止回阀包括带有至少一个孔口的阀板，其中阀板布置成用于控制通过该至少一个流动通道从真空室离开的油流，当孔口止回阀在其关闭模式中时，允许油通过该至少一个孔口流入该至少一个流动通道中。这样，当将油通过阀板中的该至少一个孔口吸入室中时，可在真空室内有效地建立负压。

根据本公开内容的另外的方面，内管布置在真空室内，其中内管具有与该至少一个流动通道流体连通的下管端以及设有至少一个喷射喷嘴的上管端，其中喷射喷嘴布置成用于将油喷射到真空室中。内管和喷射喷嘴提供真空室中的油的有效分配，允许油从真空室的上端区域流动，使得实现水的有效蒸发。

根据本公开内容的其他方面，真空室由填充材料填充，填充材料增大真空室中的油与空气之间的接触表面面积，其中填充材料可为无规则填充材料。填充材料增大油与空气之间的接触表面以进一步提高油中的水的蒸发速率。无规则填充材料提供真空室内的有效表面结构。

根据本公开内容的另一个方面，第一空气入口开口布置在真空室的下端区域中，其中第一空气入口开口允许空气流入真空室。通过到室中的空气流，由于油与到来的空气混合，可使蒸发过程更有效。

根据本公开内容的另一个方面，浮阀在上端区域处布置在真空室内以用于控制水和空气通过出口开口从真空室离开的流体输送。浮阀构造成在允许水和空气通过出口开口从真空室流出的打开模式与防止水和空气通过出口开口从真空室流出的关闭模式之间切换操作状态。浮阀确保油不可从真空室的上部泄漏出，这对防止周围环境的油污染是重要的。浮阀在构造上简单，这使它在低成本下生产简单。

根据本公开内容的另外的方面，滤油器在该至少一个入口流动通道之后布置在真空室内。滤油器清洁油，使得可从油除去不需要的颗粒或其他污染物。

根据本公开内容的另一个方面，第二空气入口开口布置在真空室的上端区域处，其中第二空气入口开口允许压缩空气经由预载止回阀流入真空室中，其中预载止回阀构造成在允许压缩空气通过第二空气入口开口流入真空室中的打开模式与防止压缩空气通过第二空气入口开口流入真空室中的关闭模式之间切换操作状态。这样，真空室可通过迫使油从真空室流出的压缩空气以快速方式排空。

本公开内容还涉及一种包括油脱水器的用于使油脱水的系统，其中该系统包括油储器和压缩空气源。该系统还可包括油分离单元。

本公开内容还涉及一种用于利用油脱水器使油脱水的方法。利用真空泵将负压施加至真空室，且将孔口止回阀的操作状态切换至关闭模式，其中防止油从真空室流出。油从油储器通过管路和该至少一个流动通道吸入真空室中，且利用真空泵通过出口开口将水和空气从真空室输送出。停止利用真空泵将负压施加至真空室，且将孔口止回阀的操作状态切换至打开模式，其中油通过该至少一个流动通道从真空室流出。关于这些特征的优点是油脱水器以用于油的有效脱水的方式操作。油脱水器在循环中操作，且多个循环可在彼此之后进行，使得实现连续过程且完成油的有效脱水。

根据本公开内容的另一个方面，孔口止回阀在负压施加至真空室时通过吸入真空室中的油流将操作状态切换至关闭模式；且其中孔口止回阀在负压不再施加至真空室时通过从真空室离开的油流将操作状态切换至打开状态。这样，孔口止回阀自身操作，而不需要单独的阀控制器件。到真空室中和从真空室离开的油流调节阀。

根据本公开内容的另一个方面，内管布置在真空室内。内管具有与该至少一个流动通道流体连通的下管端以及设有至少一个喷射喷嘴的上管端，其中喷射喷嘴在真空泵将负压施加至真空室且孔口止回阀在关闭模式中时将油喷射到真空室的上端区域中。内管和喷射喷嘴提供真空室中的油的有效分配，允许油从真空室的上端区域流动，使得实现水的有效蒸发。

根据本公开内容的另外的方面，当真空泵将负压施加至真空室且孔口止回阀在关闭模式中时，空气通过布置在真空室的下端区域中的第一空气入口开口流入真空室中。通过到室中的空气流，由于油与到来的空气混合，可使蒸发过程更有效。

根据本公开内容的另一个方面，当负压不再施加至真空室时，压缩空气流经由预载止回阀和布置在真空室的上端区域处的第二空气入口开口施加至真空室，使得迫使油通过该至少一个流动通道从真空室流出。这样，真空室可通过迫使油从真空室流出的压缩空气以快速方式排空。

附图说明

在下文中将参照附图更详细地描述本公开内容，在附图中：

图1a-d示意性地示出根据本公开内容的油脱水器的截面和油脱水器的示意图，

图2示意性地示出根据本公开内容的另一个实施例的油脱水器的截面，

图3示意性地示出根据本公开内容的另一个实施例的油脱水器的截面，

图4示意性地示出根据本公开内容的另一个实施例的油脱水器的截面，

图5a-b示意性地示出根据本公开内容的另一个实施例的油脱水器的截面，以及

图6示意性地示出根据本公开内容的油脱水系统。

具体实施方式

在下文将连同附图描述本公开内容的各种方面以示出且不限制本公开内容，其中相似的标记表示相似的元件，且所描述的方面的变型不限于特别示出的实施例，而是可适用于本公开内容的其他变型上。

图1a和图1b示意性地示出包括真空室2的根据本公开内容的油脱水器1的截面。图1d示出图1a和图1b中的油脱水器的示意图。真空室2可具有带有上端区域8和下端区域9的基本上圆柱形形状，其中上端区域8在油脱水器1的使用期间布置在下端区域9上方。真空室2可具有取决于油脱水器1的设计的不同于圆柱形的其他合适的形状。真空室2可由合适的钢材料（诸如，不锈钢）制成，或由其他合适的材料（例如，铝、塑料材料或复合材料）制成。真空室2的尺寸可取决于油脱水器1的设计而改变。可能将带有很紧凑的设计的油脱水器1构造为便携单元，但较大的构造也是选项。作为非限制性示例，对于紧凑便携类型的油脱水器1，真空室2由带有100-150mm的内径与300-400mm的圆筒长度的不锈钢圆筒制成，但其他尺寸可取决于油脱水器的设计而使用。

真空室2构造为带有至少一个流动通道5和至少一个出口开口10的不透液体和气体的容器。在图1a和图1b中示出的实施例中，真空室具有一个流动通道5和一个出口开口10。

真空泵3布置在真空室2的上端区域8处以用于在真空室2内建立负压且用于水和空气通过出口开口10从真空室2离开的流体输送。用语负压是指其中封闭容积相比周围环境具有较低压力的情形。真空泵3在真空室2内建立低于周围空气压力的压力。

图1a、图1b和图1d中示出的真空泵是真空喷射泵类型的，使用会聚-发散喷嘴的已知的文氏管效应来将运动流体的压力能转变成速度能，这产生吸入且输送吸入流体的低压区。真空喷射泵3具有用于来自压缩空气源25的压缩空气的泵入口开口26和泵出口开口27以及用于水和空气通过出口开口10从真空室2除去的吸入入口开口28。例如，如行业内通常使用的那样，压缩空气可具有4-6巴（相当于400-600kPa）之间的压力。代替真空喷射泵，可使用备选类型的真空泵。

油脱水器1还包括管路4以用于油从油储器24到真空室2中和/或从真空室2离开的流体输送。在图1a和图1b中示出的实施例中，油脱水器具有用于油到真空室2中和从真空室2离开的流体输送的同一个管路4，其中管路4经由管路附接器件连接至真空室2的下端区域9。作为备选方案，两个或更多个管路可改为用于油到真空室中和从真空室离开的输送，其中可能还可具有用于油到真空室2中的输送的至少一个单独的管路以及用于油从真空室2离开的输送的至少一个单独的管路。管路4可由任何合适的材料（例如像不锈钢、铝或其他金属材料）制成。作为备选方案，管路4可由合适的塑料材料、复合材料或由柔性管路材料（诸如，柔性塑料材料或橡胶）制成。管路4的长度和内径可选择成使得油脱水器以有效方式工作，例如，这取决于被脱水的油的类型、真空室2的尺寸以及使用的真空泵3的类型。作为非限制性示例，对于较小类型的便携油脱水器1，管路4可具有15-45mm的内径，但取决于油脱水器1的设计也可使用其他尺寸。如图1a和图1b中示出的那样，流动通道5布置在真空室2的下端区域9处，且流体地连接真空室2和管路4，使得油可通过管路4吸入真空室2中和通过管路4从真空室2排出。

阀布置在真空室2与管路4之间以用于控制通过流动通道5从真空室2离开和到真空室2中的油流。利用此设计，同一个阀可用于控制到真空室2中和从真空室2离开的油流。用来控制油流的特定阀类型是孔口止回阀7，其允许流体完全沿一个方向流动且限制沿另一个方向的流体流。孔口止回阀7可做得很小，使得油脱水器1可具有轻量且紧凑的构造，其中仅一个阀控制到真空室2中和从真空室2离开的油流，给予油脱水器简单且有效的设计。孔口止回阀7构造成在打开模式与关闭模式之间切换操作状态。孔口止回阀7包括阀板22，其在关闭模式中布置成用于防止油流通过流动通道5从真空室2离开，且同时布置成用于控制到真空室2中的油流，如下文将进一步描述的那样。在图1a中，孔口止回阀7在其关闭模式中，其中阀板22的上表面29与真空室2的下表面30（布置在下端区域9中）接触。在关闭模式中，紧密的密封在阀板22的上表面29与真空室2的下表面30之间建立。

在图1a中示出的实施例中，阀板22设有孔口23，当泵3将负压施加至真空室2时，在关闭模式中可通过该孔口23将油吸入真空室2中。孔口23具有固定面积，且孔口23可由在阀板中钻取的合适尺寸的孔构成。作为备选方案，代替一个孔口23，阀板22可设有两个或更多个孔口，油可在关闭模式中通过该两个或更多个孔口吸入真空室2中。在打开模式中，如可在图1b中看到的那样，阀板22的上表面29不再与真空室2的下表面30接触，且当负压不再施加至真空室2时，允许已吸入真空室2中的油从真空室2流出。通过打开孔口止回阀7，真空室2可通过流动通道5以高油流排空。孔口止回阀7因此控制通过流动通道5的油流，使得关闭模式中的流动面积小于打开模式中的流动面积。在打开模式中，少量的油也可通过阀板22的孔口23从真空室2流出。

孔口止回阀7可设计成使得它在负压施加至真空室2时通过吸入真空室2中的油流来将操作模式切换至关闭模式。当油吸入管路4中且到达阀板（其然后在打开模式中）时，油流沿向上的方向朝真空室2的下表面30推阀板22的上表面29，使得孔口止回阀7关闭。由于孔口止回阀7现在在关闭模式中，油通过孔口23吸入真空室2中。当负压不再施加至真空室2时，由于重力（该力将使阀板22向下推到打开模式中），真空室2中的油将在阀板22上施加沿向下的方向的压力。这样，孔口止回阀7通过从真空室2离开的油流将操作模式切换至打开模式。

因此，当孔口止回阀7在打开模式中时，孔口止回阀7在液体系统中使用以允许油从真空室2完全流出，且在关闭模式中允许通过孔口23到真空室2中的受限制的油流。孔口止回阀7在公开的实施例中具有选择成配合油脱水器的特定设计的固定的孔口面积，但可能还可具有变化的孔口面积，使得到真空室2中的油流可取决于油脱水器1的设计和脱水的油的类型而改变。

阀板22可利用阀螺栓31或类似装置连接至真空室2的下表面30，其中阀板22设有用于与阀螺栓31接合的开口。阀板可在关闭模式中的上方位置与打开模式中的下方位置之间沿阀螺栓31移位。阀板可由容易由油流影响的合适的轻量塑料材料（诸如，聚酰胺（PA））构成，使得阀板可取决于油流方向在上方位置与下方位置之间改变。例如，用于阀板22的其他合适的塑料材料是聚甲醛（POM）和聚醚醚酮（PEEK）。同样，可使用复合材料或金属。

在图1a和图1b中，真空泵3连接至定时阀6，该定时阀6控制通过真空喷射泵的压缩空气流。定时阀6构造成在允许压缩空气流过真空喷射泵3的打开模式与防止压缩空气流过真空喷射泵3的关闭模式之间切换操作状态。当压缩空气流过真空喷射泵3时，负压施加至真空室2，且当通过真空喷射泵的压缩空气流由定时阀6停止时，负压不再施加至真空室2。

当开始油脱水过程时，油脱水器1是空的，使得仅空气包含在真空室2内。定时阀6切换至允许压缩空气流过真空喷射泵3的打开模式。然后利用真空喷射泵3将负压施加至真空室2，使得油从油储器24吸入管路4中。如图1a中示出的那样，通过影响阀板22的油流，孔口止回阀7的操作状态切换至关闭模式。通过利用真空喷射泵3施加的负压，油从油储器24通过管路4、阀板22中的孔口23和流动通道5吸入真空室2中。由于真空喷射泵3将负压施加至真空室且由于阀板22中的孔口23具有小的流动面积，实现了低到足以导致油中的水通过真空蒸发来蒸发的负压。阀板22中的孔口23设计成带有远小于流动开口5的流动面积，且在关闭模式中阀板22阻挡流动通道5的较大流动面积。

真空蒸发是导致液体填充的容器中的压力降低到液体的蒸气压力以下的过程，其导致液体在低于正常的温度下蒸发。油脱水器1通过将真空室2中的压力降低到标准大气压力以下来使用此过程蒸发油中包含的水。

如果压力在真空室2中降低到其中油中的水开始沸腾的水平，存在的风险在于沸腾的水与油一起产生油泡沫，油泡沫将溢出真空室2且油泡沫可从真空室2通过出口开口10蒸发到真空喷射泵3中，由于油泡沫可能污染油脱水器1外的环境，故这不是最佳的过程。如果使用水沸腾所处的压力水平，可在真空喷射泵3之后使用合适的油分离器，使得可从真空室吸出的油泡沫中的油可与空气和水分离。为了具有更受控的蒸发，压力可改为降低到略微在水开始沸腾所处的点以上的点。蒸发速率对于油的有效脱水将足够高，且油泡沫产生将不发生。作为非限制性示例，当油具有40度的温度时，对于合成酯油（诸如，Castrol®BioBar 46）合适的负压水平例如可为在大气压力以下的-0.9巴或-90kPa。

蒸发的水将通过出口开口10利用真空喷射泵3从真空室2输送出到真空喷射泵3的吸入入口开口28中，且与真空室2中包含的空气一起通过泵出口开口27从真空喷射泵3输送出。

在第一时间段之后，当真空室2由一定体积的油填充时，在该第一时间段期间负压由真空喷射泵3施加至真空室，定时阀6切换至防止压缩空气流过真空喷射泵3的关闭模式。由于负压不再施加至真空室，通过真空室2中包含的油的重力，孔口止回阀7的操作状态从关闭模式切换至打开模式（如图1b中示出的那样）。然后允许油通过流动通道5和管路4从真空室2流出返回到油储器24中。当油从真空室2流出时，允许周围空气通过真空喷射泵3的泵出口开口27和吸入入口开口28以及真空室2的出口开口10流回到真空室2中。当真空室2在第二时间段之后排空时，在此第二时间段期间没有负压由真空喷射泵3施加至真空室2，定时阀6可再次切换至允许压缩空气流过真空喷射泵3的打开模式，使得油脱水器1的操作过程可再次开始。

油脱水器在带有如以上描述的第一时间段和第二时间段的循环中操作，其中真空室2在第一时间段期间由油填充且然后在第二时间段期间排空。多个循环可在彼此之后进行，使得实现连续过程且完成油的有效脱水。时间段的持续时间可取决于例如脱水的油的类型和真空室2的尺寸来调整，使得实现有效脱水。作为非限制性示例，第一时间段可持续10-40秒之间，且第二时间段可持续5-10秒之间。其他时间段也可取决于油脱水器1的设计和油的类型来选择。第一时间段应当选择成使得真空室不由油过度填充，这可取决于例如施加至真空室2的负压、孔口23的尺寸和油的粘度。第二时间段应选择成使得真空室2彻底地排空。作为备选方案，油储器24中的油可通过油加热器件加热，使得在真空室2中实现更有效的蒸发。

在带有孔口止回阀7的此构造中，油脱水器1可设计为便携单元，其可能使一个油储器24移动至另一个。例如，油脱水器1可制造为手持式单元，油脱水器1的操作者可容易地抬起和携带它。油脱水器1还可设计为用于特定油储器24（诸如，例如，泵系统中的油储器）的固定单元。孔口止回阀7有效地控制到真空室2中和从真空室2离开的油流，且具有支持油脱水器1的紧凑且轻量的构造的设计。

在图1c中，油脱水器1示为带有湿气传感器34，该湿气传感器34应用至油脱水器1的部分（管路4在该部分处附接）。湿气传感器34可用来测量油中的水的量，针对吸入真空室2中的油且针对从真空室流出的油。取决于设计，湿气传感器34还可布置在油脱水器内的其他合适位置处。

在图2中，示出油脱水器1的另一个实施例，其中内管11布置在真空室2内。内管11具有与至少一个入口流动通道5a流体连通的下管端12。内管11还具有设有至少一个喷射喷嘴14的上管端13，其中该至少一个喷射喷嘴14布置成用于将油喷射到真空室2中。该至少一个喷射喷嘴14可布置为一个或多个孔、槽或成形孔口，其布置于内管11在上管端13处的侧壁中。端帽32防止油流过内管11在上管端13处的边缘。其他类型的喷射喷嘴布置也是可能的。

图2中示出的实施例中的油脱水器1以与图1a和图1b中示出的实施例中所描述的类似方式操作。利用真空喷射泵将负压施加至真空室2，该真空喷射泵由定时阀以与以上所描述的相同方式控制。图2中未示出真空喷射泵和定时阀。

油脱水器在图2中示为带有在关闭模式中的孔口止回阀7。孔口止回阀7具有如油脱水器1的第一实施例中以上所描述的相同的构造，其中孔口23具有布置在阀板22中的固定面积。在关闭模式中，阀板22的上表面与真空室2的下表面接触。当真空泵将负压施加至真空室2时，油可在关闭模式中经由孔口23和该至少一个入口流动通道5a吸入真空室2中。在图2中未示出的打开模式中，阀板22的上表面不再与真空室2的下表面接触，且当负压不再施加至真空室2时，允许吸入真空室2中的油通过至少一个出口流动通道5b从真空室2流出。

该至少一个入口流动通道5a和该至少一个出口流动通道5b布置在真空室2的下端区域9中。该至少一个出口流动通道5b与该至少一个入口流动通道5a分开，使得从真空室2离开的油流的主要部分流过该至少一个出口流动通道5b。在关闭模式中，孔口止回阀7阻挡油流通过该至少一个出口流动通道5b。

真空室2可由填充材料15填充，该填充材料15增大真空室2中的油与空气之间的接触面积。填充材料15的使用将增大油中的水的蒸发速率。填充材料15可为无规则填充材料，诸如，例如真空室2内提供大表面面积以用于脱水过程期间油与空气之间的相互作用的拉西环。还可使用增大接触表面面积的其他合适的填充材料。为了进一步增加油与空气之间的相互作用，第一空气入口开口16布置在真空室2的下端区域9中。第一空气入口开口16如图2中示出的那样连接至软管37或管路，使得防止油流出至周围环境。当负压施加至真空室2时，环境空气经由软管37和第一空气入口开口16吸入真空室2中。第一空气入口开口16的流动面积小，使得可能实现真空室中足够的负压以用于有效蒸发，且第一空气入口开口16的流动区域因此具有到真空室中的受限制的空气流。示出的实施例中的第一空气入口开口16具有固定的入口流动面积，其选择成适合油脱水器1的特定设计，但作为备选方案，第一空气入口开口16可具有可由阀或类似布置改变的流动面积使得可能可控制到真空室中的空气流。第一空气入口开口16允许空气从下端区域9流入真空室2、流过填充材料15且通过出口开口10流出。当油从喷射喷嘴14喷射到真空室2中时，油向下流过填充材料15。来自第一空气入口开口16的空气流在填充材料15中遇到油流，且实现油中的水的有效蒸发。

油脱水器包括浮阀17，其在上端区域8处布置在真空室2内以用于控制通过出口开口10从真空室2离开的水和空气的流体输送。浮阀17是安全阀，其在真空室2中的油到达过高水平的情况下防止油通过出口开口10从真空室2流出。浮阀17构造成在允许水和空气通过出口开口10从真空室2流出的打开模式与防止水和空气通过出口开口10从真空室2流出的关闭模式之间切换操作状态。

浮阀17设计成带有浮阀元件33，其在真空室中的油到达一定水平时阻挡出口开口10，其中浮阀元件33由真空室中的油影响。浮阀17在构造上简单，且当真空室中的油水平低时，浮阀元件33在图2中示出的下方位置中，其中水和空气可通过出口开口10从真空室2输送出。当油到达浮动元件33开始在油中浮动所处的水平时，浮阀元件33随着升高的油水平向上移动，直到浮阀元件33的上表面阻挡出口开口10，使得防止油通过出口开口10流出。

当开始油脱水过程时，油脱水器1排空，使得仅空气包含在真空室2内。定时阀6切换至允许压缩空气流过真空喷射泵的打开模式。然后利用真空喷射泵将负压施加至真空室2，使得油从油储器24吸入管路4中。孔口止回阀7的操作状态通过影响阀板22的油流从打开模式切换至关闭模式。通过利用真空喷射泵施加的负压，油从油储器24通过管路4、阀板22中的孔口23、入口流动通道5a、内管11和喷射喷嘴14喷射到真空室2的上端区域8中。空气通过第一空气入口开口16流入真空室2，通过填充材料15且通过出口开口10离开。当油从喷射喷嘴14喷射到真空室2中时，油向下流过填充材料15。来自第一空气入口开口16的空气流在填充材料15中遇到油流，且实现水在油中的有效蒸发。

蒸发的水将利用真空喷射泵通过出口开口10从真空室2输送出到真空喷射泵的吸入入口开口中，且与真空室2中包含的空气一起通过泵出口开口从真空喷射泵输送出。

在第一时间段之后，当真空室2由一定体积的油填充时，在该第一时间段期间负压由真空喷射泵施加至真空室，定时阀6切换至防止压缩空气流过真空喷射泵的关闭模式。由于负压不再施加至真空室，故孔口止回阀7的操作状态由真空室2中包含的油的重力切换至打开模式。然后允许油通过出口流动通道5b和管路4从真空室2流出返回到油储器24中。当真空室2在第二时间段之后排空时，在该第二时间段期间没有负压由真空喷射泵施加至真空室2，定时阀6可再次切换至允许压缩空气流过真空喷射泵的打开模式，使得油脱水器1的操作过程可再次开始。

油脱水器在带有如以上所描述的第一时间段和第二时间段的循环中操作，其中真空室2在第一时间段期间由油填充且然后在第二时间段期间排空。多个循环可在彼此之后进行，使得实现连续过程且完成油的有效脱水。

在图3中，示出油脱水器1的另一个备选实施例，其中滤油器21在该至少一个入口流动通道5a之后布置在真空室2内。孔口止回阀7包括阀板22和孔口23，且以与以上实施例中所描述的相同方式操作。当利用真空喷射泵将负压施加至真空室2且孔口止回阀7在关闭模式中时，油通过管路4、孔口23和至少一个入口流动通道5a吸入真空室2中。油通过滤油器21的结构流入真空室2，使得进入真空室2的油被过滤。任何合适类型的滤油器结构可用于过滤油。当不再施加负压且孔口止回阀7在打开模式中时，允许过滤的油在脱水之后通过至少一个出口流动开口5b从真空室2流出。作为备选方案，滤油器可改为在油储器24中布置在管路4的入口开口处或在管路4上方布置在孔口止回阀7下方。取决于油脱水器1的设计，滤油器的其他布置也是可能的。

在图4中，示出油脱水器1的另外的备选实施例，其中第二空气入口开口19布置在真空室2的上端区域8处。第二空气入口开口19允许压缩空气从压缩空气源经由预载止回阀18流入真空室2。预载止回阀18构造成在允许压缩空气通过第二空气入口开口19流入真空室2的打开模式与防止压缩空气通过第二空气入口开口19流入真空室2的关闭模式之间切换操作状态。包括阀板和孔口的孔口止回阀7控制到真空室2中和从真空室2离开的油流，且以与以上实施例中所描述的相同方式操作。当利用真空喷射泵将负压施加至真空室2且孔口止回阀7在关闭模式中时，油通过管路4、阀板中的孔口和至少一个入口流动通道从油储器24吸入真空室2中。油例如通过滤油器的结构流入真空室2。通过经由预载止回阀18和第二空气入口开口19施加至真空室2的压缩空气流，油在脱水之后（当负压不再施加至真空室2时）被迫从真空室2通过至少一个出口流动通道和管路4流出返回到油储器24中。这样，真空室2可由施加的压缩空气更加快速地排空。定时阀可用来将压缩空气流分配至用于将油吸入真空室中的真空喷射泵或分配至用于迫使油从真空室2离开的入口开口19。当真空喷射泵将负压施加至真空室2时，止回阀18预载至一定压力水平（例如，通过弹簧布置）以防止空气流入真空室2中。

在此实施例中，如图4中指示的那样，由压缩空气通过管路4流出到油储器24中的气泡可用来使油储器24中的油流通。油储器24中的此油流通分配油中包含的水，使得实现油的更有效的脱水。

在图5a和5b中示出的备选实施例中，代替使用用于到油脱水器1中和从油脱水器1离开的油流的仅一个管路，第一管路38可用于从油储器24到真空室2中的油流，且另一个第二管路39用于从真空室2离开返回到油储器24的油流。第一管路38和第二管路39也可作为备选方案布置成带有到真空室2中的不同流动通道。利用此布置，当具有两个单独的管路时，还可能将脱水的油通过第二管路39从真空室2输送至不同于油储器24（油从其吸入真空室2中）的另一个油储器。如果在排空真空室时将压缩空气施加至真空室2，则从真空室离开的油流可通过第二管路39有效地输送。到真空室2中和从真空室2离开的油流由较早的实施例中所描述的类型的孔口止回阀控制。当排空真空室2时，如图5b中示出的那样，到第一管路38中的主油流由阀板22关闭，使得油不通过第一管路38从真空室流出，而是改为通过第二管路39流出。很小量的油可通过阀板22的孔口从真空室2流出到第一管路38中，但此小油流将不影响油脱水器1的功能性。当油吸入真空室2中时，如图5a中示出的那样，阀板22在如较早的实施例中所描述的上方位置。管路止回阀40在油吸入真空室2中时阻挡第二管路39中的油流，但在真空室排空时允许油通过第二管路39从真空室2流出。

因为使用的唯一功率源是压缩空气，故油脱水器可在没有任何电气构件的情况下操作。这使油脱水器适于在危险位置或防爆区域中使用。由于油脱水器的紧凑设计，它可设计为容易从一个油储器移动至另一个的便携单元。作为备选方案，油脱水器可设计为持久地附接至油储器的固定单元。此外，油脱水器中的油在脱水过程完成时彻底地排空，使得没有油残余物包含在油脱水器中。这意味着在利用相同的油脱水器清洁带有不同油类型的油系统的情况下不存在或很少存在一种类型的油可能由另一种类型的油残余物污染的风险。

如图6中示出的那样，用于使油脱水的合适的系统包括油脱水器1、油储器24和压缩空气源25。此外，该系统还可包括油分离单元20，其用于分离来自真空室的可跟随从真空喷射泵离开的空气和水的流的油。油分离单元20包括出口管路35和油分离管路36。出口管路35在第一端部附接至真空喷射泵的泵出口开口，且在第二端部附接至油分离管路36（在油分离管路36的下端与上端之间）。如果空气、水和油的混合物从真空喷射泵流出，则混合物在出口管路35中输送到油分离管路36中，其中空气和蒸发的水在油分离管路36中沿向上的方向流入周围空气中，且油在油分离管路36中向下流动返回到油储器24中。

将了解的是，以上描述在性质上仅是示例性的，且不旨在限制本公开内容、其应用或使用。尽管已在说明书中描述且在附图中示出特定的示例，但将由本领域普通技术人员理解的是，在不脱离如权利要求中限定的本公开内容的范围的情况下，可做出各种改变且等同物可代替其元件。举例来说，可使用其他合适类型的孔口止回阀和其他流体处理构件。此外，在不脱离其基本范围的情况下，可做出修改以使特定的情形或材料适于本公开内容的教导。因此，意图的是，本公开内容不限于由附图示出且在说明书中描述的特定示例（作为当前构想出用于执行本公开内容的教导的最佳模式），而本公开内容将包括落入前述描述和所附权利要求内的任何实施例。权利要求中提到的参考标记不应看作是限制由权利要求保护的主题的范围，且它们的唯一功能是使权利要求更容易理解。

参考标记

1：油脱水器

2：真空室

3：真空泵

4：管路

5：流动通道

6：定时阀

7：孔口止回阀

8：上端区域

9：下端区域

10：出口开口

11：内管

12：下管端

13：上管端

14：喷射喷嘴

15：填充材料

16：第一空气入口开口

17：浮阀

18：预载止回阀

19：第二空气入口开口

20：油分离单元

21：滤油器

22：阀板

23：孔口

24：油储器

25：压缩空气源

26：泵入口开口

27：泵出口开口

28：吸入入口开口

29：上表面

30：下表面

31：阀螺栓

32：端帽

33：浮阀元件

34：湿气传感器

35：出口管路

36：油分离管路

37：软管

38：第一管路

39：第二管路

40：管路止回阀。

Claims (20)

1.一种油脱水器（1），包括：真空室（2）；真空泵（3），其布置在所述真空室（2）的上端区域（8）处以用于在所述真空室（2）内建立负压且用于通过出口开口（10）从所述真空室（2）离开的水和空气的流体输送；以及管路（4），其用于到所述真空室（2）中和/或从所述真空室（2）离开的油的流体输送，其中所述管路（4）连接至所述真空室（2）的下端区域（9），

其特征在于，所述真空室（2）在所述下端区域（9）处具有流体地连接所述真空室（2）和所述管路（4）的至少一个流动通道（5），其中孔口止回阀（7）布置在所述真空室（2）与所述管路（4）之间以用于控制通过所述至少一个流动通道（5）到所述真空室（2）中和从所述真空室（2）离开的油流。

2.根据权利要求1所述的油脱水器（1），

其特征在于，所述孔口止回阀（7）构造成在允许油从所述真空室（2）流出的打开模式与其中所述孔口止回阀（7）控制通过所述至少一个流动通道（5）到所述真空室（2）中的所述油流的关闭模式之间切换操作状态，使得所述关闭模式中的流动面积低于所述打开模式中的流动面积。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的油脱水器（1），

其特征在于，所述真空室（2）具有所述下端区域（9）处的至少一个入口流动通道（5a），和所述下端区域（9）处的至少一个出口流动通道（5b），其中所述至少一个出口流动通道（5b）与所述至少一个入口流动通道（5a）分开地布置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的油脱水器（1），

其特征在于，所述真空泵（3）是真空喷射泵。

5.根据权利要求4所述的油脱水器（1），

其特征在于，所述真空泵（3）连接至定时阀（6），其控制通过所述真空喷射泵的压缩空气流，其中所述定时阀（6）构造成在允许压缩空气流过所述真空喷射泵的打开模式与防止压缩空气流过所述真空喷射泵的关闭模式之间切换操作状态。

6.根据前述权利要求中任一项所述的油脱水器（1），

其特征在于，所述孔口止回阀（7）包括带有至少一个孔口（23）的阀板（22），其中所述阀板（22）布置成用于控制通过所述至少一个流动通道（5）从所述真空室（2）离开的油流，当所述孔口止回阀（7）在其关闭模式中时，允许油通过所述至少一个孔口（23）流入所述至少一个流动通道（5）中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的油脱水器（1），

其特征在于，内管（11）布置在所述真空室（2）内，其中所述内管（11）具有与所述至少一个流动通道（5）流体连通的下管端（12），以及设有至少一个喷射喷嘴（14）的上管端（13），其中所述喷射喷嘴（14）布置成用于将油喷射到所述真空室（2）中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的油脱水器（1），

其特征在于，所述真空室（2）由填充材料（15）填充，所述填充材料（15）增大所述真空室（2）中的所述油与所述空气之间的接触表面面积。

9.根据权利要求8所述的油脱水器（1），

其特征在于，所述填充材料（15）是无规则填充材料。

10.根据前述权利要求中任一项所述的油脱水器（1），

其特征在于，第一空气入口开口（16）布置在所述真空室（2）的下端区域（9）中，其中所述第一空气入口开口（16）允许空气流入所述真空室（2）中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的油脱水器（1），

其特征在于，浮阀（17）在所述上端区域（8）处布置在所述真空室（2）内以用于控制通过所述出口开口（10）从所述真空室（2）离开的水和空气的流体输送，其中所述浮阀（17）构造成在允许水和空气通过所述出口开口（10）从所述真空室（2）流出的打开模式与防止水和空气通过所述出口开口（10）从所述真空室（2）流出的关闭模式之间切换操作状态。

12.根据前述权利要求中任一项所述的油脱水器（1），

其特征在于，滤油器（21）在所述至少一个入口流动通道（5）之后布置在所述真空室（2）内。

13.根据前述权利要求中任一项所述的油脱水器（1），

其特征在于，第二空气入口开口（19）布置在所述真空室（2）的上端区域（8）处，其中所述第二空气入口开口（19）允许压缩空气经由预载止回阀（18）流入所述真空室（2）中，其中所述预载止回阀（18）构造成在允许压缩空气通过所述第二空气入口开口（19）流入所述真空室（2）中的打开模式与防止压缩空气通过所述第二空气入口开口（19）流入所述真空室（2）中的关闭模式之间切换操作状态。

14.一种包括根据权利要求1至权利要求13中任一项所述的油脱水器（1）的用于使油脱水的系统，

其特征在于，所述系统还包括油储器（24）和压缩空气源（25）。

15.根据权利要求14所述的用于使油脱水的系统，

其特征在于，所述系统还包括油分离单元（20）。

16.一种利用油脱水器使油脱水的方法，其中所述油脱水器包括：真空室（2）；真空泵（3），其布置在所述真空室（2）的上端区域（8）处以用于在所述真空室（2）内建立负压且用于通过出口开口（10）从所述真空室（2）离开的水和空气的流体输送；管路（4），其用于到所述真空室（2）中和/或从所述真空室（2）离开的油的流体输送，且其中所述管路（4）连接至所述真空室（2）的下端区域（9）；其中所述真空室（2）在所述下端区域（9）处具有流体地连接所述真空室（2）和所述管路（4）的至少一个流动通道（5）；且其中孔口止回阀（7）布置在所述真空室（2）与所述管路（4）之间以用于控制通过所述至少一个流动通道（5）到所述真空室（2）中和从所述真空室（2）离开的油流，所述方法包括以下步骤：

利用所述真空泵（3）将负压施加至所述真空室（2），且将所述孔口止回阀（7）的操作状态切换至关闭模式，其中防止油从所述真空室（2）流出，

将油通过所述管路（4）和所述至少一个流动通道（5）从油储器（24）吸入所述真空室（2）中，且利用所述真空泵（3）将水和空气通过所述出口开口（10）从所述真空室（2）输送出，

停止利用所述真空泵（3）将所述负压施加至所述真空室（2），且将所述孔口止回阀（7）的操作状态切换至打开模式，其中油通过所述至少一个流动通道（5）从所述真空室（2）流出。

17.根据权利要求16所述的用于使油脱水的方法，

其特征在于，所述孔口止回阀（7）在所述负压施加至所述真空室（2）时通过吸入所述真空室（2）中的所述油流将所述操作状态切换至所述关闭模式；且其中所述孔口止回阀（7）在所述负压不再施加至所述真空室（2）时通过从所述真空室（2）离开的所述油流将所述操作状态切换至所述打开模式。

18.根据权利要求16或权利要求17所述的用于使油脱水的方法，

其特征在于，内管（11）布置在所述真空室（2）内，且其中所述内管（11）具有与所述至少一个流动通道（5）流体连通的下管端（12），以及设有至少一个喷射喷嘴（14）的上管端（13），

其中所述喷射喷嘴（14）在所述真空泵（3）将负压施加至所述真空室（2）且所述孔口止回阀（7）在所述关闭模式中时将油喷射到所述真空室（2）的上端区域（8）中。

19.根据权利要求16至权利要求18中任一项所述的用于使油脱水的方法，

其特征在于，当所述真空泵（3）将负压施加至所述真空室（2）且所述孔口止回阀（7）在所述关闭模式中时，空气通过布置在所述真空室（2）的下端区域（9）中的第一空气入口开口（16）流入所述真空室（2）中。

20.根据权利要求16至权利要求19中任一项所述的用于使油脱水的方法，

其特征在于，当所述负压不再施加至所述真空室（2）时，压缩空气流经由预载止回阀（18）和布置在所述真空室（2）的上端区域（8）处的第二空气入口开口（19）施加至所述真空室（2），使得油被迫通过所述至少一个流动通道（5）从所述真空室（2）流出。