CN111075694B - 一种用于储气罐的排水系统及排水方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于储气罐的排水系统，所述排水系统包括：水位传感器、常开电磁阀、常闭电磁阀和控制器，所述常开电磁阀，设置在储气罐排水管路的上游，用于通断排水管路；所述常闭电磁阀，设置在储气罐排水管路的下游，用于通断排水管路；所述水位传感器，用于监测储罐内的积水水位，当到达预设积水水位后向所述控制器发送水位信号；所述控制器，判断所述水位信号的持续时长，当所述持续时长达到预设持续时长时，控制常开电磁阀和常闭电磁阀按照第一预设规则配合开闭自动排出储气罐中的积水。此外本发明还提供了一种用于储气罐的排水方法。

Description

一种用于储气罐的排水系统及排水方法

技术领域

本发明涉及储气设备保护，具体涉及一种用于储气罐的排水系统及排水方法。

背景技术

空压机和储气罐是车间以及商用客车常见的设备，在空压机的工作过程中，压缩空气会导致储气罐产生液态水，目前主要的处理方式是工作结束后对储气罐泄压后手动打开排水阀排水，但是手动排水不能及时把积水排出去，影响后面的加工，把气压卸掉排水无疑造成浪费，更重要的是积水对高压设备的腐蚀加深，使空压机和储气罐的寿命下降。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种用于储气罐的排水系统及排水方法，以解决上述问题，具体的：

本发明第一方面提供了一种用于储气罐的排水系统，所述排水系统包括：水位传感器、常开电磁阀、常闭电磁阀和控制器，

所述常开电磁阀，设置在储气罐排水管路的上游，用于通断排水管路；

所述常闭电磁阀，设置在储气罐排水管路的下游，用于通断排水管路；

所述水位传感器，用于监测储罐内的积水水位，当到达预设积水水位后向所述控制器发送水位信号；

所述控制器，判断所述水位信号的持续时长，当所述持续时长达到预设持续时长时，控制常开电磁阀和常闭电磁阀按照第一预设规则配合开闭自动排出储气罐中的积水。

进一步可选的，所述按照第一预设规则配合开闭包括：

在第一预设时间内关闭所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭；

在第二预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并打开所述常闭电磁阀；

在第三预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并关闭所述常闭电磁阀；

在第三预设时间结束后，打开所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭。

进一步可选的，所述控制器还响应于用户手动操作发出的手动排水指令，控制常开电磁阀和常闭电磁阀按照第二预设规则配合开闭以手动排出储气罐中的积水。

进一步可选的，所述手动排水指令包括off档位信号、第一档位信号和第二档位信号，所述第二预设规则包括：

当位于off档位时，向控制器发送所述off档位信号，常开电磁阀打开，常闭电磁阀关闭；

当位于第一档位时，向控制器发送所述第一档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀关闭；

当位于第二档位时，向控制器发送所述第二档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀打开。

进一步可选的，所述水位传感器采用浮子开关，当积水到达预设积水水位后向控制器发送水位信号。

本发明第二方面提供了一种用于储气罐的排水方法，所述排水方法包括自动排积水模式，所述自动排水模式包括：

监测储气罐内的积水水位，当到达预设积水水位后向控制器发送水位信号；

控制器判断所述水位信号的持续时长，当所述持续时长达到预设持续时长时，控制常开电磁阀和常闭电磁阀按照第一预设规则配合开闭自动排出储气罐中的积水；

其中，常开电磁阀设置在储气罐排水管路的上游，常闭电磁阀设置在储气罐排水管路的下游。

进一步可选的，所述按照第一预设规则配合开闭包括：

在第一预设时间内关闭所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭；

在第二预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并打开所述常闭电磁阀；

在第三预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并关闭所述常闭电磁阀；

在第三预设时间结束后，打开所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭。

进一步可选的，所述排水方法还包括手动排水模式：

响应于用户的手动排水操作向控制器发送相应的手动排水指令，使常开电磁阀和常闭电磁阀按照第二预设规则配合开闭手动排出储气罐中的积水。

进一步可选的，所述手动排水指令包括off档位信号、第一档位信号和第二档位信号，所述按照第二预设规则配合开闭包括：

当位于off档位时，向控制器发送所述off档位信号，常开电磁阀打开，常闭电磁阀关闭；

当位于第一档位时，向控制器发送所述第一档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀关闭；

当位于第二档位时，向控制器发送所述第二档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀打开。

进一步可选的，利用浮子开关监测储气罐内的积水水位。

本发明通过在储气罐下部设置排水管路，并在管路上加设两个电磁阀实现管路不同管段的通断，可以在高压设备工作状态随时排水又不会造成高压设备气体泄漏造成危险和浪费能源，同时及时排水能够有效提高设备的使用寿命和不会对后面的工作造成影响，从而提高设备的使用寿命和保障生产的质量和工作质量。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例的储气罐排水系统示意图；

图2是本发明一实施例的电磁阀电气图；

图3是本发明一实施例的操器开关按钮逻辑流程图；

图4是本发明一实施例的控制器程序逻辑流程图；

图中：1、电机；2、空压机；3、储气罐；4、常开电磁阀；5、常闭电磁阀；6、蓄水池；7、开关按钮；8、功能选择开关；9、电磁阀工作电源；10、第一继电器；11、第二继电器；12、第一电阻；13、第二电阻；14、控制器；15、浮子开关。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

本发明通过在储气罐排水管路上加设常开电磁阀和常闭电磁阀的组合，并设定手动和自动切换两种模式，针对两种模式设置相应的常开电磁阀和常闭电磁阀的开闭配合方式，使储气罐在排水时不会漏气，工作过程中也可以随时排水。

实施例1

为更好的阐述本发明方案，本实施例提供一种用于储气罐的排水系统，该排水系统包括：水位传感器、常开电磁阀、常闭电磁阀和控制器。两个电磁阀串联设置，其中常开电磁阀设置在储气罐排水管路的上游，能够通断该排水管路；常闭电磁阀设置在储气罐排水管路的下游，也通断排水管路。水位传感器监测储罐内的积水水位，当到达预设积水水位后向控制器发送水位信号。控制器会判断所述水位信号的持续时长，当其持续的时长达到了预设持续时长时，控制常开电磁阀和常闭电磁阀按照第一预设规则配合开闭自动排出储气罐中的积水。通过设定水位信号的持续时长，避免了由于机械振荡等因素造成误发水位信号的情况，进一步提高了该排水系统的实用性。

所述按照第一预设规则配合开闭包括：在第一预设时间内关闭所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭；在第二预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并打开所述常闭电磁阀；在第三预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并关闭所述常闭电磁阀；在第三预设时间结束后，打开所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭。通过按照该预设规则，能够对两电磁阀之间积存的水进行排除，以实现对储气罐的排水。基于该串联的电磁阀实现自动排水，采用继电器小电流控制大电流。

在一些可选的实现方式中，当人员在就地进行操作时，可以将模式切换为手动排水模式，可以实现手动排水和自动排水的切换。此时控制器还能响应于用户手动操作所发出的手动排水指令，控制常开电磁阀和常闭电磁阀按照第二预设规则配合开闭以手动排出储气罐中的积水。手动排水时，手操器开关按钮具有物理逻辑顺序，避免了会操作失误的情况，排水操作简单方便。另外在开关按钮处还进行了外壳接地，有效保护操作人的生命安全。

手动排水指令包括off档位信号、第一档位信号和第二档位信号，此时按照第二预设规则配合开闭包括：当位于off档位时，向控制器发送off档位信号，常开电磁阀打开，常闭电磁阀关闭；当位于第一档位时，向控制器发送第一档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀关闭；当位于第二档位时，向控制器发送第二档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀打开。

在一些可选的实现方式中，所述水位传感器采用浮子开关，当积水到达预设积水水位后向控制器发送水位信号。在其他替代实施例中，还可对水位进行测量，当超过预设水位高度后控制器控制两个电磁阀按照第一预设规则进行开闭配合，将积水排至设置在排水管路口的蓄水池中。

实施例2

在本实施例中提供了一种储气罐的排水方法，排水方法包括自动排积水模式和/或手动排水模式。

该自动排水模式包括：监测储气罐内的积水水位，当到达预设积水水位后向控制器发送水位信号；控制器判断所述水位信号的持续时长，当所述持续时长达到预设持续时长时，控制常开电磁阀和常闭电磁阀按照第一预设规则配合开闭自动排出储气罐中的积水；其中，常开电磁阀设置在储气罐排水管路的上游，常闭电磁阀设置在储气罐排水管路的下游。第一预设规则配合开闭包括：在第一预设时间内关闭所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭；在第二预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并打开所述常闭电磁阀；在第三预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并关闭所述常闭电磁阀；在第三预设时间结束后，打开所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭。

该手动排水模式包括：响应于用户的手动排水操作向控制器发送相应的手动排水指令，使常开电磁阀和常闭电磁阀按照第二预设规则配合开闭手动排出储气罐中的积水。手动排水指令包括off档位信号、第一档位信号和第二档位信号，相应的第二预设规则配合开闭包括：

当位于off档位时，向控制器发送所述off档位信号，常开电磁阀打开，常闭电磁阀关闭；

当位于第一档位时，向控制器发送所述第一档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀关闭；

当位于第二档位时，向控制器发送所述第二档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀打开。

在一些可选的实现方式中，所述水位传感器采用浮子开关，当积水到达预设积水水位后向控制器发送水位信号。在其他替代实施例中，还可对水位进行测量，当超过预设水位高度后控制器控制两个电磁阀按照第一预设规则进行开闭配合，将积水排至设置在排水管路口的蓄水池中。

如图1-4所示，基于上述排水系统和排水方法，现提供了一种排水系统手动排水和自动排水的具体工作过程。

在该排水系统中，电磁阀包括常开电磁阀4和常闭电磁阀5。常开电磁阀4在电磁阀工作电源9不接通的情况下，处于流通的状态，在工作电源导通的情况下，电磁阀处于不流通的状态；相反常闭电磁阀5在电磁阀工作电源9不接通的情况下，电磁阀处于不流通的状态，在工作电源导通的情况下，电磁阀处于流通的状态。

该排水系统可以实现手动排水和自动排水，当功能选择开关8拨到手动挡的时候，手动排水主要是由开关按钮7来控制，开关按钮7共有三个档位，OFF档、1档位和2档位。第一电阻12和第二电阻13的作用主要是限流和保护作用，可以依据电磁阀的功率来选着电阻的大小。优选地，选用的开关按钮7为能实现在无操作时可以自动复位。

OFF档位时，第一继电器10和第二继电器11都没有电流导通，相应的两个电磁阀与电磁阀工作电源9不能形成电流回路，两个电磁阀都不工作，此时常开电磁阀4流通，常闭电磁阀5不流通，储气罐的积水流入两个电磁阀之间的管道中。

当开关按钮从OFF档切入到1档位后，第一继电器10通电，第二继电器11不通电，常开电磁阀4通电，常开电磁阀通电工作时电磁阀关闭不流通，常闭电磁阀5仍然没有通电，常闭电磁阀5关闭管路此处不流通，此时从储气罐3流到两个电磁阀之间的水被锁住在两个电磁阀之间的管道中，此时所密封的该段管道里面的压强与储气罐的压强相等，大于大气压。

再接着开关按钮7从1档切入到2档状态，整个切入的过程中，第一继电器10始终保持通电，没有断电过程，于是常开电磁阀4始终通电，一直处于不流通状态；这个过程中，第二继电器11由不通电变成了通电的状态，于是常开电磁阀5打开，常开电磁阀5处于流通状态，在重力和管内气压的作用下，将截留在两个电磁阀之间的水被排了出去。

紧接着当操作人员的手离开开关按钮7不进行操作时，开关按钮7由2挡先复位到1档状态，第二继电器11由原先通电状态变成了不通电，第二继电器11断开，于是常闭电磁阀5没有工作电流通过，常闭电磁阀5不流通；这个过程中，第一继电器10始终保持通电，没有断电过程，常开电磁阀4始终通电，该位置的管路一直处于不流通状态。

最后开关按钮7由1档复位到OFF档状态，第二继电器11始终保持断开不通电，常闭电磁阀5没有工作电源通过，常闭电磁阀5始终保持不流通；在这个过程中，第一继电器10由通电状态变成了不通电，常开电磁阀4没有电流通过，常开电磁阀4流通，空压机2压缩空气产生的水又可以流入常开电磁阀4和常闭电磁阀5之间的管道中，整个排水过程结束。

假设操作的过程中，按到1档的位置就松开了，接着开关就会复位到OFF档的位置，则这个失误的排水操作带来的结果也仅仅是常开电磁阀4由流通状态变为不流通状态在到流通状态，常闭电磁阀5始终都没有通电，一直保持不流通状态，储气罐的气体不会溢出来。

当功能选择开关8拨到自动挡排水的时候，则可以由浮子开关15监控到水位上升到了一定的高度之后，实现自动排水，从控制的逻辑功能上看与手动挡排水的原理类似，不同于手动排水的是需要人员操作，自动排水依靠的是控制器14来实现开关按钮7的逻辑顺序功能，控制器14可以设置各个操作环节的具体持续时间，如图4所示的控制器程序逻辑流程图可知，一开始控制器14的AIO输出高电平，BIO口、1IO口、2IO口和3IO口输出低电平，当水位上升到一定的程度时候，浮子开关闭合，则BIO口就会接收到来自AIO口的高电平，此时给BIO口设计一个是否持续一分钟的高电平以避免由机械振动引起的浮子开关触碰，否则返回，如果BIO口的高电平持续一分钟，则1IO口输出高电平，此时就是进入1档的状态，第一继电器10通电，第二继电器11不通电，常开电磁阀4通电，常开电磁阀4工作电磁阀不流通，常闭电磁阀5仍然没有通电，常闭电磁阀5不流通，此时从储气罐流到两个电磁阀之间的水被锁住在两个电磁阀之间的管道中，此时密封管道里面的压强与储气罐的压强相等，大于大气压。设定的BIO口的高电平持续时长可以更长或更短，仅以1分钟为例进行解释说明。

接着30S后，3IO口输出高电平，第一继电器10始终保持通电，没有断电过程，于是常开电磁阀4始终通电，一直处于不流通状态；这个过程中，第二继电器11由不通电变成了通电的状态，于是常开电磁阀5打开，常闭电磁阀5处于流通状态，在重力和管内气压的作用下，原先锁住在两个电磁阀之间的水被排了出去，流到蓄水池6中。

紧接着30S后，3IO口输出低电平，第二继电器11由原先通电状态变成了不通电，第二继电器11断开，于是常闭电磁阀5没有工作电流通过，常闭电磁阀5不流通；这个过程中，第一继电器10始终保持通电，没有断电过程，常开电磁阀4始终通电，一直处于不流通状态。

在紧接着30S后，第一继电器10由通电状态变成了不通电，常开电磁阀4没有电流通过，常开电磁阀4流通，电机1驱动空压机2压缩空气产生的水又可以流入常开电磁阀4和常闭电磁阀5之间的管道中，整个自动排水过程结束。

对于上述每一步中设置的30S时间间隔是为使截留在两电磁阀之间的水排净，或重新使储气罐内的水流入两电磁阀之间进行截留。该时间间隔30S为一种设定情形，可以根据实际排水需要设置更长或更短的时间间隔以提高排水效率。

同样的，假设这个系统有很多个储气罐，或者即便这些储气罐位于不通的系统，也可以采取这个方案，只需要匹配不同的第一电阻和第二电阻的大小，然后给储气罐排水的位置采用一样顺序的常开电磁阀和常闭电磁阀，然后所有的常开电磁阀与常开电磁阀并联在一起，所有的常闭电磁阀与常闭电磁阀并联在一起即可。此外即使其他的需要排水的装置也可以采取这个方案，不论需要排水的部件内的压强是否需要大于大气压，只要满足常开电磁阀打开后，水能流出来即可。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (6)

1.一种用于储气罐的排水系统，其特征在于，所述排水系统包括：水位传感器、常开电磁阀、常闭电磁阀和控制器，

所述常开电磁阀，设置在储气罐排水管路的上游，用于通断排水管路；

所述常闭电磁阀，设置在储气罐排水管路的下游，用于通断排水管路；

所述水位传感器，用于监测储气罐内的积水水位，当到达预设积水水位后向所述控制器发送水位信号；

所述控制器，判断所述水位信号的持续时长，当所述持续时长达到预设持续时长时，控制常开电磁阀和常闭电磁阀按照第一预设规则配合开闭自动排出储气罐中的积水；所述控制器还响应于用户手动操作发出的手动排水指令，控制常开电磁阀和常闭电磁阀按照第二预设规则配合开闭以手动排出储气罐中的积水，其中所述手动排水指令包括off档位信号、第一档位信号和第二档位信号，所述按照第二预设规则配合开闭包括：当位于off档位时，向控制器发送所述off档位信号，常开电磁阀打开，常闭电磁阀关闭；当位于第一档位时，向控制器发送所述第一档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀关闭；当位于第二档位时，向控制器发送所述第二档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀打开。

2.根据权利要求1所述的用于储气罐的排水系统，其特征在于，所述按照第一预设规则配合开闭包括：

在第一预设时间内关闭所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭；

在第二预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并打开所述常闭电磁阀；

在第三预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并关闭所述常闭电磁阀；

在第三预设时间结束后，打开所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭。

3.根据权利要求1或2所述的用于储气罐的排水系统，其特征在于，所述水位传感器采用浮子开关，当积水到达预设积水水位后向控制器发送水位信号。

4.一种用于储气罐的排水方法，其特征在于，所述排水方法包括自动排水模式，所述自动排水模式包括：

监测储气罐内的积水水位，当到达预设积水水位后向控制器发送水位信号；

控制器判断所述水位信号的持续时长，当所述持续时长达到预设持续时长时，控制常开电磁阀和常闭电磁阀按照第一预设规则配合开闭自动排出储气罐中的积水；

其中，常开电磁阀设置在储气罐排水管路的上游，常闭电磁阀设置在储气罐排水管路的下游；

所述排水方法还包括手动排水模式：响应于用户的手动排水操作向控制器发送相应的手动排水指令，使常开电磁阀和常闭电磁阀按照第二预设规则配合开闭手动排出储气罐中的积水，其中所述手动排水指令包括off档位信号、第一档位信号和第二档位信号，所述按照第二预设规则配合开闭包括：当位于off档位时，向控制器发送所述off档位信号，常开电磁阀打开，常闭电磁阀关闭；当位于第一档位时，向控制器发送所述第一档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀关闭；当位于第二档位时，向控制器发送所述第二档位信号，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀打开。

5.根据权利要求4所述的用于储气罐的排水方法，其特征在于，

所述按照第一预设规则配合开闭包括：

在第一预设时间内关闭所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭；

在第二预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并打开所述常闭电磁阀；

在第三预设时间内保持所述常开电磁阀关闭，并关闭所述常闭电磁阀；

在第三预设时间结束后，打开所述常开电磁阀，并保持所述常闭电磁阀关闭。

6.根据权利要求4或5所述的用于储气罐的排水方法，其特征在于，利用浮子开关监测储气罐内的积水水位。

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