CN116637485A - 一种冷干机冷凝水排水防堵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷干机冷凝水排水防堵系统，在过滤分离器的底端设置排水器，过滤分离器的底端设置为中间高于两侧的尖棱形状，排水口设置于尖棱形状的顶尖处；尖棱形状的两侧分别形成两个储污腔，排污口设置于储污腔的底端；储污腔的顶端不高于排水口处设置带有开口的顶封板，顶封板自外端向开口处逐渐走低设置，活塞头可竖向活动的安装在顶封板的开口位置上方，活塞头根据冷凝水的浮力大小打开或关闭顶封板的开口。为解决排污或排水过程中造成的压缩空气流失问题，在过滤分离器中增加一个活塞头，在储污腔顶端安装一个顶封板并开口，活塞头与开口匹配，根据冷凝水的浮力决定活塞头的开启与关闭，通过这种自锁机构，时刻避免压缩空气流失。

Description

一种冷干机冷凝水排水防堵系统

技术领域

本发明涉及冷干机技术领域，更具体地，涉及一种冷干机冷凝水排水防堵系统。

背景技术

冷干机在对潮湿空气进行干燥的同时，会产生冷凝水，冷凝水通常产生于气水分离器的底部，但是该冷凝水通常并非纯净的冷凝水，还会包含一定量的金属碎屑、杂物颗粒等，而且，气水分离器中为了排出空气的纯净，还会额外增加过滤器，过滤器拦截下来的杂质部分留存于过滤器的滤芯中定期清理，另一部分随冷凝水从排水口排出，因此，冷干机的排水口经常会由于杂质含量较多而堵塞。

但是，冷干机的冷凝水排水口又一般采用自动排水器，而不是常开排水管，原因在于，冷干机内部运行的往往是压缩空气构成的气流，若排水器的孔径过大或排放时间过长，都会导致压缩空气流失，冷干机内部气压不足而影响正常运行，因此，经常会采用精度较高的自动排水器，但是自动排水器由于精度高的限制，导致上述堵塞情况加重。

为此，许多冷干机的排水器改造往往会向大孔径、人工操作的方式改进，凭借人工操作的熟练度，解决堵塞问题和压缩空气流失问题。但是这样并非长久之计，随着工厂生产线的自动化改造越发成熟，冷干机也需要相应升级，同时解决掉堵塞和气压维持的双重问题。

因此，如何提供一种可有效防止冷干机冷凝水排水堵塞、智能化自动清污的冷干机冷凝水排水防堵系统成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷干机冷凝水排水防堵系统，以解决上述背景技术中的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种冷干机冷凝水排水防堵系统，包括预冷器、蒸发器、过滤分离器和排水器；

所述预冷器设置有湿气进口、湿气出口、回气进口和压缩空气出口，所述湿气进口和所述湿气出口通过管程导通，所述回气进口和所述压缩空气出口通过壳程导通；

所述蒸发器的进口连通所述预冷器的湿气出口，所述蒸发器的出口连通所述过滤分离器的进口，所述蒸发器内设置的冷媒管道中通入冷媒低压蒸汽；

所述过滤分离器中设置滤芯，进入所述过滤分离器的含冷凝水的气流经所述滤芯过滤后从过滤分离器的顶部出口排出至所述预冷器的回气进口；

所述排水器设置在所述过滤分离器的底端，所述排水器包括排水口、排水阀、排污口、活塞头和排污阀，所述过滤分离器的底端设置为中间高于两侧的尖棱形状，所述排水口设置于尖棱形状的顶尖处，所述排水阀安装于所述排水口的管道上；

所述尖棱形状的两侧分别形成两个储污腔，所述排污口设置于所述储污腔的底端，所述排污阀安装于所述排污口的管道上；所述储污腔的顶端不高于所述排水口处设置带有开口的顶封板，所述顶封板自外端向开口处逐渐走低设置，所述活塞头可竖向活动的安装在所述顶封板的开口位置上方，所述活塞头根据冷凝水的浮力大小打开或关闭所述顶封板的开口。

可选地，根据本发明所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，所述活塞头的浮力属性按照以下规则设置：

当冷凝水的水位高于所述顶封板的开口的高度≥活塞头的一半总高时，所述活塞头的浮力大于所述过滤分离器内压缩空气的气压而打开所述顶封板的开口；

当冷凝水的水位高于所述顶封板的开口的高度＜活塞头的一半总高时，所述活塞头的浮力小于所述过滤分离器内压缩空气的气压而关闭所述顶封板的开口。

可选地，根据本发明所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，所述排水口的上方设置有雨檐结构，所述雨檐结构的斜面分别延伸向两侧的排污腔上方。

可选地，根据本发明所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，所述活塞头基于竖向的导杆安装，所述导杆安装于所述过滤分离器中，所述活塞头与导杆滑动配合。

可选地，根据本发明所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，所述过滤分离器中安装有液位传感器，所述液位传感器关联所述排水阀，以便所述排水阀触发打开和关闭动作。

可选地，根据本发明所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，所述储污腔的高处设置有环形分布的红外对射式传感器组，所述红外对射式传感器组关联所述排污阀，以便所述排污阀触发打开和关闭动作。

可选地，根据本发明所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，所述顶封板的开口处或导杆上安装有行程开关，所述行程开关用于检测所述活塞头是否将所述顶封板的开口封闭。

可选地，根据本发明所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，所述行程开关与所述排水阀和所述排污阀关联，当所述排水阀触发完成排水动作后设定时间内，所述行程开关未检测到所述活塞头移动到位，判断所述红外对射式传感器组故障或所述顶封板的开口被异常阻挡，此时使所述红外对射式传感器失效，并打开所述排污阀设定时长后自动关闭所述排污阀，若所述活塞头下落、所述行程开关触发，回到正常控制流程；若所述活塞头仍不下落、所述行程开关仍不触发，打开报警装置发出警示。

可选地，根据本发明所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，所述导杆外套装有柔性波纹管封闭保护套。

可选地，根据本发明所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，所述活塞头与所述顶封板的开口相配合的下端面设置为锥面。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明具有以下优点：

1.在过滤分离器中设计两个出口，一个排水口，一个排污口，排水口的高度较高，排污口的角度较低，并设置斜面，冷凝水混合杂物在底部积存时，杂物会向底端沉降，进入储污腔，自动排水任务定期将上层净水排走，排水阀就可以保持干净，不易堵塞，即便有少量微小悬浮颗粒进入，也难以影响排水阀正常工作，通过定期检修可保障其正常运行；杂物积存到一定高度或数量后，打开排污阀进行清理，由此实现了排水和排污的分离。

2.为解决排污或排水过程中造成的压缩空气流失问题，在过滤分离器中增加一个活塞头，在储污腔顶端安装一个顶封板并开口，活塞头与开口匹配，当浮力大于内部气体压力时，活塞头将顶封板打开，较重的杂物进入储污腔中积存，当液位到达设定高度，触发排水，活塞头随液面下降，直到封闭顶封板的开口，此时内部气体压力大于浮力，排水过程由于内外空间无导通而不流失压缩空气；排污过程由于积存时间较长且需要沉降，通常会在非排水时间内触发，此时，由于外部液位不高，活塞头将顶封板封闭，排污阀打开后储污腔形成负压，活塞头被塞紧在顶封板的开口中，故而不会导致压缩空气流失；若排污同时在排水，由于液位下降，活塞头仍然会在内部压缩空气的压力下及时的将储污腔的顶封板开口封闭，进而避免排污过程中压缩空气流失；通过这种自锁机构，时刻避免压缩空气流失。

3.增加传感器进行控制，排水和排污遵循液位感应触发，而活塞头的到位检测则需要配合排水阀和排污阀进行单独触发，原因在于储污腔内的杂物属于硬质杂物，垫高后容易异常隆起并阻碍活塞头回落，异常隆起往往是局部隆起，导致红外对射式传感器组不触发，因此若行程开关在排水后未触发，说明有障碍物，此时需要及时排污进行杂质清除，解决垫高隆起问题，若可执行操作全部无效，活塞头仍无法回落，说明杂物过大卡在了顶封板的开口处，触发警报，及时维修。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明中冷干机冷凝水排水防堵系统的原理图。

图2是本发明的冷干机冷凝水排水防堵系统中排水器的原理图之一。

图3是本发明的冷干机冷凝水排水防堵系统中排水器的原理图之二。

附图标记说明：

1、预冷器；2、蒸发器；3、过滤分离器；4、排水器；

11、湿气进口；12、湿气出口；13、回气进口；14、压缩空气出口；21、冷媒管道；22、蒸发器的进口；23、蒸发器的出口；31、滤芯；

41、排水口；42、排水阀；43、储污腔；44、排污口；45、活塞头；46、排污阀；47、顶封板；48、顶封板的开口；49、导杆；50、雨檐结构。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据图1至图3所示，本发明提供了一种冷干机冷凝水排水防堵系统，包括预冷器1、蒸发器2、过滤分离器3和排水器4。

预冷器1设置有湿气进口11、湿气出口12、回气进口13和压缩空气出口14，湿气进口11和湿气出口12通过管程导通，回气进口13和压缩空气出口14通过壳程导通。

蒸发器的进口22连通预冷器1的湿气出口12，蒸发器的出口23连通过滤分离器3的进口，蒸发器2内设置的冷媒管道21中通入冷媒低压蒸汽。

过滤分离器3中设置滤芯31，进入过滤分离器3的含冷凝水的气流经滤芯31过滤后从过滤分离器3的顶部出口排出至预冷器1的回气进口13。

排水器4设置在过滤分离器3的底端，排水器4包括排水口41、排水阀42、排污口44、活塞头45和排污阀46，过滤分离器3的底端设置为中间高于两侧的尖棱形状，排水口41设置于尖棱形状的顶尖处，排水阀42安装于排水口41的管道上。

尖棱形状的两侧分别形成两个储污腔43，排污口44设置于储污腔43的底端，排污阀46安装于排污口44的管道上；储污腔43的顶端不高于排水口41处设置带有开口的顶封板47，顶封板47自外端向开口处逐渐走低设置，活塞头45可竖向活动的安装在顶封板的开口48位置上方，活塞头45根据冷凝水的浮力大小打开或关闭顶封板的开口48。

在过滤分离器3中设计两个出口，一个排水口41，一个排污口44，排水口41的高度较高，排污口44的角度较低，并设置斜面，冷凝水混合杂物在底部积存时，杂物会向底端沉降，进入储污腔43，自动排水任务定期将上层净水排走，排水阀42就可以保持干净，不易堵塞，即便有少量微小悬浮颗粒进入，也难以影响排水阀42正常工作，通过定期检修可保障其正常运行；杂物积存到一定高度或数量后，打开排污阀46进行清理，由此实现了排水和排污的分离。

活塞头45的浮力属性按照以下规则设置：

当冷凝水的水位高于顶封板的开口48的高度≥活塞头45的一半总高时，活塞头45的浮力大于过滤分离器3内压缩空气的气压而打开顶封板的开口48；

当冷凝水的水位高于顶封板的开口48的高度＜活塞头45的一半总高时，活塞头45的浮力小于过滤分离器3内压缩空气的气压而关闭顶封板的开口48。

为解决排污或排水过程中造成的压缩空气流失问题，在过滤分离器3中增加一个活塞头45，在储污腔43顶端安装一个顶封板47并开口，活塞头45与开口匹配，当浮力大于内部气体压力时，活塞头45将顶封板47打开，较重的杂物进入储污腔43中积存，当液位到达设定高度，触发排水，活塞头45随液面下降，直到封闭顶封板的开口48，此时内部气体压力大于浮力，排水过程由于内外空间无导通而不流失压缩空气；排污过程由于积存时间较长且需要沉降，通常会在非排水时间内触发，此时，由于外部液位不高，活塞头45将顶封板47封闭，排污阀46打开后储污腔43形成负压，活塞头45被塞紧在顶封板的开口48中，故而不会导致压缩空气流失；若排污同时在排水，由于液位下降，活塞头45仍然会在内部压缩空气的压力下及时的将储污腔43的顶封板47开口封闭，进而避免排污过程中压缩空气流失；通过这种自锁机构，时刻避免压缩空气流失。

进一步地，排水口41的上方设置有雨檐结构50，雨檐结构50的斜面分别延伸向两侧的排污腔上方。保证杂物通过雨檐结构50的斜面进入排污腔内，从而在排污腔内沉淀，而冷凝水的由于自身的流动性，并不会影响排水工序。

进一步地，活塞头45基于竖向的导杆49安装，导杆49安装于过滤分离器3中，活塞头45与导杆49滑动配合。通过导杆49对活塞头45的运动进行导向与限制，保证于顶封板的开口48处有效配合。

再进一步地，活塞头45与顶封板的开口48相配合的下端面设置为锥面。由于顶封板47自外端向开口处逐渐走低设置，与下端面为锥面结构的活塞头45能够稳定配合，保证活塞头45对顶封板的开口48的完全封闭效果。

进一步地，过滤分离器3中安装有液位传感器，液位传感器关联排水阀42，以便排水阀42触发打开和关闭动作。当液位到达设定高度，排水阀42打开，相对清洁的冷凝水从排水口41排走，较重的杂质则被留存在储污腔43中，随着液位下降，活塞头45将顶封板47封闭。

再进一步地，储污腔43的高处设置有环形分布的红外对射式传感器组，红外对射式传感器组关联排污阀46，以便排污阀46触发打开和关闭动作。当需要排污时，打开排污阀46，此时活塞头45往往是处于封闭状态，随着排污的进行，储污腔43内部的气压更小，活塞头45的稳定性则更高，内部高气压反而不会从储污腔43处逃逸。即便排污时活塞头45是打开状态，随着排污的进行，液位下降，活塞头45仍能够及时封闭顶封板的开口48，避免高气压逃逸。

再进一步地，顶封板的开口48处或导杆49上安装有行程开关，行程开关用于检测活塞头45是否将顶封板的开口48封闭，正常情况下，当排水阀42触发完成排水动作后设定时间内，行程开关会检测到活塞头45归位。

再进一步地，行程开关与排水阀42和排污阀46关联，当排水阀42触发完成排水动作后设定时间内，行程开关未检测到活塞头45移动到位，判断红外对射式传感器组故障或顶封板的开口48被异常阻挡，此时使红外对射式传感器失效，并打开排污阀46设定时长后自动关闭排污阀46，若活塞头45下落、行程开关触发，回到正常控制流程；若活塞头45仍不下落、行程开关仍不触发，打开报警装置发出警示。

再进一步地，导杆49外套装有柔性波纹管封闭保护套，通过柔性波纹管对导杆49进行防护，避免冷凝水对导杆49的腐蚀，从而导致活塞头45无法在导杆49上正常运行。

基本工作原理：

排水口41高于排污口44和储污腔43，在积水过程中，污水首先会在雨檐结构50的导向作用下进入顶封板47上方并围绕活塞头45积存，当冷凝水积存足够多，活塞头45被浮力升起，顶封板的开口48被打开，杂物会在自重和设备运行的振动的影响下落入储污腔43中沉降，一小部分悬浮颗粒或轻质的漂浮物随液面上升，这些细微杂质不易影响排水，可忽略不计，在日常维护过程中进行定期清理即可。

当液位到达设定高度，排水阀42打开，相对清洁的冷凝水从排水口41排走，较重的杂质则被留存在储污腔43中，随着液位下降，活塞头45将顶封板47封闭。

当需要排污时，打开排污阀46，此时活塞头45往往是处于封闭状态，随着排污的进行，储污腔43内部的气压更小，活塞头45的稳定性则更高，内部高气压反而不会从储污腔43处逃逸。

即便排污时活塞头45是打开状态，随着排污的进行，液位下降，活塞头45仍能够及时封闭顶封板的开口48，避免高气压逃逸。

关于智能化控制方面，只要以传感器为主，所述过滤分离器3中安装有液位传感器(图中未画出)，所述液位传感器关联所述排水阀42，以便排水阀42触发打开和关闭动作，液位传感器的高度通常设置在高于排水口41一定高度的位置处，以便一次能排出尽量多的水。

储污腔43的高处设置有环形分布的红外对射式传感器组(图中未画出)，所述红外对射式传感器组关联排污阀46，以便排污阀46触发打开和关闭动作，环形设计的目的是避免红外对射式传感器部分被遮挡或遮盖导致误报，只有全部的传感器都被阻挡时，才能触发，提高准确性。

所述顶封板的开口48处或导杆49上安装有行程开关(图中未画出)，所述行程开关用于检测活塞头45是否将顶封板的开口48封闭，所述行程开关与排水阀42和排污阀46关联。

正常情况下，当排水阀42触发完成排水动作后设定时间内，行程开关会检测到活塞头45归位。

若所述行程开关未检测到活塞头45移动到位，判断红外对射式传感器组故障或顶封板的开口48被异常阻挡，如局部位置异形隆起，红外对射式传感器未触发，此时系统判定红外对射式传感器失效，并打开排污阀46，在设定时长后自动关闭排污阀46，将储污腔43内的杂物排空，若活塞头45下落、行程开关触发，证明异常隆起情况被解决，回到正常控制流程。

若活塞头45仍不下落、行程开关仍不触发，打开报警装置发出警示，检修人员介入进行检修。

增加传感器进行控制，排水和排污遵循液位感应触发，而活塞头45的到位检测则需要配合排水阀42和排污阀46进行单独触发，原因在于储污腔43内的杂物属于硬质杂物，垫高后容易异常隆起并阻碍活塞头45回落，异常隆起往往是局部隆起，导致红外对射式传感器组不触发，因此若行程开关在排水后未触发，说明有障碍物，此时需要及时排污进行杂质清除，解决垫高隆起问题，若可执行操作全部无效，活塞头45仍无法回落，说明杂物过大卡在了顶封板的开口48处，触发警报，及时维修。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种冷干机冷凝水排水防堵系统，其特征在于，包括预冷器、蒸发器、过滤分离器和排水器；

所述预冷器设置有湿气进口、湿气出口、回气进口和压缩空气出口，所述湿气进口和所述湿气出口通过管程导通，所述回气进口和所述压缩空气出口通过壳程导通；

所述蒸发器的进口连通所述预冷器的湿气出口，所述蒸发器的出口连通所述过滤分离器的进口，所述蒸发器内设置的冷媒管道中通入冷媒低压蒸汽；

所述过滤分离器中设置滤芯，进入所述过滤分离器的含冷凝水的气流经所述滤芯过滤后从过滤分离器的顶部出口排出至所述预冷器的回气进口；

所述排水器设置在所述过滤分离器的底端，所述排水器包括排水口、排水阀、排污口、活塞头和排污阀，所述过滤分离器的底端设置为中间高于两侧的尖棱形状，所述排水口设置于尖棱形状的顶尖处，所述排水阀安装于所述排水口的管道上；

所述尖棱形状的两侧分别形成两个储污腔，所述排污口设置于所述储污腔的底端，所述排污阀安装于所述排污口的管道上；所述储污腔的顶端不高于所述排水口处设置带有开口的顶封板，所述顶封板自外端向开口处逐渐走低设置，所述活塞头可竖向活动的安装在所述顶封板的开口位置上方，所述活塞头根据冷凝水的浮力大小打开或关闭所述顶封板的开口。

2.根据权利要求1所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，其特征在于，所述活塞头的浮力属性按照以下规则设置：

当冷凝水的水位高于所述顶封板的开口的高度≥活塞头的一半总高时，所述活塞头的浮力大于所述过滤分离器内压缩空气的气压而打开所述顶封板的开口；

当冷凝水的水位高于所述顶封板的开口的高度＜活塞头的一半总高时，所述活塞头的浮力小于所述过滤分离器内压缩空气的气压而关闭所述顶封板的开口。

3.根据权利要求1所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，其特征在于，所述排水口的上方设置有雨檐结构，所述雨檐结构的斜面分别延伸向两侧的排污腔上方。

4.根据权利要求2所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，其特征在于，所述活塞头基于竖向的导杆安装，所述导杆安装于所述过滤分离器中，所述活塞头与导杆滑动配合。

5.根据权利要求2所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，其特征在于，所述过滤分离器中安装有液位传感器，所述液位传感器关联所述排水阀，以便所述排水阀触发打开和关闭动作。

6.根据权利要求5所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，其特征在于，所述储污腔的高处设置有环形分布的红外对射式传感器组，所述红外对射式传感器组关联所述排污阀，以便所述排污阀触发打开和关闭动作。

7.根据权利要求6所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，其特征在于，所述顶封板的开口处或导杆上安装有行程开关，所述行程开关用于检测所述活塞头是否将所述顶封板的开口封闭。

8.根据权利要求7所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，其特征在于，所述行程开关与所述排水阀和所述排污阀关联，当所述排水阀触发完成排水动作后设定时间内，所述行程开关未检测到所述活塞头移动到位，判断所述红外对射式传感器组故障或所述顶封板的开口被异常阻挡，此时使所述红外对射式传感器失效，并打开所述排污阀设定时长后自动关闭所述排污阀，若所述活塞头下落、所述行程开关触发，回到正常控制流程；若所述活塞头仍不下落、所述行程开关仍不触发，打开报警装置发出警示。

9.根据权利要求4所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，其特征在于，所述导杆外套装有柔性波纹管封闭保护套。

10.根据权利要求4所述的冷干机冷凝水排水防堵系统，其特征在于，所述活塞头与所述顶封板的开口相配合的下端面设置为锥面。