CN1250914C - 为封闭液体系统送料的方法 - Google Patents

Abstract

一种根据需要通过在液体源和封闭液体系统之间形成由液体构成的送料缓冲液来从液体源向封闭液体系统自动送料的方法，其中在液体源和送料缓冲液之间只允许液体沿着送料缓冲液的方向流动，且仅允许以逐滴的方式从送料缓冲液向封闭液体系统进行输送。该送料缓冲液可以通过一圆柱形滴给输送器来实现，该滴给输送器具有入口、出口和可自由移动的柱塞，该柱塞可以在一邻接位置中封闭出口，同时清楚地留下一微小泄漏管道，并且设有沿着入口方向的具有单向阀的通道。这种滴给输送器可以在具有或没有插入液体存储容器的情况下与一液体系统连接，液体系统例如为具有管道系统、锅炉和膨胀箱的中央供暖系统。

Description

为封闭液体系统送料的方法

技术领域

本发明涉及一种用于根据需要从液体源为封闭液体系统(例如中央供暖系统或设计成封闭液体回路的另一种热交换或处理系统)自动送料的方法，其中在该系统中，产生由液体形成的送料缓冲液，并且在液体源和送料缓冲液之间只允许液体沿着送料缓冲液方向流动。本发明还涉及一种可以用来实现该方法的滴给输送器，以及其中采用了所述方法和所述滴给输送器的加热系统。

背景技术

从WO-A-00/19149中可以了解如上所述的方法。在其中的除气室中保存有液体存料，它根据需要通过浮动控制阀从液体源，更具体地说从公共给水系统来补给。在这种方法中，在送料期间必须确保不论在什么情况下，例如由于在液体系统中的压力增加或在液体源中的压力下降或压力故障的情况下，封闭液体系统的任何流体都没法进入进行送料的源头中。还必须确保当出现灾害例如在液体系统中出现管道断裂时，能够至少在相当大的程度上切断来自液体源的供应，从而不会加剧该灾害。

下面将以实施例的方式参照中央供暖设备对这些问题进行更详细地说明。这种具有可变温度和压力的封闭液体循环回路往往采用一种膨胀箱，从而在温度变化时，可以适应封闭液体体积的增加和减少，而不会出现过大的压力增加。另外，实际上在这种封闭液体循环回路中，尤其是在涉及中央供暖设备时，难以排除会有来自封闭回路的液体损耗。如此多的液体可以从该封闭系统中漏失，从而泄漏变得显而易见并且要进行补偿。当该量较小时，难以检测到泄漏的位置，或者检测将具有极大的难度。另外，液体漏失量可以很小以至于该液体几乎立刻就全部蒸发，在发生渗出泄漏损耗时，即使不是根本无迹可寻的，也是难以追寻踪迹的。当在40kW的供暖设备中进行长期测量时，发现这些无迹可寻的渗出泄漏损耗大约是0.8cc/24小时，这在一个供暖季将相当于大约300cc。

具有或者没有警示的泄漏水可以由膨胀箱收集至特定程度，该膨胀箱可以视为一个补给源，但是只能作为一个限制性的或者有限的补给源。如果该补给源被耗尽，那么再继续泄漏的话，该封闭液体循环回路中的压力将会迅速下降，在下降至特定压力之下，例如当供暖设备中的压力下降到大气压时，会导致设备运转的自动切断。对于中央供暖设备来说，这会导致灾难性的后果，例如在一个寒冷的夜晚。通过如WO-A-00/19149中所示的补给方法可以防止这一切发生。但是该方法需要特殊的准备措施，以防止如上所述的液体从封闭液体系统回流至液体源，更确切的说，是在例如封闭液体系统管路破裂的情况下防止液体从一个实际上不受限制的液体源、例如公共给水系统流入。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法，利用该方法，可根据需要从液体源给封闭液体系统自动送料，而没有液体从该液体系统流入到液体源的危险，在该方法中，还确保在该液体系统中出现灾害或故障时，液体不能没有约束地从液体源流到液体系统中。

本发明的再一个目的是提供一种方法，利用该方法，可以给液体系统瞬时提供预定的有限量液体。

本发明的又一个目的是提供一滴给输送器，利用该滴给输送器可以很好的实现上述方法，该滴给输送器可以按照需要自动地从一个基本不受限制的源头(例如公共给水系统)为封闭循环回路中的少量液体漏失进行补给，而不会产生排斥或未经检查的排出的危险。

本发明的另一个目的是提供一种封闭液体循环系统，通过采用上述滴给输送器，该系统可以自动保持在压力下，并且同时可以确保当发生泄漏时，可立刻排出特定的和有限量的液体，以便于检测到泄漏的位置，在排出该有限量液体之后，自动送料系统不会连续排出大量的水。

通过根据本发明提供的按照需要从液体源向封闭液体系统自动送料的方法，在液体源和封闭送料系统之间形成一缓冲液，并且仅允许通过一滴给输送器以逐滴形式从该缓冲液将液体输送至该封闭液体系统，因此确保了可以从液体源向该液体回路连续地送料，同时该方法被设置成使向缓冲液压回液体受到限制，并且永远完全不允许液体回流到液体源中。该方法还确保尽管在正常操作中液体可以从液体源连续地流出而不受到监管，但是在液体回路中压力降低或者压力故障时(例如当管路破裂)时，更多的液体只能以液滴的方式从液体源漏出，直到发现时以另一种方式(例如通过阀)来完全切断供应。

送料缓冲液可以与液体系统相通，因此实际上形成该系统的一部分。在送料缓冲液可以经受压力波动的情况下，并且根据本发明的另一个优选实施例，该送料缓冲液具有最小的体积，当送料缓冲液中的压力超过了液体源中的压力时，该体积增加。因此，给送料缓冲液提供了膨胀的可能性，并且还可以设置成通过排气多余压力保护来限制送料缓冲液的体积增加。

因为送料缓冲液仅按照液滴的方式送出液体，因此实际上已经获得了有效的流出保护，但是在单位时间内可以加入到系统中的液体量受到限制。如果实际上希望在较短的时间内将大量的液体送到系统中，那么根据本发明的另一个实施例，如果在送料缓冲液和封闭液体系统之间有一个液体存料，它从送料缓冲液通过液滴传送而经敞开连接来送料，它通过可关闭的通道与液体系统连接，该通道的打开和关闭根据封闭液体系统所产生的量值来控制，从而可以实现上述要求。

为了实现本发明，优选采用一种送料缓冲液，它容装在一滴给输送器中，该滴给输送器设有一圆柱状壳体，所述壳体具有一入口、一出口以及设置在该壳体中可以自由移动的基本圆柱状柱塞，该柱塞至少设有通过滑动配合装配在该圆柱状壳体内的第一部分以及其直径比第一部分小的第二部分，该柱塞可以在一个邻接位置封闭所述出口，并且清楚地留下一个细小的泄漏管道，该柱塞设有一个与入口连接的通道，并且在壳体内第二部分的周围留有空间，该柱塞还设有单向阀，以防止从该空间流回到入口。通过这些措施获得一个滴给输送器，其中在压力之下与一个液体源(例如公共供水系统)连接之后，将柱塞通过液体压力驱动到邻接位置，其中该微小的泄漏管道的设计方式使得它仅按照有限量来通过液滴。因此可以自动和连续地补给小的渗出泄漏损耗。如果发生大的灾害，例如管道破裂，导致在滴给输送器的出口处压力故障，该滴给输送器持续地仅按照液滴的方式输送液体，从而也不会因为连续提供大量的补给液体而使得管道破裂的结果变得更坏。如果发生了相反的情况，也就是出口处的压力高于入口处的压力，例如在补给源中压力暂时降低或者压力故障，则即使出口和入口之间的压力差升高而使得柱塞被压向入口的方向而且该微小的泄漏管道变为更宽的敞开连接，但是单向阀也能防止液体经过该阀并因此通过入口进入到补给源。

微小泄漏管道的实现以及其适当的尺寸和其尺寸的维护等依赖于柱塞第二部分与出口的配合方式。为了优化这种配合，根据本发明的再一个实施例，通过在中心设置一个销状凸起来延伸该柱塞的第二部分，该凸起通过滑动配合接合出口的孔形成部分，并且靠近与该第二部分的连接处设置一个圆周凹槽，该凹槽与沿着销状凸起纵向延伸的至少一个纵向沟槽连接。通过这些措施，可以将柱塞在壳体内准确地引导，并且将出口减小到所要求的尺寸。

可以采用多种方法来实现该细小泄漏管道。其中的一个示例可以是在柱塞的第二部分以及外壳的端壁中的一个或者两者的相配合的端部表面中形成极细的凹槽。但是根据本发明的再一个实施例，特别优选的是，销状凸起利用一末端部分连接至柱塞第二部分，并以自由端部终止，在末端部分周围设有密封环，在第二部分的邻接位置中的自由端部与调整元件的凸轮表面相接触，该调整元件可以相对于销状凸起移动，并且在移动时，可以通过该销状凸起而沿着纵向移动柱塞。通过这些措施可以获得一个结构，利用该结构可以非常准确地调整泄漏程度，以及因此准确地调整微小泄漏管道的宽度。也就是，通过柱塞将密封环顶着壳体的端壁压在密封位置中。但是利用调整元件，可以将柱塞压回，结果起初更平的密封环逐渐开始再次呈现它更圆的形状。在给定时刻，其结果是该密封环不再完全密封，而是留下一个细小泄漏通道。通过调整元件可以准确地控制如此获得的泄漏通道的宽度以及细小泄漏管道的形成。

如前所述，在滴给输送器的使用过程中，通过来自补给源的液体压力而将柱塞压在邻接位置中。为了即使在补给源中出现暂时低压或者压力故障的情况下永远这样，也就是将柱塞保持在其邻接位置上，必须对柱塞施加朝着邻接位置的附加力。根据本发明的再一个实施例，如果通过弹簧将柱塞压在邻接位置中，就可以容易的实现这一要求，其中该弹簧一端支撑在柱塞上，另一端位于与壳体固定连接的一个止动部分上，其中在这种连接中，更优选的是，该止动部分可以相对于壳体进行调整。

在一种较为简单的方式中，根据本发明的再一个实施例，如果通过在柱塞的第二部分的外表面中的环形凹槽来形成单向阀，并且该凹槽设有侧边缘和底部，在该沟槽中开有至少一个与入口连通的通道，并且利用侧边缘上邻接的O形环而在距离底部一定距离的位置上密封，则可以获得一个非常有效的单向阀。另外，通过对该沟槽侧壁进行进一步设计而使其可以彼此相对地进行调整，则可以优化地调整该单向阀的起动压力，例如在只比第二部分周围的空间内的压力略高一些的入口中的压力下使得该单向阀始终打开，同时如果该空间内的压力超过了在入口处的压力，则还要确保单向阀优选被堵住。并且该单向阀可以被调整至较高的起动压力，例如如果需要加在液体循环系统的液体的最大送料压力低于入口中的压力时。

在前面的描述中，已经指出，由于政府规定，希望或者是要求不能将液体循环系统中的液体压回到补给源中，因此具有单向阀是一个非常有效的措施。如果在该液体循环系统中因为不希望的原因(例如过压保护阀故障)，在液体循环系统中形成高压而使得柱塞向入口方向压回一个特定距离，则结果是，例如销状凸起会离开它的引导件。利用本发明的滴给输送器，并且根据本发明的再一个实施例，壳体设有出口，当柱塞的第二部分处于其邻接位置时，该出口由柱塞的第二部分所密封的关闭，并且在柱塞向入口方向移动预定距离之后释放该出口，则可以优选实现该系统的释放。

本发明还涉及设有封闭液体循环回路的加热设备，其中容纳有至少一个锅炉和膨胀箱，该封闭液体循环回路通过本发明的滴给输送器连接至高压液体源。除了极大的灾难之外，如此可以获得一种加热系统，其不会因为缺水而变得停止，从而导致过低的系统压力并因此导致自动断开操作。

为了检测在液体循环回路中的泄漏，如果流出泄漏处的液体量使得该泄漏位置变得可见也是非常有帮助的。根据本发明的再一个实施例，如果滴给输送器的出口与用于封闭液体循环回路的补给管线以及用于补给水的存储容器的入口相通，并且该补给管线与补给元件入口相连，该补给元件与液体循环回路相通，所述入口设有一个阀，该阀通常处于关闭位置，但是当液体循环回路中缺水时则处于打开位置，从而有助于观察泄漏。通过这些措施，在特定压力下的存储容器中可以获得特定量的液体，当打开补给元件的阀时，该液体可以立刻送入到液体循环回路中。通过该液体脉冲，可以使得泄漏可见。而且这只是一个瞬时性液体脉冲。如果存储容器空了，该脉冲方式的供应停止，则进一步的补给仅通过滴给输送器来进行。因此可以使得泄漏的发生可见，但是可以防止通过这种可见方式使得液体循环系统过量持续泄漏。

附图说明

现在将参照在附图中所示的实施例对根据本发明的滴给输送器和加热系统进行更详细地说明，但是只是以非限定实施例的方式进行说明。在这些附图中：

图1为一滴给输送器的剖视图；

图2为图1的放大细节；以及

图3为一加热系统的示意图。

具体实施方式

图1中所示的滴给输送器包括一带有一入口2和一出口3的圆柱形外壳1。在外壳1内部可滑动地设有一柱塞4，该柱塞4包括一第一部分4a、一第二部分4b和一销状凸起4c。

第一部分4a在内部设有一腔室5，用于容纳并且通过中间插入一过滤板20支撑弹簧6的端部，该弹簧另外支撑在可动地设置在外壳1中的环形止动部分7上。第一部分4a的外圆周表面沿着圆柱形外壳1的内壁滑动配合地移动，同时密封环8密封地将在外壳1中的空间分成第一部分的左边和右边。

柱塞4的第二部分4b的直径小于第一部分4a的直径，从而空间9在外壳1内部形成在第二部分4b周围。在第二部分4b的外圆周表面中设有一凹槽10，从在第一部分4a的腔室5出发的通道11通入到该凹槽的底部。在第二部分4b的外圆周表面上，凹槽10由一O形环关断。因此，形成一单向阀，因为在腔室5的压力比在空间9的压力更大的情况下O形环将向外移动并且解除腔室5和空间9之间的连接，而在空间9的压力比腔室5的压力更大的情况下，O形环12更牢固地受到挤压，因此更加密封进凹槽10中。单向阀的打开压力是可调的，因为凹槽10中的一个壁由通过拧在第二部分4b的其余部分上以便可以移动地安装的螺母部件的端缘形成，该第二部分4b通过密封环19相对于螺母部件密封。第二部分4b承载着销形凸起4c，该凸起滑动配合延伸进入入口3的孔形成部分。如图2清楚地显示出的一样，该销形凸起4c设有一圆周凹槽13，纵向凹槽14与之相通。在销形凸起4c周围设有一密封环，它一方面与第二部分4b接触另一方面与外壳壁接触。该销形凸起4c设有一以具有相当大钝角顶部的锥形表面形式的自由端。该锥形表面与调节元件16的凸轮面16a接触，该调节元件与销形凸起4c垂直地延伸并且沿着纵向方向可调节地设置在外壳1中，而且通过密封环21相对于周围部分密封。

外壳1还设有一内环凹槽17，该凹槽与通向周围部分的排水管18连通。

该滴给输送器的操作过程如下。

入口2通过未示出的部件高压液体源例如公共给水系统连接。通过该压力在由弹簧6施加的力的协作下向右将柱塞压入到在图1中所示的位置。如果腔室5中的液体压力高于空间9中的液体压力，则将出现这样一种结果，即O形环12向外移动并且液体从腔室5流向空间9。为了以未示出的方式给与出口3连接的液体循环系统送料，液体将必须能够从空间9流向出口3，因此将必须通过密封环15。这已经通过利用调节元件将柱塞4推回而在密封环15的位置出形成一细小泄漏通道来实现，从而密封环15松弛，即弹簧从压扁密封形态恢复成圆化形态，从而沿着密封环形成细小密封通道。从中泄漏出的液体进入圆周凹槽13，并且通过纵向凹槽14流向出口3。通过正确地调节调节元件16，从而可以实现一滴滴地给出该液体。通过将液体提供给液体循环系统，在空间9中的压力将降低，之后，再次通过单向阀进行从腔室5中给料。

如果由于特殊情况在出口3中的液体压力超过在空间9中的液体压力，则该单向阀防止液体从空间9进入腔室5。如果出口3和入口2之间的压力差增加如此之多，从而柱塞4整个被压向左边，即使沿着入口2的方向，然后在柱塞4的特殊运动之后空间9将进入与环形槽17连通，并且压力将通过出口18向外排出。

图3显示出包括具有散热器21和锅炉22的封闭液体循环回路20。通过集气器23与液体循环回路20连接的无薄膜膨胀箱24配有设有补给阀26和除气阀27。阀门26和27一般处于封闭状态，并且可以通过在膨胀箱24中的浮子打开，同时通过膨胀箱24中液面下降由于液体从封闭液体循环系统20溢出所以共同下落的浮子将在到达第一液面之后将打开除气阀27，并且在进一步下落至第二液面的情况下打开补给阀26。补给管线28与补给阀26连接，该管线一方面与连接在公共给水系统的管线30上的滴给输送器29连接，另一方面与一存储容器31连接。

通过渗出泄漏损耗，在膨胀箱24中的浮子将以给定的运动下落直到补给阀26打开并且从存储容器31中提供出水，之后补给阀再次关闭，再次由滴给输送器29补给从存储容器31撤回的水。使用存储容器31结合滴给输送器29的优点在于，尽管液体是一滴滴地提供，但是也总是立即能够得到处于高压下的特定量补给液。如果出现灾害例如在突然缺水的情况下可以立即用这些液体。从存储容器31中的受限排出可防止进一步破坏，并且通过液体脉冲，立即显示出必须进行修理的位置。

显而易见的是，在所附权利要求中所给出的本发明的框架内仍然可以有许多改变和变化。因此，上面已经参照中央供暖设备对本发明进行说明。但是，本发明同样可以用于其它液体系统和生产过程中，其中需要用相对少量液体供给以便满足泄漏或排出损失以提供添加剂。如果足以一滴滴供给，则送料缓冲液或滴给输送器可以与液体系统打开连通。如果在特定时期看起来需要提供比滴给更大量的液体，则可以在所要求的时刻使液体原料与液体系统打开连通，其中所述原料已经构建并且由滴给补给。

Claims (14)

1.一种用于根据需要从液体源向封闭液体系统自动给料的方法，其中，在该系统中产生由液体形成的送料缓冲液，并且在液体源和送料缓冲液之间只允许沿着送料缓冲液方向的液流，其特征在于，该缓冲液形成在液体源和封闭送料系统之间，从而只允许通过一滴给输送器从送料缓冲液向封闭液体系统进行逐滴的液体输送。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述送料缓冲液具有最小的体积，该体积在送料缓冲液中的压力超过液体源中的压力时增加。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，送料缓冲液体积的增加由排出过压保护装置来限制。

4.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在送料缓冲液和封闭液体系统之间形成一液体存储，它从送料缓冲液以逐滴方式通过一打开连接进行输送，并且通过一可封闭通道与液体系统连接，同时根据由封闭液体系统产生的数量来控制通道的打开和关闭。

5.一种用于如权利要求1所述方法中的滴给输送器，它设有一圆柱形外壳，该外壳具有一入口、一出口和设置在所述外壳中以便可以自由运动的圆柱形的柱塞，该柱塞至少设有通过滑动配合装配在该圆柱状壳体内的第一部分以及其直径比第一部分小的第二部分，该柱塞可以在一个邻接位置封闭所述出口，并且清楚地留下一个细小的泄漏管道，该柱塞设有一个与入口连接的通道，并且在壳体内第二部分的周围留有空间，该柱塞还设有单向阀，用来防止从该空间流回到入口。

6.如权利要求5所述的滴给输送器，其特征在于，通过一居中设置的销状凸起来延伸该柱塞的第二部分，该凸起通过滑动配合接合出口的孔形成部分，并且靠近与该第二部分的连接处设置一个圆周凹槽，该凹槽与沿着销状凸起纵向延伸的至少一个纵向沟槽连接。

7.如权利要求6所述的滴给输送器，其特征在于，所述销状凸起通过一底部连接至柱塞第二部分，并终止在自由端中，在所述底部周围设有一密封环，在第二部分的邻接位置中的自由端与调整元件的凸轮表面相接触，该调整元件可以相对于销状凸起移动，并且在移动时，可以通过该销状凸起而沿着纵向移动柱塞。

8.如权利要求5所述的滴给输送器，其特征在于，通过弹簧将柱塞压入到邻接位置中，该弹簧一端支撑在柱塞上，另一端位于与壳体固定连接的一个止动部分上。

9.如权利要求8所述的滴给输送器，其特征在于，所述止动部分可以相对于外壳进行调节。

10.如权利要求5所述的滴给输送器，其特征在于，所述单向阀通过在柱塞的第二部分的外表面中的环形凹槽来形成，并且该凹槽设有侧缘和底部，与入口连通的至少一条通道通向该底部，并且该凹槽利用侧边缘上邻接的一O形环而在距离底部一定距离的位置上被密封。

11.如权利要求10所述的滴给输送器，其特征在于，所述凹槽的侧缘可以彼此相对调节。

12.如权利要求5所述的滴给输送器，其特征在于，所述外壳设有一出口，在柱塞的第二部分处于其邻接位置时，该出口由柱塞的第二部分密封地封闭，并且在柱塞向入口方向移动预定距离之后释放该出口。

13.一种设有封闭液体循环回路的加热设备，其中装有至少一个锅炉和膨胀箱，该封闭液体循环回路通过如权利要求5-12中任一项所述的滴给输送器连接至一压力液体源。

14.如权利要求10所述的加热设备，其特征在于，所述滴给输送器的出口与用于封闭液体循环回路的一补给管线以及用于补给水的一存储容器的入口相通，该补给管线与一补给元件的入口相连，该补给元件与液体循环回路相通，所述入口设有一个阀，该阀通常处于关闭位置，但是当液体循环回路中缺水时处于打开位置。

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