CN212300803U - 用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置和制氮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置和制氮机，包括：主控器和至少两个压力传感器；压力传感器分别设置于过滤器的入口处和出口处，分别用于将获取过滤器的入口压力值和出口压力值发送至主控器；主控器用于将预设压差值以及入口压力值和出口压力值的实时差值进行比较，并在实时差值大于预设压差值时发出报警。通过采用设置于过滤器进口和出口的处的压力传感器对过滤器两侧的气体压力进行采集，并发送至主控器与所允许的最大压差值进行比较，在达到所设定的最大压差值时发出报警信息进行提醒，整个过程不需要人的参与免去了人工实时巡检的麻烦可实时监测压力能够及时发现过滤器不能使用的情况为用户提供了便利。

Description

用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置和制氮机

技术领域

本实用新型属于过滤系统监测技术领域，具体涉及用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置和制氮机。

背景技术

膜式制氮机主要安装于煤矿井下，是采空区、工作面所需要的氮气的主要来源。膜式制氮机主要由空气压缩部分、预处理部分及氮气分离部分所组成。其中在预处理部分主要使用过滤器对空气中的杂质、水蒸气、油污等进行过滤。

其中，在预处理部分的过滤系统中的过滤器利用空气中各组成部分分子尺寸的不同，在各级过滤器中安装不同的过滤网。大于过滤网尺寸的杂质部分附着于过滤网表面使其不能通过，从而达到空气过滤的目的。

随着过滤器使用时间的增加，过滤网表面杂质的增多，空气不能顺利通过过滤网无法达到过滤目的。目前主要检测过滤器性能的方法为使用压差表。当过滤器前后压差过大时认为过滤器无法满足使用条件。而在现有的模式下需要工作人员时刻关注压差表读数情况以保证设备的正常运行，不仅浪费人力而且不能及时发现过滤器无法使用的情况。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的浪费人力、发现过滤器问题不及时的问题，本实用新型提供了一种用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置和制氮机，其具有无需人工巡检节省人力、发现问题及时等特点。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，包括：主控器和至少两个压力传感器；

所述压力传感器分别设置于过滤器的入口处和出口处，分别用于将获取所述过滤器的入口压力值和出口压力值发送至所述主控器；

所述主控器用于将预设压差值以及所述入口压力值和所述出口压力值的实时差值进行比较，并在所述实时差值大于所述预设压差值时发出报警。

进一步地，所述用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，还包括：油污传感器，所述油污传感器设置于过滤系统的空气出口处用于监测过滤后空气中的油污含量，并将油污含量值发送至所述主控器。

进一步地，所述用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置还包括：气动阀门，所述气动阀门设置于所述过滤系统的空气出口处并和所述主控器电连接，用于在所述油污含量值大于油污预设值时关闭所述过滤系统的空气出口。

进一步地，所述主控器包括：PLC控制器和指示灯，所述PLC控制器分别和所述压力传感器、所述油污传感器、所述气动阀门和所述指示灯电连接，用于在所述实时差值大于所述预设压差值和/或所述油污含量值大于油污预设值时控制所述指示灯发出灯光报警。

进一步地，所述主控器还包括：扬声器，所述扬声器和所述PLC控制器电连接用于发生声音报警。

进一步地，所述主控器还包括：显示屏，所述显示屏和所述PLC控制器电连接用于显示所述PLC控制器所接收的数值和预设数值。

进一步地，所述显示屏为触摸显示屏用于所述PLC控制器参数的设置。

进一步地，所述PLC控制器和所述压力传感器以及所述油污传感器之间采用200Hz至1000Hz的通信频率进行数据的传输。

进一步地，所述气动阀门为气动三通阀门并和所述PLC控制器电连接，用于在所述油污含量值大于油污预设值时将所述气动三通阀门进行切换放空气体。

根据本实用新型具体实施方式提供的一种制氮机，包括以上所述的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置。

本实用新型的有益效果为：通过采用设置于过滤器进口和出口的处的压力传感器对过滤器两侧的气体压力进行采集，并发送至主控器将过滤器两侧的压差值和预设的过滤器在正常使用时所允许的最大压差值进行比较，在达到所设定的最大压差值时发出报警信息进行提醒，整个过程不需要人的参与免去了人工实时巡检的麻烦可实时监测压力能够及时发现过滤器不能使用的情况为用户提供了便利。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是根据一示例性实施例提供的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置原理图；

图2是根据一示例性实施例提供的过滤系统的安装图；

图3是根据一示例性实施例提供的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置的电路原理图。

图中1-过滤器；2-活性炭罐。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参照图1所示本实用新型的实施例提供了一种用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，包括：主控器和至少两个压力传感器；

压力传感器分别设置于过滤器的入口处和出口处，分别用于将获取过滤器的入口压力值和出口压力值发送至主控器；

主控器用于将预设压差值以及入口压力值和出口压力值的实时差值进行比较，并在实时差值大于预设压差值时发出报警。

具体的，参照图2所示现有的过滤系统由四个过滤器1和一个活性炭罐2组成，从左至右在第一个过滤器的入口、第一个过滤器和第二个过滤器的连接处、第二个过滤器和活性炭罐的连接处、活性炭罐和第三个过滤器的连接处、第三个过滤器和第四个过滤器的连接处以及第四个过滤器的出口处分别安装压力传感器对气压进行监测，相邻两个压力传感器的差值即为对应过滤器件的两侧的压差值，例如第一压力传感器和第二压力传感器的差值为第一过滤器的两端的压差值以此类推就可得到对应过滤器以及活性炭罐两端的压差，从而通过主控器进行实时的监测，并于预设在主控器内部的相应的压差值进行比较即可对过滤系统中的各个器件的压差进行监测，并在出现超过预设压差值的情况时进行报警，以提示用户进行更换检查，从而免去了人工检测的费时费力，同时能够更加快速的检测出需要更换的过滤器保证过滤系统的正常运行。

为进一步优化该技术方案，在本实用新型的另一具体实施例中，还包括：油污传感器，油污传感器设置于过滤系统的空气出口处用于监测过滤后空气中的油污含量，并将油污含量值发送至主控器；以及还包括：气动阀门，气动阀门设置于过滤系统的空气出口处并和主控器电连接，用于在油污含量值大于油污预设值时关闭过滤系统的空气出口。

因为过滤系统在正常工作时会对空气中存在的杂质、水蒸气和油污等进行过滤，如果到了过滤器件使用的期限已经丧失过滤的效果，而却不及时的更换会对人体产生损害，尤其是油污危害性更大，所以在过滤系统的出口即最后一个过滤器的出口处设置油污传感器和气动阀门，对排出的空气中的油污的成分进行实时的监测在超过预设值时主控器控制气动阀门的电磁阀使气动阀门关闭，从而切断油污的污染，保证工作环境的安全。在具体运用过程中气动阀门可采用气动三通阀门，不仅可正常的提供过滤后的空气还可连接其他的设备进行供气，当油污含量值大于油污预设值时PLC控制器给气动三通阀门的相应电磁阀发送电信号。电磁阀动作并控制气动三通切换，把不合格空气进行放空，空气不进入下一级保障设备的安全。

在本实用新型的一些具体实施例中，主控器包括：PLC控制器和指示灯，PLC控制器分别和压力传感器、油污传感器、气动阀门和指示灯电连接，用于在实时差值大于预设压差值和/或油污含量值大于油污预设值时控制指示灯发出灯光报警；

主控器还包括：扬声器，扬声器和PLC控制器电连接用于发生声音报警。

主控器还包括：显示屏，显示屏和PLC控制器电连接用于显示PLC控制器所接收的数值和预设数值。

具体的，采用PLC控制器作为数据存储和处理的中心，分别接收压力传感器和油污传感器监测的实时数值，并存储相应的预设数值，可推送到和PLC控制器连接的显示屏上进行显示使用户可实时的进行查看，并且为了操作的方便在具体运用中显示屏为优选触摸显示屏用于PLC控制器参数的设置和查看，便于用户对预设气压差值和预设油污含量的设定，同时通过PLC控制器的接口对气动阀门的电磁阀进行相应的开启或关闭的操作；PLC控制器通过扬声器可播报相应过滤器的使用状态，播报过滤器的位置如第一过滤器要进行更换等内容，指示灯可采用具有变换不同颜色功能的LED灯在对应过滤器正常工作时，显示绿色，在需要更换时显示黄色、红色等颜色并伴随闪烁和扬声器相配合起到提示的作用。

在本实用新型的另一些具体实施例中，为避免信号干扰等情况的发生影响数据的传输，PLC控制器和压力传感器以及PLC控制器和油污传感器之间采用200Hz至1000Hz的通信频率进行数据的传输，通过和相应的传感器的数据采样频率相适配实现实现信号的匹配传输从而起到更好的屏蔽作用，避免外界其他信号的干扰。

参照图3所示，在具体实施过程中PLC控制器12V直流电压进行供电，PV表示压力传感器，YM表示油污传感器，DY表示气动阀门上的电磁阀，通过控制电磁阀的通电进而控制气动阀门的通断，通过两组4AFI接口进行压力传感器和油污传感器的通信。

需要说明的是，本实用新型实施例所提供的主控器其原理的实现和电路结构，均采用本领域所熟知的器件构成，对于主控器原理的实现本领域技术人员不需要付出创造性劳动，此处不再赘述。

可以理解的是，本领域技术人员可根据实际使用情况，选用其他的具有相同功能的电学元器件来组成本实用新型提供的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置中的各个组成部分，本实用新型在此不做限制。

基于同样的技术思路本实用新型的实施例还提供了一种制氮机，包括上述实施例所提供的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，关于制氮机的具体实现即原理可参照上述实施例所提供的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置的实施例，此处不再赘述。

本实用新型上述实施例所提供的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置和制氮机，过滤器使用情况的自动检测，在过滤器的性能无法达到使用条件时，通过报警装置提醒操作人员，并同时控制设备自动停机。实现了过滤器监控的自动化具有更好的推广前景。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，其特征在于，包括：主控器和至少两个压力传感器；

所述压力传感器分别设置于过滤器的入口处和出口处，分别用于将获取所述过滤器的入口压力值和出口压力值发送至所述主控器；

所述主控器用于将预设压差值以及所述入口压力值和所述出口压力值的实时差值进行比较，并在所述实时差值大于所述预设压差值时发出报警。

2.根据权利要求1所述的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，其特征在于，还包括：油污传感器，所述油污传感器设置于过滤系统的空气出口处用于监测过滤后空气中的油污含量，并将油污含量值发送至所述主控器。

3.根据权利要求2所述的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，其特征在于，还包括：气动阀门，所述气动阀门设置于所述过滤系统的空气出口处并和所述主控器电连接，用于在所述油污含量值大于油污预设值时关闭所述过滤系统的空气出口。

4.根据权利要求3所述的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，其特征在于，所述主控器包括：PLC控制器和指示灯，所述PLC控制器分别和所述压力传感器、所述油污传感器、所述气动阀门和所述指示灯电连接，用于在所述实时差值大于所述预设压差值和/或所述油污含量值大于油污预设值时控制所述指示灯发出灯光报警。

5.根据权利要求4所述的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，其特征在于，所述主控器还包括：扬声器，所述扬声器和所述PLC控制器电连接用于发生声音报警。

6.根据权利要求5所述的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，其特征在于，所述主控器还包括：显示屏，所述显示屏和所述PLC控制器电连接用于显示所述PLC控制器所接收的数值和预设数值。

7.根据权利要求6所述的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，其特征在于，所述显示屏为触摸显示屏用于所述PLC控制器参数的设置。

8.根据权利要求4至7任意一项所述的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，其特征在于，所述PLC控制器和所述压力传感器以及所述油污传感器之间采用200Hz至1000Hz的通信频率进行数据的传输。

9.根据权利要求4所述的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置，其特征在于，所述气动阀门为气动三通阀门并和所述PLC控制器电连接，用于在所述油污含量值大于油污预设值时将所述气动三通阀门进行切换放空气体。

10.一种制氮机，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的用于膜分离制氮机过滤系统的监测装置。

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