EP2756219A2 - Kondensatableiter mit störungsüberwachung - Google Patents

Kondensatableiter mit störungsüberwachung

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Publication number
EP2756219A2
EP2756219A2 EP12772243.7A EP12772243A EP2756219A2 EP 2756219 A2 EP2756219 A2 EP 2756219A2 EP 12772243 A EP12772243 A EP 12772243A EP 2756219 A2 EP2756219 A2 EP 2756219A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve element
condensate
monitoring
valve
discharge
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12772243.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Sinstedten
Herbert Schlensker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beko Technologies GmbH
Original Assignee
Beko Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=47018139&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2756219(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Beko Technologies GmbH filed Critical Beko Technologies GmbH
Publication of EP2756219A2 publication Critical patent/EP2756219A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0091—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring fluid parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16T—STEAM TRAPS OR LIKE APPARATUS FOR DRAINING-OFF LIQUIDS FROM ENCLOSURES PREDOMINANTLY CONTAINING GASES OR VAPOURS
    • F16T1/00—Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers
    • F16T1/38—Component parts; Accessories
    • F16T1/48—Monitoring arrangements for inspecting, e.g. flow of steam and steam condensate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T137/0318—Processes
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means

Definitions

  • the present invention is a method for disturbance monitoring a shut-off valve of a Kondensatabieiters and a suitably equipped Kondensatabieiter.
  • condensate consisting essentially of water and oil arises, for example, from the lubricant of the compressors and the moisture content of the gas.
  • This condensate usually adversely affects the intended use of the compressed gas system due to soiling, clogging and corrosion. Therefore, it must be collected and drained from time to time from the self-contained pressurized gas system, preferably without gas or compressed air being lost in large quantities and the pressure in the system significantly decreasing. It is known to perform such bleeding operations at predetermined time intervals. Ideally, however, such draining operations are caused depending on the level of a collection area provided for the condensate. For level measurement a variety of methods and procedures are known.
  • the inventive method is provided for monitoring the failure of a drain valve of a Kondensatabieiters.
  • the Kondensatabieiter invention serves to drain condensate from a compressed gas system, in particular compressed air system.
  • Condensate in the context of the invention means essentially consisting of liquid constituents accumulations in the compressed gas system.
  • Condensate essentially comprises water resulting from the moisture content of the gas and oil due, for example, to the lubricant of the compressors.
  • the inventive Kondensatabieiter has a drain valve, the egg n a controllable by a control circuit, between a closed position and an open position movable valve element has in its open position pressurized condensate from the pressurized gas system ü be reinendem Ve n ti lelementna ch g esc hal tete From this point on, it is necessary to drain the condensate drain and to keep the pressure in the compressed gas system in its closed position. For example, in the closed position, the valve member sealingly abuts an associated valve seat so as to maintain the pressure in the compressed gas system.
  • the method according to the invention comprises a closing step, in which the control circuit at least triggers a closing movement of the valve element in the direction of the closed position.
  • a subsequent step for monitoring the closed position of the valve element is also provided.
  • This monitoring step becomes, for example, once, in several times Sequence or at least sections continuously, for example, until an opening step in which the control circuit triggers an opening movement of the valve element in the direction of the open position performed.
  • the monitoring step is performed continuously for the duration while the control circuit is intended to initiate and maintain a closed position of the valve element.
  • a non-closed position is determined by a bleed flow, which can thus be referred to as leakage flow, of the compressed gas, condensate or mixtures thereof in the downstream of the valve element drain region or if possible directly at the valve element d identifies wi rd.
  • a bleed flow which can thus be referred to as leakage flow, of the compressed gas, condensate or mixtures thereof in the downstream of the valve element drain region or if possible directly at the valve element d identifies wi rd.
  • Le cka g est rö mungmei nt e in a compressed gas and / or condensate-containing flow which occurs due to the malfunction of the shut-off valve in its closed position, for example because the closed position of the valve element is not achieved or insufficiently seals the valve element.
  • the detection of the malfunction has the advantage that an improper functioning of the condensate drain can be detected at an early stage, and thus the precautionary replacement of parts of the condensate drain can be omitted in a predefined set of parameters.
  • the detection of the leakage flow in the discharge area of the condensate drain for example almost directly on the valve element, achieves a very reliable malfunction detection.
  • the fault monitoring according to the invention has the advantage that now only in case of failure maintenance or replacement of components of Kondensatabieiters can be made. A performed from the actual wear and disturbance behavior performed at predetermined time intervals maintenance can be advantageously eliminated. The latter has the disadvantage that a maintenance only by time, d. H.
  • the known procedure namely to carry out the maintenance at predetermined service intervals, is also not oriented to the actual load. For example, it is quite possible that by more than expected opening and closing movements of the valve, a failure before time the regular maintenance exchange falls and is not noticed.
  • the fault monitoring according to the invention thus has the advantage that faults are detected early and unnecessary pressure losses are avoided.
  • the invention also relates to a method in which a monitoring after an opening step, in which the control circuit triggers an opening movement of the valve element in the direction of opening position, takes place whether a bleed flow is to be detected in the bleed area or, if possible, on the valve element. It can thus be checked whether the discharge operation is or has been carried out successfully.
  • the invention relates to a combination of both methods, namely the closed position monitoring and the opening position monitoring.
  • the opening position monitoring has the advantage that, after a malfunction in which no discharge takes place after detection of a condensate level to be discharged, if necessary after repeated discharge attempts, without visual or. Functional control can be "designed", as far as a successful discharge process is finally detected.
  • the inventive method has next to the possibility of membrane failure monitoring in conjunction with another sensor, for example, for the level monitoring of the condensate collection area and / or monitoring the valve control also has the advantage that in conjunction with this further sensor further monitoring the function of the entire Kondensatabieiters and / or the upstream and downstream components of the printing system is made possible by plausibility check.
  • the detection or non-detection of the aforementioned outlet flow after performing the opening step, in which the valve element is moved into the open position can be used to perform a function check of the filling level monitoring or vice versa. If, for example, fill level monitoring detects a condensate level to be drained off and no discharge flow is detected after the opening step has been initiated, this indicates an optionally mechanical one Fault or contamination in the control of the valve or for a total pressure drop in the compressed gas system.
  • the discharge flow is detected due to the flow pressure caused thereby.
  • a switch is provided, the movable actuating member changes its position by the action of the Ablassströmung and wherein this position change causes a change in the switching state of the switch.
  • a cost-effective detection sensor can be realized.
  • the Ablassströmung is detected due to the temperature drop caused thereby, whereby a very reliable and correspondingsunan devise detection of the accident is achieved.
  • at least one temperature sensor is provided which detects the cooling caused during the expansion of the compressed gas.
  • a further or a plurality of further temperature sensors is provided which determine the ambient temperature and / or the compressed gas or condensate temperature.
  • a calorimetric determination of the change in heat quantity of the discharge flow during unintentional discharge is provided.
  • the discharge region is preferably heated with a predetermined amount of heat, for example electrically heated, and the discharge flow is detected on the basis of the resulting temperature increase in the discharge region.
  • the composition of the discharge or leakage flow can be determined on the basis of the value of the temperature drop or the temperature increase. For example, in the case of a predominantly liquid-containing bleed flow, a greater temperature increase or a lower temperature drop is to be expected, and with a predominantly gas-containing bleed flow a lower temperature increase or a greater temperature drop is to be expected, so that conclusions can be drawn about the composition and a more accurate fault identification. possible.
  • the quantitative measurement thus has the advantage that, furthermore, any desired discharge process can be monitored. Based on the expansi- Ons dormitoren temperature changes are conclusions on the pressure of the compressed gas system and its composition possible.
  • a movement of a detection sensor whose movement and / or position is detected magnetically or inductively.
  • a permanent magnetic detection transmitter is provided, the movement of which is detected by means of an induction coil.
  • an optical and / or acoustic disturbance signal is initiated so as to cause maintenance of the condensate drain, for example.
  • the invention further relates to a Kondensatabieiter for a compressed gas system.
  • the latter has the following: a control circuit, a discharge valve which has a valve element which is actuated by the control circuit and which is movable between a closed position and an open position.
  • the valve element is provided to discharge in its opening position pressurized condensate from the pressurized gas system via the discharge region of the condensate drain and to keep the pressure in the compressed gas system in its closed position.
  • the inventive Kondensatabieiter further comprises a detection device for detecting a Ablassströmung in the discharge area.
  • the control circuit of the Kondensatabieiters is designed to carry out the method described above.
  • the detection of the malfunction has the advantage that an improper functioning of the condensate drain can be detected at an early stage and thus the precautionary replacement of parts of the condensate drain in fixed, predetermined heat exchanges can be omitted.
  • the detection of the leakage flow or discharge flow almost directly on the valve element achieves a very reliable malfunction detection.
  • the discharge or leakage flow is detected by a sensor comprising at least one temperature sensor and / or a flow pressure sensor.
  • the flow pressure sensor comprises a biased against the direction of Ablassströmung or leakage flow, in the direction of Ablass. Leakage flow movable magnetic or magnetizable detection transmitter whose movement and / or position is detected inductively or magnetically.
  • the drain valve is a diaphragm valve.
  • the valve element is thus a membrane, for example made of an elastic plastic. Diaphragm valves are ideal for regulating and shutting off volume flows. Since only the valve body and the membrane are in contact with the compressed gas or the condensate, there are only slight wear problems.
  • compressed gas is applied to the drain valve by means of a control valve in order to move the drain valve at least into the open position.
  • FIGS. show a particularly preferred embodiment of the invention, but this is not limited thereto. They show schematically:
  • Fig. 1 is a sectional view of a generic Kondensatabieiters, in which the inventive method is used;
  • Fig. 1 shows a condensate drain 1 according to the invention for a compressed air system in a sectional view.
  • Condensate 2 which is obtained during the compression of the compressed air, is fed via a feed line 3 to the Kondensatabieiter 1.
  • the condensate 2 is substantially condensed moisture of the ambient air, which sucks a compressed air compressor, not shown here. It also has regularly oily and particulate metallic components.
  • the condensate 2 collects in a condensate collecting region 4 and, after reaching a defined fill level 5, is drained via a drain valve 16 provided in the drain line 6 and the drain region 18.
  • the drain valve 16 is designed as a diaphragm valve, i. H .
  • the drain valve 16 has a membrane as a valve element 19, which in its in Fig. In FIG. 1 closed sealingly with a valve seat, so as to close the drain line 6.
  • the sensor system 7 comprises at least one measuring capacitor 8, which has a continuously variable capacitance as a function of the level of the condensate 2 in the condensate collecting region 4.
  • the capacitive measurement thus detects the filling state of the condensate collector 4 by the change in the electrical capacitance when condensate 2 flows as a dielectric kum.
  • the measuring capacitor 8 forms an electromagnetic measuring field between a first dedicated capacitor electrode and a second counter electrode provided by the wall of the condensate collecting region 4. Even with heavy contamination, for example due to rust from the compressed air lines or oil from the air compressors, the device shown is very reliable.
  • the sensor 7 is arranged so that even with flooded condensate collection area 4 a non-wetted by the condensate and thus clean zone 9 remains to avoid erroneous measurements caused, for example, by coatings that can lead to a metrological short circuit.
  • the clean zone 9 is defined by a dive-bell-like recess 11.
  • the clean zone 9 above the maximum intended level 5 and the inlet of the compressed air line 13 is provided.
  • the branched off compressed air is used to actuate the drain valve 16 and the holding of the drain valve in its closed position.
  • the electromagnetic control valve 17 is provided, which ensures in the position shown that compressed air is applied to the membrane 19 of the drain valve 16, that the drain line 6 is closed and no condensate 2 can be drained.
  • the electric Magnetic control valve 17 comprises a coil 12 and a permanent magnetic armature 10, which by the flow of a current flowing through the coil actuating current from a rest position, for example, in FIG. 1 shown in the closed position of the drain valve 16 corresponding position, is moved to a desired position.
  • the rest position results from the fact that the armature 10 has at one of its end faces an elastic sealing material and whose gravity and compressed air supported concern the end face to a valve seat 11, a closure of the compressed air discharge line 14 is effected so that the pressurization of the drain valve 16 is maintained ,
  • an electronic control circuit 15 is provided for controlling the electromagnetic control valve 17 and thus of the shut-off valve 16.
  • a sufficient drop in a holding current ensures that the armature 10 with gravity and with the compressed air of the line 13 against a lower stop in a Schl intestel lungs laps in which he closes the compressed air discharge line 14, but at the same time compressed air above the diaphragm 19 abuts, and urges them into the closed position.
  • a temperature sensor 20 is provided to check whether a leakage flow occurs on the valve element 19, because this has not reached its closed position, for example, no longer maintains it, for example because of wear-related damage.
  • the control circuit 15 is able to detect a temperature drop, which is due to the expansion of the unwanted compressed gas outlet (leakage flow). This monitoring is carried out by the control circuit 15 and in the case of the detection of a leakage flow, a fault signal is generated, which is displayed optically or acoustically.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Störungsüberwachung eines Ablassventils (16) eines Kondensatableiters (1) eines Druckgassystems, wobei der Kondensatableiter (1) ein Ablassventil (16) aufweist, das ein durch eine Steuerungsschaltung (15) ansteuerbares, zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbares Ventilelement (19) aufweist, um in dessen Öffnungsstellung mit Druck beaufschlagtes Kondensat über einen hinter dem Ventilelement (19) angeordneten Ablassbereich (18) des Kondensatableiters aus dem Druckgassystem abzulassen und um in dessen Schließstellung den Druck im Druckgassystem zu halten, wobei das Verfahren aufweist: einen Schließschritt, bei dem die Steuerungsschaltung (15) eine Schließbewegung des Ventilelements (19) in Richtung Schließstellung auslöst und/oder einen Öffnungsschritt, bei dem die Steuerungsschaltung (15) eine Öffnungsbewegung des Ventilelements (19) in Richtung Öffnungsstellung auslöst; einen jeweils nachfolgenden Schritt zur Überwachung der Schließstellung beziehungsweise Öffnungsstellung des Ventilelements (19). Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass beim Schritt zur Überwachung der Schließstellung eine Nicht-Schließstellung anhand einer Ablassströmung des Druckgases, des Kondensats oder von Mischungen daraus im Ablassbereich (18) oder am Ventilelement (19) detektiert wird oder beim Schritt zur Überwachung der Öffnungsstellung eine Ablassströmung des Druckgases, des Kondensats oder von Mischungen daraus im Ablassbereich (18) oder am Ventilelement (19) detektiert wird.

Description

Kondensatabieiter mit Störungsüberwachung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Störungsüberwa- chung eines Absperrventils eines Kondensatabieiters sowie ein entsprechend ausgerüsteter Kondensatabieiter.
In Druckgassystemen, wie Druckluftsystemen, fällt aus im Wesentlichen Wasser und Öl bestehendes Kondensat an, das beispielsweise vom Schmiermittel der Kompressoren und dem Feuchtigkeitsgehalt des Gases herrührt. Dieses Konden- sat beeinträchtigt in der Regel den zweckgemäßen Gebrauch des Druckgassystems durch Verschmutzung, Verstopfung und Korrosion. Daher muss es gesammelt und von Zeit zu Zeit aus dem an sich geschlossenen Druckgassystem abgelassen werden, möglichst ohne dass Gas oder Druckluft in größeren Mengen verlorengeht und der Druck im System signifikant sinkt. Es ist bekannt, solche Ablassvorgänge in vorgegebenen Zeitintervallen vorzunehmen. Idealerweise werden solche Ablassvorgänge jedoch in Abhängigkeit des Füllstandes eines für das Kondensat vorgesehenen Sammelbereichs veranlasst. Zur Füllstandsmessung sind unterschiedlichste Verfahren und Vorgehensweisen bekannt. Es besteht aber unabhängig davon das Problem der nicht immer zuver- lässigen Betätigung des Ablassventils, da dessen Ventilelement beispielsweise dem Verschleiß unterliegt. Aber auch Verschmutzung wie Ablagerung von Kondensatrückständen kann dazu führen, dass die gewünschte Ventilstellung sich nicht einstellt. Während die Frage, ob die Öffnungsstellung, bei der Kondensat abgelassen wird, ganz oder nur teilweise erreicht wird, vergleichsweise unkri- tisch ist, ist es von großer Wichtigkeit, dass die Schließstellung, bei der das Ventilelement abdichtend an seinem zugehörigen Ventilsitz anliegt, zuverlässig erreicht wird, damit es nicht durch Leckage zu unerwünschtem Druckabfall kommt. Derzeit werden solche Fehlfunktionen wenn überhaupt nur indirekt durch den Druckabfall jedoch meist zu spät oder gar nicht bemerkt und erst bei dem routi- nemäßig in Wartungsintervallen vorgesehenen Austausch des Kondensatabieiters abgestellt. Folglich besteht Bedarf, solch eine Fehlfunktion so frühzeitig wie möglich zu detektieren, um unnötigen Druckabfall zu vermeiden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur zuverlässigen Störungsüberwachung eines Kondensatabieiters bereitzustellen, so dass ein zuverlässigerer Betrieb eines Kondensatabieiters gewährleistet ist. Weiterhin wird ein entsprechend verbesserter Kondensatabieiter bereitgestellt. Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Kondensatabieiter gemäß dem nebengeordneten Anspruch . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert wer- den können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Störungsüberwachung eines Ablassventils eines Kondensatabieiters vorgesehen. Der erfindungsgemäße Kondensatabieiter dient dem Ablassen von Kondensat aus einem Druckgassystem, insbesondere Druckluftsystem. Kondensat im Sinne der Erfindung meint im Wesentlichen aus flüssigen Bestandteilen bestehende Ansammlungen im Druckgassystem. Kondensat weist im Wesentlichen Wasser, das vom Feuchtigkeitsgehalt des Gases herrührt, und Öl, das beispielsweise auf das Schmiermittel der Kompressoren zurückzuführen ist, auf.
Der erfindungsgemäße Kondensatabieiter weist ein Ablassventil auf, d as ei n durch eine Steuerungsschaltung ansteuerbares, zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbares Ventilelement aufweist, um in dessen Öffnungsstellung mit Druck beaufschlagtes Kondensat aus dem Druckgassystem ü be r e i n e n d e m Ve n ti l e l e m e n t n a ch g esc h a l tete n Ab l a ss be re i c h d es Kondensatabieiters abzulassen und um in dessen Schließstellung den Druck im Druckgassystem zu halten . Beispielsweise liegt das Ventilelement in der Schließ- Stellung abdichtend an einem zugehörigen Ventilsitz an, um so den Druck im Druckgassystem aufrechtzuerhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst einen Schließschritt, bei dem die Steuerungsschaltung eine Schließbewegung des Ventilelements in Richtung Schließstellung wenigstens auslöst. Zur Überprüfung, ob die Schließstellung erreicht wird und/oder gehalten wird, ist ferner ein nach- folgender Schritt zur Überwachung der Schließstellung des Ventilelements vorgesehen. Dieser Überwachungsschritt wird beispielsweise einmalig, in mehrmaliger Abfolge oder zumindest abschnittsweise kontinuierlich, beispielsweise bis ein Öffnungsschritt, bei dem die Steuerungsschaltung eine Öffnungsbewegung des Ventilelements in Richtung Öffnungsstellung auslöst, durchgeführt. Bevorzugt wird der Überwachungsschritt kontinuierlich für die Dauer durchgeführt, während die Steuerungsschaltung eine Schließstellung des Ventilelements initiiert und aufrecht erhalten soll.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass beim Schritt zur Überwachung der Schließstellung eine Nicht-Schließstellung anhand einer Ablassströmung, die somit als Leckageströmung bezeichnet werden kann, des Druckgases, des Kondensats oder von Mischungen daraus in dem dem Ventilelement nachgeordneten Ablassbereich oder falls möglich direkt am Ventilelement d etektiert wi rd . Le cka g est rö m u n g m e i nt e ine druckgas- und/oder kondensathaltige Strömung, die aufgrund der Fehlfunktion des Absperrventils in dessen Schließstellung auftritt, weil beispielsweise die Schließstellung des Ventilelements nicht erreicht wird oder das Ventilelement unzureichend abdichtet. Die Detektion der Fehlfunktion hat den Vorteil, dass eine nicht bestimmungsgemäße Funktion des Kondensatabieiters frühzeitig festgestellt werden kann und somit der vorsorgliche Austausch von Teilen des Kondensatabieiters in festvorgegebene n Wa rtu n g si nte rva l l e n entfa l l e n ka n n . D u rc h d i e D e te kt i o n d e r Leckageströmung im Ablassbereich des Kondensatabieiters, beispielsweise nahezu unmittelbar am Ventilelement, wird eine sehr zuverlässige Fehlfunktionsdetek- tion erreicht. Die erfindungsgemäße Störungsüberwachung hat den Vorteil, dass nun ausschließlich im Störungsfall eine Wartung bzw. ein Austausch von Komponenten des Kondensatabieiters vorgenommen werden kann. Eine vom tatsächlichen Verschleiß- und Störungsverhalten losgelöste in vorgegebenen Zeitintervallen durchgeführte Wartung kann vorteilhaft entfallen . Letztere birgt nämlich den Nachteil, dass eine Wartung nur durch Zeitablauf, d . h. auf bloßen Verdacht und ohne reelle Notwendigkeit durchgeführt wird, mit dem Nachteil, dass unnötigerweise Druck im Drucksystem abgelassen und hinterher wieder aufgebaut werden muss. Die bekannte Vorgehensweise, nämlich die Wartung in vorgegebenen Serviceintervallen durchzuführen, ist zudem nicht an der tatsächlichen Beanspru- chung orientiert. Beispielswiese ist es durchaus möglich, dass durch mehr als erwartete Öffnungs- und Schließbewegungen des Ventils ein Ausfall zeitlich vor den turnusmäßigen Wartungsaustausch fällt und nicht bemerkt wird . Die erfindungsgemäße Störungsüberwachung hat somit den Vorteil, dass Störungen frühzeitig detektiert und unnötige Druckverluste vermieden werden. Auch wenn das erfindungsgemäße Verfahren in erster Linie zur Detektion einer Leckageströmung nach Bewirken einer Schließstellung des Ventilelements vorgesehen ist, betrifft die Erfindung ebenso ein Verfahren bei dem eine Überwachung nach einem Öffnungsschritt, bei dem die Steuerungsschaltung eine Öffnungsbewegung des Ventilelements in Richtung Öffnungsstellung auslöst, dahingehend erfolgt, ob eine Ablassströmung im Ablassbereich oder falls möglich am Ventilelement zu detektieren ist. Es kann somit überprüft werden, ob der Ablassvorgang erfolgreich durchgeführt wird oder wurde. Ferner betrifft die Erfindung eine Kombination aus beiden Verfahren, nämlich das der Schließstellungsüberwa- chung und das der Öffnungsstellungsüberwachung . Die Öffnungsstellungsüber- wachung hat insbesondere den Vorteil, dass nach einem Störfall, bei dem nach Detektion eines abzulassenden Kondensatniveaus kein Ablassen erfolgt, gegebenenfalls nach wiederholten Ablassversuchen, ohne Sicht-bzw. Funktionskontrolle „entwarnt" werden kann, sofern letztlicher ein erfolgreicher Ablassvorgang detektiert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat neben der Möglichkeit zur Membranstörungsüberwachung im Zusammenspiel mit einer weiteren Sensorik, beispielsweise für die Füllstandsüberwachung des Kondensatsammelbereichs und/oder einer Überwachung der Ventilansteuerung ferner den Vorteil, dass im Zusammenspiel mit dieser weiteren Sensorik eine weitergehende Funktionsüberwachung des gesamten Kondensatabieiters und/oder der vor- und nachgeschalteten Komponenten des Drucksystems durch Plausibilitätscheck ermöglicht ist.
Beispielsweise kann die Detektion oder Nicht-Detektion der zuvor erwähnten Ab- lassströmung nach Durchführung des Öffnungsschritts, bei dem das Ventilelement in die Öffnungsstellung bewegt wird, dazu herangezogen werden, eine Funktionsüberprüfung der Fül lstandsüberwachung durchzuführen oder umgekehrt. Wird beispielsweise durch die Füllstandsüberwachung ein abzulassendes Kondensatniveau detektiert und nach Veranlassung des Öffnungsschritt keine Ablassströmung detektiert, spricht dies für einen gegebenenfalls mechanischen Fehler oder eine Verschmutzung in der Ansteuerung des Ventils oder für einen totalen Druckverlust im Druckgassystem.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Ablassströmung aufgrund des dadurch bewirkten Strömungsdrucks detektiert. Beispielsweise ist ein Schalter vorgesehen, dessen bewegliches Betätigungsteil durch Einwirken der Ablassströmung seine Stellung ändert und wobei diese Stellungsänderung eine Änderung des Schaltzustands des Schalters bewirkt. Damit kann eine kostengünstige Detektionssensorik realisiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Ablassströmung aufgrund des dadurch bewirkten Temperaturabfalls detektiert, wodurch eine sehr zuverlässige und störungsunanfällige Detektion des Störfalls erreicht wird . Beispielsweise ist wenigstens ein Temperatursensor vorgesehen, der die bei der Expansion des Druckgases bewirkte Abkühlung detektiert. Zur genaueren bzw. zuverlässigeren Detektion des Temperaturabfalls ist ein weiterer oder mehrere weitere Temperatursensoren vorgesehen, der bzw. die die Umgebungstemperatur und/oder die Druckgas- bzw. Kondensattemperatur bestimmen . Alternativ ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung eine kalorimetrische Bestimmung der Wärmemengenän- derung der Ablassströmung beim ungewollten Ablassen vorgesehen.
Bevorzugt wird mit einer vorgegebenen Wärmemenge der Ablassbereich beheizt, beispielsweise elektrisch beheizt und anhand der daraus resultierenden Temperaturerhöhung im Ablassbereich die Ablassströmung detektiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt nicht nur eine qualitative sonder auch eine quantitative Erfassung der Temperaturänderung . So lässt sich anhand des Wertes des Temperaturabfalls oder der Temperaturerhöhung die Zusammensetzung der Ablass- bzw. Leckageströmung ermitteln. Beispielsweise ist bei einer überwiegend flüssigkeitshaltigen Ablassströmung mit einer größeren Temperaturerhöhung bzw. mit einem geringeren Temperaturabfall zu rechnen und bei einer überwiegend gashaltigen Ablassströmung mit einer geringeren Temperaturerhöhung bzw. mit einem größerem Temperaturabfall zu rechnen, so dass dies Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und eine genauere Störungsidenti- fizierung ermöglicht. Die quantitative Messung hat somit den Vorteil, dass ferner jeglicher gewollter Ablassvorgang überwacht werden kann. Anhand der expansi- onsbedingten Temperaturänderungen sind Rückschlüsse auf den Druck des Druckgassystems sowie dessen Zusammensetzung möglich.
Gemäß einer bevorzugten, weil besonders störunanfälligen, Ausgestaltung wird durch die Leckageströmung eine Bewegung eines Detektionsgebers bewirkt, dessen Bewegung und/oder Stellung magnetisch oder induktiv detektiert wird . Beispielsweise ist ein permanentmagnetischer Detektionsgeber vorgesehen, dessen Bewegung mittels Induktionsspule detektiert wird . Bevorzugt wird beim Schritt zur Überwachung der Schließstellung bei Detektion der Nicht-Schließstellung durch die Steuerungsschaltung ein optischer und/oder akustischer Störu ngsala rm in iti iert, um so beispielsweise eine Wartung des Kondensatabieiters zu veranlassen. Die Erfindung betrifft ferner einen Kondensatabieiter für ein Druckgassystem. Dieser weist erfindungsgemäß Folgendes auf: eine Steuerungsschaltung, ein Ablassventil, das ein durch die Steuerungsschaltung angesteuertes, zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbares Ventilelement aufweist. Das Ventilelement ist vorgesehen, um in dessen Öffnungsstell ung mit Druck beaufschlagtes Kondensat aus dem Druckgassystem über den Ablassbereich des Kondensatabieiters abzulassen und um in dessen Schließstellung den Druck im Druckgassystem zu halten . Der erfindungsgemäße Kondensatabieiter weist ferner eine Detektionseinrichtung zur Detektion einer Ablassströmung im Ablassbereich auf. Erfindungsgemäß ist die Steuerungsschaltung des Kondensatabieiters ausgelegt, die zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Die Detektion der Fehlfunktion hat den Vorteil, dass eine nicht bestimmungsgemäße Funktion des Kondensatabieiters frühzeitig festgestellt werden kann und somit der vorsorgliche Austausch von Teilen des Kondensatabieiters in fest vor- gegebenen Wa rtu n gsi nterva l len entfa l len ka n n . Du rch d ie Detektion der Leckageströmung bzw. Ablassströmung nahezu unmittelbar am Ventilelement wird eine sehr zuverlässige Fehlfunktionsdetektion erreicht. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die hierfür ebenso geltenden Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen. Bevorzugt wird die Ablass- bzw. Leckageströmung durch eine wenigstens einen Temperatursensor und/oder einen Strömungsdrucksensor umfassende Sensorik detektiert. Bevorzugt umfasst der Strömungsdrucksensor einen entgegen der Richtung der Ablassströmung bzw. Leckageströmung vorgespannten, in Richtung der Ablassbzw. Leckageströmung bewegbaren magnetischen oder magnetisierbaren Detek- tionsgeber, dessen Bewegung und/oder Stellung induktiv oder magnetisch detektiert wird .
Bevorzugt ist das Ablassventil ein Membranventil. Das Ventilelement ist somit eine Membran, beispielsweise aus einem elastischen Kunststoff. Membranventile eignen sich gut zum Regulieren und Absperren von Volumenströmen. Da nur der Ventilkörper und die Membran mit dem Druckgas bzw. dem Kondensat in Berüh- rung stehen, gibt es nur geringe Verschleißprobleme.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass mittels eines Stellventils an das Ablassventil Druckgas angelegt wird, um das Ablassventil wenigstens in die Öffnungsstellung zu bewegen.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch :
Fig . 1 : eine Schnittansicht eines gattungsgemäßen Kondensatabieiters, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt;
Fig . 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kondensatabieiter 1 für ein Druckluftsys- tem in einer Schnittansicht. Kondensat 2, das während der Verdichtung der Druckluft anfällt, wird über eine Zuleitung 3 dem Kondensatabieiter 1 zugeführt. Das Kondensat 2 ist im Wesentlichen kondensierte Feuchtigkeit der Umgebungsluft, die ein hier nicht dargestellter Druckluftkompressor ansaugt. Es weist ferner regelmäßig ölige und partikelförmige metallische Bestandteile auf. Das Kondensat 2 sammelt sich in einem Kondensatsammelbereich 4 und wird nach Erreichen eines definierten Füllstandes 5 über ein in der Ablassleitung 6 vorgesehenes Ablassventil 16 und den Ablassbereich 18 abgelassen . In der in Fig . 1 gezeigten Ausgestaltung ist das Ablassventil 16 als Membranventil ausge- staltet, d . h . das Ablassventil 16 weist eine Membran als Ventilelement 19 auf, das in seiner in Fig . 1 gezeigten Schließstellung mit einem Ventilsitz abdichtend abschließt, um so die Ablassleitung 6 zu verschließen.
Es ist eine kapazitive Sensorik 7 zur quantitativen Messung des Füllstands im Kondensatsammelbereich 4 vorgesehen. Die Sensorik 7 umfasst zumindest einen Messkondensator 8, der eine in Abhängigkeit vom Füllstand des Kondensates 2 im Kondensatsammelbereich 4 stetig veränderliche Kapazität aufweist. Die kapazitive Messung erfasst somit den Füllzustand des Kondensatsammelbehälters 4 durch die Änderung der elektrischen Kapazität, wenn Kondensat 2 als Dielektri- kum zufließt. Der Messkondensator 8 bildet ein elektromagnetisches Messfeld zwischen einer ersten dezidiert ausgebildeten Kondensatorelektrode und einer zweiten durch die Wandung des Kondensatsammelbereichs 4 bereitgestellten Gegenelektrode aus. Auch bei starker Verschmutzung beispielsweise durch Rost aus den Druckluftleitungen oder Öl aus den Druckluftkompressoren ist die ge- zeigte Vorrichtung sehr zuverlässig . Der Sensor 7 ist so angeordnet, dass auch bei geflutetem Kondensatsammelbereich 4 eine vom Kondensat nicht benetzte und damit saubere Zone 9 verbleibt, um Fehlmessungen zu vermeiden, die beispielsweise durch Beläge, die zu einem messtechnischen Kurzschluss führen können, verursacht werden.
Die saubere Zone 9 wird definiert durch eine taucherglockenähnliche Ausnehmung 11. Bei vollständig geflutetem Sammelbereich 4 - also auch über den maximal vorgesehenen Füllstand 5 hinaus - kan n in d ie saubere Zone 9 beziehungsweise in die taucherglockenähnliche Ausnehmung 11 kein Kondensat 2 ein- dringen. In der sauberen Zone 9 über dem maximal vorgesehenen Füllstand 5 ist auch der Einlass der Druckluftleitung 13 vorgesehen . Die darüber abgezweigte Druckluft dient der Betätigung des Ablassventils 16 bzw. dem Halten des Ablassventils in seiner geschlossenen Stellung . Dazu ist das elektromagnetische Stellventil 17 vorgesehen, das in der dargestellten Stellung dafür sorgt, dass Druck- luft so an der Membran 19 des Ablassventils 16 anliegt, dass die Ablassleitung 6 verschlossen ist und kein Kondensat 2 abgelassen werden kann. Das elektro- magnetische Stellventil 17 umfasst eine Spule 12 und einen permanentmagnetischen Anker 10, der durch den von einem durch die Spule fließenden Stellstrom aus einer Ruhestellung, beispielswiese der in Fig . 1 gezeigten der geschlossenen Stellung des Ablassventils 16 entsprechenden Stellung, in eine Sollstellung be- wegt wird . Die Ruhestellung ergibt sich dadurch, dass der Anker 10 an einer seiner Stirnflächen ein elastisches Dichtmaterial aufweist und bei dessen Schwerkraft und Druckluft unterstütztem Anliegen der Stirnfläche an einen Ventilsitz 11 ein Verschließen der Druckluftablassleitung 14 bewirkt wird, so dass die Druckbeaufschlag ung des Ablassventils 16 beibehalten wird . Zur Ansteuerung des elektromagnetischen Stellventils 17 und damit des Absperrventils 16 ist eine elektronische Steuerungsschaltung 15 vorgesehen . Im Schließschritt sorgt ein ausreichender Abfall eines Haltestroms dafür, dass der Anker 10 mit der Schwerkraft und mit der Druckluft der Leitung 13 gegen einen unteren Anschlag in eine Schl ießstel l ung abfäl lt, bei der er d ie Druckluftablassleitung 14 verschließt, gleichzeitig aber Druckluft oberhalb der Membran 19 anliegt, und diese in die Schließstellung drängt. Nach Initiierung dieser Schließbewegung der Membran 19 sollen Druckverl uste durch Leckageströmung im Druckgassystem vermieden werden . Zur Überprüfung, ob eine Leckageströmung am Ventilelement 19 auftritt, weil dieses beispielsweise seine Schließstellung nicht erreicht hat, diese nicht mehr aufrecht erhält, beispielsweise aufgrund verschleißbedingter Beschädigung, ist ein Temperatursensor 20 vorgesehen. Mittels des Temperatursensors 20 ist die Steuerungsschaltung 15 in der Lage, einen Temperaturabfall zu detek- tieren, der auf die Expansion des nicht gewünschten Druckgasaustritts (Leckageströmung) zurückzuführen ist. Diese Überwachu ng erfolgt durch d ie Steuerungsschaltung 15 und im Fall der Detektion einer Leckageströmung wird ein Störungssignal erzeugt, das optisch oder akustisch angezeigt wird.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Störungsüberwachung eines Ablassventils (16) eines Kondensatabieiters ( 1 ) eines Druckgassystems, wobei der Kondensatabieiter (1) ein Ablassventil (16) aufweist, das ein durch eine Steuerungsschaltung (15) ansteuerbares, zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbares Ventilelement (19) aufweist, u m in dessen Öffnungsstellung mit Druck beaufschlagtes Kondensat aus dem Druckgassystem über einen hinter dem Ventilelement (19) angeordneten Ablassbereich (18) abzulassen und um in dessen Schließstel lung den Druck im Druckgassystem zu halten, wobei das Verfahren aufweist: einen Schließschritt, bei dem die Steuerungsschaltung (15) eine Schließbewegung des Ventilelements (19) in Richtung Schließstellung auslöst;
einen nachfolgenden Schritt zur Überwachung der Schließstellung des Ventilelements (19), dadurch gekennzeichnet,
dass beim Schritt zur Überwachung der Schließstellung eine Nicht- Schließstellung anhand einer Ablassströmung des Druckgases, d es Kondensats oder von Mischungen daraus in dem Ablassbereich (18) oder am Ventilelement (19) detektiert wird .
Verfahren zur Störungsüberwachung eines Ablassventils (16) eines Kondensatabieiters (1) eines Druckgassystems, wobei der Kondensatabieiter (1) ein Ablassventil (16) aufweist, das ein durch eine Steuerungsschaltung (15) ansteuerbares, zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbares Ventilelement (19) aufweist, um in dessen Öffnungsstellung mit Druck beaufschlagtes Kondensat aus dem Druckgassystem über ein hinter dem Ventilelement (19) angeordneten Ablassbereich (18) abzulassen und um in dessen Schließstellung den Druck im Druckgassystem zu halten, wobei das Verfahren aufweist : einen Öffnungsschritt, bei dem die Steuerungsschaltung (15) eine Öffnungsbewegung des Ventilelements (19) in Richtung Öffnungsstellung auslöst;
einen nachfolgenden Schritt zur Überwachung der Öffnungsstellung des Ventilelements, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt zur Überwachung der Öffnungsstellung eine Ablassströmung des Druckgases, des Kondensats oder von Mischungen daraus im Ablassbereich ( 18) oder am Ventilelement ( 19) detektiert wird .
3. Verfahren zur Störungsüberwachung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ablassströmung aufgrund des dadurch bewirkten Strömungsdrucks detektiert wird.
4. Verfahren zur Störungsüberwachung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ablassströmung aufgrund des dadurch bewirkten Temperaturabfalls detektiert wird.
5. Verfahren zur Störungsüberwachung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit einer vorgegebenen Wärmemenge der Ablassbereich beheizt wird und anhand der daraus resultierenden Temperaturerhöhung im Ablassbereich die Ablassströmung detektiert wird.
6. Verfahren zur Störungsüberwachung gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei anhand des Wertes des Temperaturabfalls oder der Temperaturerhöhung die Zusammensetzung der Ablassströmung ermittelt wird.
7. Verfahren zur Störungsüberwachung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ablassströmung eine Bewegung eines Detekti- onsgebers bewirkt, dessen Bewegung und/oder Stellung magnetisch oder induktiv detektiert wird.
8. Verfahren zur Störungsüberwachung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Schritt zur Überwachung der Schließstellung bei Detektion der Ablassströmung durch die Steuerungsschaltung ein optischer und/oder akustischer Störungsalarm initiiert wird.
9. Kondensatabieiter (1) für ein Druckgassystem, aufweisend eine Steuerungsschaltung (15), ein Ablassventil ( 16), das ein durch die Steuereinheit angesteuertes, zwischen einer Schließstel l ung und einer Öffnungsstellung bewegbares Ventilelement (19) aufweist, um in dessen Öffnungsstellung mit Druck beaufschlagtes Kondensat aus dem Druckgassystem über ein hinter dem Ventilelement (19) angeordneten Ablassbereich (18) abzulassen u n d u m i n d essen Schließstellung den Druck im Druckgassystem zu halten, sowie eine Detektionseinrichtung (20) zur Detektion einer Ablassströmung am Ventilelement, wobei die Steuerungsschaltung (15) ausgelegt ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
10. Kondensatabieiter (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Detektionseinrichtung, wenigstens einen Temperatursensor (20) und/oder einen Strömungsdrucksensor umfasst.
11. Kondensatabieiter (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Strömungsdrucksensor einen entgegen der Richtung der Ablassströmung vorgespannten, in Richtung der Ablassströmung bewegbaren magnetischen Detektionsgeber aufweist, dessen Bewegung und/oder Stellung induktiv oder magnetisch detektiert wird.
12. Kondensatabieiter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis
11, wobei das Ablassventil (16) ein Membranventil ist.
13. Kondensatabieiter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis
12, aufweisend ferner ein Stellventil ( 17), um das Ablassventil (16) mittels des Druckgases wenigstens in die Öffnungsstellung zu bewegen.
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