帶故障監測的冷凝液排水器的製造方法
2023-05-09 08:32:21 2
帶故障監測的冷凝液排水器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種對空壓系統的冷凝液排水器（1）的排放閥（16）進行故障監測的方法，該冷凝液排水器（1）包含一個排放閥（16），該排放閥具有一個可通過控制電路（15）進行控制的可在關閉位置和開啟位置之間進行移動的閥芯（19），以便在其開啟位置處將壓力作用下的冷凝液經由冷凝液排水器中設置在閥芯（19）後面的排水腔（18）從空壓系統排出和在其關閉位置處保持空壓系統中的壓力，其中，該方法包括：一個關閉步驟，在所述關閉步驟中，控制電路（15）會驅動閥芯（19）朝著關閉位置方向作關閉動作，和/或一個開啟步驟，在所述開啟步驟中，控制電路（15）會驅動閥芯（19）朝著開啟位置方向作開啟動作；一個緊接著用來對閥芯（19）的關閉位置和開啟位置進行監測的步驟。本發明所述的方法，其特徵在於：在進行監測關閉位置的步驟時，會利用壓縮氣體、冷凝液或氣液混合物的排放流體在排水腔（18）裡或者在閥芯（19）處對非關閉位置進行檢測，或者在進行監測開啟位置的步驟時，會在排水腔（18）裡或者在閥芯（19）處對壓縮氣體、冷凝液或氣液混合物的排放流體進行檢測。
【專利說明】帶故障監測的冷凝液排水器
[0001]本發明的客體是一種對冷凝液排水器的止回閥進行故障監測的方法以及一種相應配置的冷凝液排水器。
[0002]在空壓系統，例如壓縮空氣系統中，會產生主要由水和油組成的冷凝液，該冷凝液例如是由壓縮機的潤滑劑和氣體中的含水量所引起的。這種冷凝液通常會通過汙染物、堵塞和腐蝕來影響空壓系統的正常使用。所以必須儘可能在沒有大量氣體或壓縮空氣損失和系統中的壓力沒有明顯下降的情況下，對冷凝液進行收集和偶爾將其排除到所連接的空壓系統之外。
[0003]在預先設定的時間間隔裡進行這種排放過程是已知的。然而理想地是取決於為冷凝液預定的儲水腔的液位地促使進行這種排放過程。已知有多種方法和步驟可用來進行液位測量。但是存在不能總是對排放閥進行可靠操作的問題，因為其閥芯例如會出現磨損。但是冷凝液殘留物的積聚等汙染物也會導致無法達到所期望的閥門位置。在排放冷凝液時是否完全或只是部分地達到開啟位置這個問題相對來說是不關鍵的，而能可靠達到閥芯緊密貼靠在其所屬閥座上的關閉位置則是至關重要的，以保證不會因洩露而導致不期望的壓降。目前這種只是間接由壓力下降所導致的功能缺陷多數情況下被發現地太晚或者甚至根本沒有被發覺並且只有在規定的維修間隔裡對冷凝液排水器進行更換時才能消除這種功能缺陷。因此為避免出現不必要的壓力下降問題，存在儘可能提早檢測到這種功能缺陷的需求。
[0004]因此，本發明的目的在於提供一種用來對冷凝液排水器的故障進行可靠監控的方法，以確保冷凝液排水器的可靠運行。此外還會提供一種相應改進的冷凝液排水器。本發明的目的是通過具有權利要求1所述特徵的方法以及並列權利要求所述的冷凝液排水器來實現的。優選的實施方式是從屬權利要求的客體。應指出的是，在權利要求書中所提及的特徵可以任意的有技術意義的方式進行組合和可以說明本發明的其他實施方式。說明書，特別是結合附圖進行的說明對本發明的特徵進行了額外的描述和詳細說明。
[0005]本發明所述的方法可規定用來對冷凝液排水器的排放閥進行故障監控。本發明所述的冷凝液排水器可將冷凝液排除到空氣系統，特別是壓縮空氣系統之外。根據本發明的冷凝液是指空壓系統中主要由液體成分組成的積聚物。冷凝液主要含有水和油，水是由氣體中的水分引起的，油例如可追溯到壓縮機的潤滑劑。
[0006]本發明所述的冷凝液排水器包含一個排放閥，該排放閥具有一個可通過控制電路進行控制的可在關閉位置和開啟位置之間進行移動的閥芯，以便在其開啟位置處將壓力作用下的冷凝液經由冷凝液排水器的附加連接在閥芯上的排水腔從空壓系統排出和在其關閉位置處保持空壓系統中的壓力。為了能維持空壓系統中的壓力，例如閥芯會在關閉位置處密封地貼靠在所屬閥座上。本發明所述的方法包括一個關閉步驟，在所述關閉步驟中，控制電路會至少驅動閥芯朝著關閉位置方向作關閉動作。此外為了檢查是否達到了關閉位置和/或保持在關閉位置上，會預先規定一個緊接著用來對閥芯的關閉位置進行監測的步驟。這個監測步驟例如可進行一次，按多次的順序或者至少逐步連續地進行，例如直到開啟步驟開始為止，在所述開啟步驟中，控制電路會促使閥芯朝著開啟位置方向作開啟動作。優選地，會長時間連續進行該監測步驟，在這期間，控制電路應驅動閥芯達到關閉位置和保持在關閉位置上。
[0007]本發明所述的方法，其特徵在於:在進行監測關閉位置的步驟時，會利用壓縮空氣、冷凝液或氣液混合物的排放流體在設置在閥芯後面的排水腔裡或者如有可能，直接在閥芯上對非關閉位置進行檢測，因此所述排放流體可以被稱作洩漏流體。洩漏流體是指含有壓縮空氣和/或冷凝液的流體，該流體是由於止回閥的功能缺陷而在其關閉位置上出現的，因為例如沒有達到閥芯的關閉位置或者閥芯沒有充分的密封。對功能缺陷進行檢測的優點是，可以提早發現冷凝液排水器的不符合規定的功能和從而免去了在預先規定的固定的維修間隔裡對冷凝液排水器的部件進行預防性更換。通過在冷凝液排水器的排水腔裡，例如幾乎直接在閥芯處對洩漏流體進行檢測，可實現非常可靠的功能缺陷檢測。
[0008]本發明所述的故障監測的優點是，現在僅在故障情況下才可以對冷凝液排水器的部件進行維護和更換。有益的效果是，可以免去由實際的磨損和故障特性所引起的在規定的時間間隔裡進行的維護保養。後者的缺點是，只有經過一段時間過後，也就是說，僅憑懷疑和在沒有實際必要性的情況下就要進行維護保養，這樣做法的缺點是，必須將壓力系統中的壓力不必要地卸掉和然後再重新建立起來。再者，已知的步驟，即在規定的維修間隔裡進行維護保養並不是以實際的需要為依據的。例如在按周期進行維護更換之前完全有可能因為閥門沒有進行預期的開啟和關閉動作而出現故障和並沒有被發現。本發明所述的故障監測的優點是，可及時對故障進行檢測和避免不必要的壓力損失。
[0009]即使本發明所述的方法首先是預定用來在閥芯處於關閉位置後對洩漏流體進行檢測的，本發明同樣涉及一種方法，該方法可在開啟步驟後對是否在排水腔裡對排放流體或者如有可能，在閥芯處對排放流體進行檢測進行如下監測，在進行所述開啟步驟時，控制電路會驅動閥芯朝著開啟位置方向作開啟動作。進而可以檢測出是否成功進行了排放過程。此外，本發明還涉及一種這兩種方法的組合，即關閉位置監測的方法和開啟位置監測的方法的組合。開啟位置監測特別具有的優點是，在出現對待排放的冷凝液液位進行檢測後沒有進行排放的故障情況後，可能在重新進行排放嘗試後，在不進行目視檢查和功能檢查的情況下就可以「解除警報」，只要最後檢測到成功的排放過程即可。
[0010]此外，除了與另一個傳感器，例如對冷凝液儲水腔的液位進行監測和/或對閥門控制進行監測的傳感器互相配合地對膜片故障進行監測的可能性以外，本發明所述的方法的優點是，能夠通過可信度檢查、與另一個傳感器互相配合地繼續對整個冷凝液排水器和/或壓力系統的預連接和附加連接的部件進行功能監測。
[0011]例如在進行完閥芯移動到開啟位置上的開啟步驟後、對前面提到的排放流體進行的檢測或非檢測可促使對液位監測功能進行檢測或者反之亦然。如果例如通過液位監測而檢測到了待排放的冷凝水的水位和在進行完開啟步驟後沒有檢測到排放流體，這說明可能有機械故障或閥門控制裝置裡有汙染物或者空壓系統中存在徹底的壓力損失。
[0012]根據一個優選的實施例，可基於由此引起的流體壓力來對排放流體進行檢測。例如可預先規定一個開關，其可移動的操作部件可通過排放流體的作用而改變它的位置和這種位置變化會引起開關工作狀態的變化。因此可實現低成本的檢測傳感器。
[0013]在另一個較佳實施例中，可基於由此引起的壓力下降來檢測出排放流體，因此可實現對故障情況進行非常可靠的和不受故障影響的檢測。例如至少預先規定一個溫度傳感器，所述溫度傳感器可對壓縮氣體膨脹所引起的冷卻進行檢測。為了對溫度下降進行更準確的和更可靠的檢測，可預先規定另一個或多個溫度傳感器，所述溫度傳感器可對環境溫度和/或壓縮氣體以及冷凝液溫度進行測定。根據另一個實施例，替代地，預先規定在進行意外排放時，對排放流體的熱量變化進行量熱法測定。
[0014]優選地，會利用預先規定的熱量對排水腔進行加熱，例如進行電加熱和利用在排水腔裡由此產生的溫度升高對排放流體進行檢測。
[0015]根據一個優選的實施例，不僅可以對溫度變化進行定性採集，而且可以進行定量採集。因此可根據溫度下降或溫度升高的數值來測定出排放流體和洩漏流體的組成。例如對於主要含有液體的排放流體來說，預計會出現更大的溫度升高和更小的溫度下降，對於主要含有氣體的排放流體來說，預計會出現更小的溫度升高和更大的溫度下降，因此能夠推斷出流體的組成和進行更精確的故障識別。此外，定量測量的優點是，可以對所有想要的排放過程進行監測。可根據膨脹所引起的溫度變化推斷出空壓系統的壓力及其組成。
[0016]根據一個優選的特別不受故障影響的實施例，通過洩漏流體來引起檢測發送器的移動，可對該檢測發送器的移動和/或位置進行磁性或電感檢測。例如預先規定了一個永磁性的檢測發送器，可利用感應線圈對該檢測發送器的移動進行檢測。
[0017]優選地，在進行監測關閉位置的步驟和對非關閉位置進行檢測時，通過控制電路來促使發出光學和/或聲音故障報警信號，以便例如能夠促使對冷凝液排水器進行維護保養。
[0018]此外，本發明還涉及一種用於空壓系統的冷凝液排水器。根據本發明，該冷凝液排水器包含如下:一個控制電路、一個排放閥，所述排放閥具有一個可通過控制電路進行控制的可在關閉位置和開啟位置之間進行移動的閥芯。預先規定一個閥芯，以便在其開啟位置處將壓力作用下的冷凝液經由冷凝液排水器的排水腔從空壓系統排出和在其關閉位置處保持空壓系統中的壓力。另外，本發明所述的冷凝液排水器還具有一個用來對排水腔的排放流體進行檢測的檢測裝置。根據本發明，設計了冷凝液排水器的控制電路，該控制電路對前面所描述的方法進行執行。
[0019]對功能缺陷進行檢測的優點是，可以提早發現冷凝液排水器的不符合規定的功能和從而免去了在預先規定的固定的維修間隔裡對冷凝液排水器的部件進行預防性更換。通過幾乎直接在閥芯處對洩漏流體以及排放流體進行檢測，可實現非常可靠的功能缺陷檢測。為了避免重複，應參看此處適用的本發明所述方法的優點。
[0020]優選地，通過一個包括至少一個溫度傳感器和/或一個流體壓力傳感器的傳感器對排放流體以及洩漏流體進行檢測。
[0021]優選地，流體壓力傳感器包括一個在與排放流體以及洩漏流體方向的反方向上加偏壓的可在排放流體以及洩漏流體方向上進行移動的磁性的或可磁化的檢測發送器，可對該檢測發送器的移動和/或位置進行電感或磁性檢測。
[0022]優選地，排放閥是一個膜片閥。閥芯是一個例如由彈性塑料製成的膜片，膜片閥非常適合於對體積流量進行調節和閉塞。因為只有閥體和膜片與壓縮氣體和冷凝液接觸，所以只有很小的磨損問題。
[0023]優選地，預先規定利用調節閥將壓縮氣體壓在排放閥上，以便使排放閥至少移動到開啟位置上。[0024]下面結合附圖對本發明以及【背景技術】作進一步詳細的說明。應當指出的是，附圖僅僅用於說明本發明的一個特別優選的實施例，並非對本發明作任何限制。在附圖中:
[0025]圖1:一種冷凝液排水器的剖面圖，本發明所述的方法對該冷凝液排水器適用；
[0026]圖1在剖面圖中示出了本發明所述的用於壓縮空氣系統的冷凝液排水器I。在對壓縮空氣進行壓縮的過程中所產生的冷凝液2會經由進水管3被送入冷凝液排水器I中。冷凝液2主要是大氣中的冷凝的水分，該大氣是由此處未圖示的空氣壓縮機吸入的。此外，冷凝液經常含有油狀和顆粒狀金屬成分。
[0027]冷凝液2在冷凝液儲水腔4中積聚並且在達到規定的液位5後會經由預定安裝在排水管6中的排放閥16和排水腔18排出。在圖1所示的實施例中，排放閥16被構造成膜片閥，也就是說，排放閥16具有一個膜片作為閥芯19，該閥芯在圖1所示的關閉位置處與閥座密封連接，以便對排水管6進行封閉。
[0028]預先規定一個電容式傳感器7對冷凝液儲水腔4中的液位進行定量測量。傳感器7包括至少一個測量電容器8，該測量電容器總是具有一個與冷凝液儲水腔4中的冷凝液2的液位有關的可變電容。當冷凝液2作為電介質流入時，電容式測量會通過電容量的變化來對冷凝液儲水腔4中的液位進行檢測。測量電容器8在第一電容電極和第二通過冷凝液儲水腔4的周壁所提供的反電極之間形成了一個電磁測量場。在例如因為來自壓縮空氣管路的鏽蝕和來自空氣壓縮機的油而含有大量汙染物時，圖示的裝置也是非常可靠的。對傳感器7進行這樣的設置，以至於在冷凝液儲水腔4湧入冷凝液時，也能留有一個不被冷凝液潤溼的和潔淨的區域9，以避免出現測量錯誤，該測量錯誤例如是通過可能會導致測量技術短路的電容器片所引起的。
[0029]潔淨區9通過類似於潛水鐘的凹槽11來界定。在儲水腔4完全湧滿冷凝液-即也超過了預先規定的最高液位5-時，沒有冷凝液2可以滲入到潔淨區9和類似於潛水鐘的凹槽11中。在預先規定的最高液位5上方的潔淨區9中，也預先規定了壓縮空氣管路13的入口。上方分流的壓縮空氣可用來對排放閥16進行操作和將排放閥保持在它的關閉位置上。為此預先規定了電磁調節閥17，該電磁調節閥在所示出的位置上可使壓縮氣體這樣地緊貼在排放閥16的膜片19上，以至於排水管6是封閉的和沒有冷凝液2能被排出。電磁調節閥17包括一個線圈12和一個永磁性銜鐵10，該
[0030]永磁性銜鐵會通過經線圈流入的控制電流從靜止位置，例如與在圖1所示的排放閥16的關閉位置相對應的位置處移動到額定位置上。銜鐵10在它的一個正面具有彈性密封材料並且當正面在其重力和壓縮空氣的支持下而貼靠在閥座11上時會引起壓縮空氣排出管14的封閉，以至於可以維持作用在排放閥16上的壓力，通過這種方式產生了靜止位置。為了對電磁調節閥17和進而對止回閥16進行控制，預先規定了一個電子控制電路15。在關閉步驟裡，保持電流的充分下降可使銜鐵10在重力和管路13的壓縮空氣的作用下朝著下檔鐵下降到關閉位置處，在該關閉位置處，該銜鐵會封閉壓縮空氣排出管14，但是與此同時，壓縮空氣會緊貼在膜片19的上方和促使膜片達到關閉位置。膜片19作完關閉動作後，應避免洩漏流體在空壓系統裡引起壓力損失。為了對是否在閥芯19處出現洩漏流體進行檢測，而預先規定了一個溫度傳感器20，因為該閥芯例如沒有達到它的關閉位置，例如由於因磨損所引起的損壞而無法再維持在關閉位置上。藉助溫度傳感器20，控制電路15能夠對溫度下降進行檢測，該溫度下降可追溯到不期望的壓縮氣體逸出(洩漏流體)的膨脹。通過控制電路15進行監測和在對洩漏流體進行檢測的情況下會產生故障信號，可對該故障信號進行光學或聲學顯示。
【權利要求】
1.一種對空壓系統的冷凝液排水器(I)的排放閥(16)進行故障監測的方法，該冷凝液排水器(I)包含一個排放閥(16 )，該排放閥具有一個可通過控制電路(15 )進行控制的可在關閉位置和開啟位置之間進行移動的閥芯(19)，以便在其開啟位置處將壓力作用下的冷凝液經由設置在閥芯(19)後面的排水腔(18)從空壓系統排出和在其關閉位置處保持空壓系統中的壓力，其中，該方法包括:一個關閉步驟，在所述關閉步驟中，控制電路(15)會驅動閥芯(19)朝著關閉位置方向作關閉動作； 一個緊接著用來對閥芯(19)的關閉位置進行監測的步驟，其特徵在於: 在進行監測關閉位置的步驟時，會利用壓縮氣體、冷凝液或氣液混合物的排放流體在排水腔(18)裡或者在閥芯(19)處對非關閉位置進行檢測。
2.一種對空壓系統的冷凝液排水器(I)的排放閥(16)進行故障監測的方法，該冷凝液排水器(I)包含一個排放閥(16 )，該排放閥具有一個可通過控制電路(15 )進行控制的可在關閉位置和開啟位置之間進行移動的閥芯(19)，以便在其開啟位置處將壓力作用下的冷凝液經由設置在閥芯(19)後面的排水腔(18)從空壓系統排出和在其關閉位置處保持空壓系統中的壓力，其中，該方法包括:一個開啟步驟，在所述開啟步驟中，控制電路(15)會驅動閥芯(19)朝著開啟位置方向作開啟動作； 一個緊接著用來對閥芯的開啟位置進行監測的步驟，其特徵在於: 在進行監測開啟位置的步驟時，會在排水腔(18)裡或者在閥芯(19)處對壓縮氣體、冷凝液或氣液混合物的排放流體進行檢測。
3.根據前述權利要求中任何一項所述的故障監測方法，會基於由此引起的流體壓力對該排放流體進行檢測。·
4.根據前述權利要求中任何一項所述的故障監測方法，會基於由此引起的溫度下降對該排放流體進行檢測。
5.根據前述權利要求中任何一項所述的故障監測方法，會利用預先規定的熱量對該排水腔進行加熱和利用在排水腔裡由此產生的溫度升高對該排放流體進行檢測。
6.根據前述兩項權利要求中任何一項所述的故障監測方法，可根據溫度下降或溫度升高的數值來測定出該排放流體的組成。
7.根據前述權利要求中任何一項所述的故障監測方法，該洩漏流體會引起檢測發送器的移動，可對該檢測發送器的移動和/或位置進行磁性或電感檢測。
8.根據前述權利要求中任何一項所述的故障監測方法，在進行監測關閉位置的步驟和對該排放流體進行檢測時，通過控制電路來促使發出光學和/或聲音故障報警信號。
9.一種用於空壓系統的冷凝液排水器(1)，包含一個控制電路(15)、一個排放閥(16)，該排放閥具有一個可通過控制單元進行控制的可在關閉位置和開啟位置之間進行移動的閥芯(19)，以便在其開啟位置處將壓力作用下的冷凝液經由設置在閥芯(19)後面的排水腔(18)從空壓系統排出和在其關閉位置處保持空壓系統中的壓力，以及一個用來對閥芯處的排放流體進行檢測的檢測裝置(20)，其中，還設計了控制電路(15)，對前述權利要求中任何一項所述的方法進行執行。
10.根據前述權利要求所述的冷凝液排水器(1)，該檢測裝置包括至少一個溫度傳感器(20)和/或一個流體壓力傳感器。
11.根據前述權利要求所述的冷凝液排水器(1)，該流體壓力傳感器包括一個在與排放流體方向的反方向上加偏壓的可在排放流體方向上進行移動的磁性的檢測發送器，可對該檢測發送器的移動和/或位置進行電感或磁性檢測。
12.根據前述權利要求9~11中任何一項所述的冷凝液排水器，該排放閥(16)是一個膜片閥。
13.根據前述權利要求9~12中任何一項所述的冷凝液排水器，還包含一個調節閥(17)，以便利用壓縮氣 體將排放閥(16)至少移動到開啟位置上。
【文檔編號】F16T1/00GK103827569SQ201280043671
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月7日 優先權日:2011年9月8日
【發明者】J·辛斯泰德騰, H·施倫斯克 申請人:貝科技術有限公司