用于排放冷凝物的冷凝物排放装置的制作方法

本发明涉及一种用于排放冷凝物的冷凝物排放装置，具有：壳体；内部空间，其形成于壳体中，用于容纳流体；入口，其形成于壳体中，用于将流体引入壳体的内部空间；出口，其形成于壳体中，用于将流体排出壳体的内部空间；阀，其布置在壳体中，该阀具有被构造为移动到释放位置和关闭位置的阀体，其中阀体在处于释放位置时，释放内部容积和出口之间的流体流，并且阀体在处于关闭位置时，阻挡内部容积和出口之间的流体流；以及驱动设备，其用于移动阀体，该驱动设备被构造为使阀体移动到释放位置和/或关闭位置。

背景技术：

1、这种类型的冷凝物排放装置是现有技术中已知的。它们用于排放例如化学工业或能源工业的蒸汽输导设施中产生的冷凝物。例如，浮动式冷凝物排放装置是现有技术中已知的，其安装在蒸汽输导设施中的预期会积聚冷凝物的某些位置处。在这种平的冷凝物排放装置的情况下，冷凝物的排放根据浮动式冷凝物排放装置的壳体中的冷凝物的填充液位进行。如果壳体中的填充液位超过预定液位或高度，则布置在壳体中并联接到阀的扁球浮动，由此阀被致动并且冷凝物排放装置中的流横截面被打开。然后，冷凝物沿出口的方向流出壳体。如果填充液位低于预定的最小值，那么阀通过下沉的浮动球关闭。因此，浮动式冷凝物排放装置的功能在很大程度上与冷凝物的温度无关，并提供系统中的压力波动。

2、尽管件现有技术中已知的这种类型的冷凝物排放装置已经证明了其自身，但是仍然存在改进的空间。作为根据蒸汽压力，浮动式冷凝物排放装置通常具有相对较大的体积，以便能够容纳具有相应浮力的浮子。此外，由于其设计和机械结构，这种类型的冷凝物排放装置的响应性被牢固地预先确定。除此之外，事实证明，监测这种类型的传统浮动式冷凝物排放装置，特别是将其集成到数字化设施中，是具有挑战性的。

3、还已知第一构思，其使用机动驱动设备来移动压缩空气系统中的阀体；在具有高蒸汽压力和蒸汽温度的设施中，这种类型的驱动器在使用时不能确保所需的密封性和耐温性。

技术实现思路

1、鉴于上述内容，本发明的目的是，进一步发展上述类型的冷凝物排放装置，以尽可能地消除现有技术中存在的缺点。特别地，详细说明一种冷凝物排放装置，其以紧凑的方式设计，可以容易地监测，并且即使在具有高蒸汽温度和蒸汽压力的设施中使用时，也能提供安全操作(要达到对周围区域的高度密封性)。

2、在上述类型的冷凝物排放装置的情况下，根据本发明的目的是这样解决的，驱动设备被形成为电磁或磁力作用驱动器或具有电磁驱动器。本发明利用了这样的认识，即通过使用这种电磁驱动器可以实现阀体的精确移动，由此同时确保获得冷凝物排放装置的高密封性。此外，进一步有利的是在数字化控制系统中也具有良好集成能力，能够实现阀体的紧凑设计和精确致动。

3、驱动器优选地具有可移动驱动部件和静态驱动部件，可移动驱动部件布置在壳体的内部空间中并且联接至阀体，静态驱动部件布置在内部空间的外部并且以流体密封的方式与后者分隔，特别地通过壁部分隔，其中静态驱动部件被构造为通过磁驱动力驱动可移动驱动部件。

4、该优选的进一步改进利用了以下实现方式，即壳体的内部空间中的可移动驱动部件以流体密封的方式与内部空间外部的静态驱动部件分隔。这样可以进行阀体的驱动，而驱动器不必具有例如穿过壳体的可移动引线。在某种意义上，这样内部空间与静态驱动部件隔离，并且由此实现：即使在高蒸汽温度和高蒸汽压力的状况中使用时，冷凝物排放装置也总是保持紧密关闭。相应的驱动器同时提供了冷凝物排放装置的紧凑结构，而不需要大的内部容积来容纳对应尺寸的浮子。此外，驱动器可以通过对其进行适当的控制而适应于期望的操作参数。

5、根据优选实施方式，驱动器被形成为线性马达，其中可移动驱动部件被形成为滑动件，并且静态驱动部件被形成为定子。使用线性马达已经被证明非常适合于驱动阀体，其中线性马达的基本原理允许形成隔离的滑动件和定子。

6、本发明的进一步改进在于，驱动设备具有管件，该管件在内侧以流体输导的方式连接至壳体，并且滑动件容纳在该管件的内部中，其中管件的外侧相对于壳体密封，其中定子布置或形成在管件的外侧上。根据本发明，可以避免动态密封(动态密封暴露于更强的磨损)。通过将定子布置在管件的外侧上并且使滑动件容纳在管件的内部中，再次实现了管件内部空间以及因此滑动件与管件外侧上的定子的隔离的想法。此外，管状基本形状为管件内的滑动件提供了特别合适的引导。

7、滑动件优选地具有至少两个永磁体，这些永磁体特别地形成为环形磁体或圆盘状磁体。根据优选实施方式，永磁体通过非磁性间隔件彼此分隔。根据优选实施方式，定子具有至少两个线圈，这些线圈被构造为产生用于驱动滑动件的磁场。

8、本发明的进一步改进在于，线性马达被构造为电容性地确定滑动件的位置。基于上述特征，不仅实现了可以通过传递所需的力来安全地驱动滑动件，而且还实现了还确定滑动件的位置，由此可以同时得出阀体的位置。换句话说，这样可以监测阀的打开状态，并且该信息可以用于控制冷凝物排放装置。

9、本发明的进一步改进还在于，阀体被形成为滚球，其被构造为在处于释放位置时释放阀的阀座，并且在处于阻挡位置时关闭阀座。根据优选实施方式，阀体还被构造为在处于至少一个中间位置时分段地释放阀座，该中间位置布置在释放位置与阻挡位置之间。这样，可以完全打开阀，或完全关闭阀，也可以仅部分打开阀。由此，冷凝物从冷凝物排放装置的释放变得可精细地控制，因为阀体可被带到出于控制原因所需的位置。

10、根据优选实施方式，滚球布置在滚球杠杆上，其中滚球杠杆连接至滑动件，使得滑动件的平移运动使滚球从释放位置移动到阻挡位置，反之亦然。此外，考虑到杠杆原理，通过使用这种滚球杠杆，可以进一步将所需的操作力施加至滚球。

11、根据优选实施方式，冷凝物排放装置在处于操作位置时基本上水平地流通，其中线性马达的滑动件在基本上水平的方向上被驱动。

12、根据可替代的优选实施方式，冷凝物排放装置在处于操作位置时基本上竖直地流通，其中线性马达的滑动件在基本上竖直的方向上被驱动。

13、在冷凝物排放装置竖直地流通的情况下，优选地设置为，滚球杠杆通过弹簧元件支撑在壳体上，使得滚球杠杆到释放位置的移动由弹簧的弹簧力支撑，并且滚球杠杆到关闭位置的移动使弹簧张紧。这样，当冷凝物排放装置竖直地流通时，实现了滚球杠杆在关闭位置和释放位置的方向上的致动力大致相同，由此相应地简化了线性驱动器的控制或调节。

14、根据可替代的优选实施方式，驱动器被形成为轴向磁通马达，其中可移动驱动部件被形成为转子，并且静态驱动部件被形成为定子。这种轴向磁通马达基本上利用与线性驱动器相同的操作概念，但是不将运动转换为线性运动，而是转换成旋转运动。

15、转子优选地具有三个或更多个永磁体，特别地六个永磁体，这些永磁体特别地距转子的旋转轴线等距地且在周向方向上彼此均匀地间隔开。通过这种方式，可以传递足够的操作力，并且还实现了控制轴向磁通马达的良好能力。

16、根据优选实施方式，定子具有三个或更多个线圈，特别地六个线圈，这些线圈被构造为产生用于驱动转子的磁场，其中特别地线圈距转子的旋转轴线的距离与磁体相同，特别地线圈中的至少一个，特别是所有线圈都具有用于增强磁场的铁磁芯。通过形成具有三个或更多个、特别是六个线圈的定子，使得从定子到转子的可靠的力传递成为可能。此外，通过铁磁芯进行磁场的增强。

17、本发明的进一步改进在于，转子容纳在内部空间的壳体壁的内侧上，并且其中定子布置在壳体壁的外侧上。这样，实现了转子与定子的密封地隔离，从而可靠地避免了蒸汽从壳体中逸出。可移动部件不需要通过壳体开口进行引导，从而总体上显著降低了泄漏风险。

18、根据优选实施方式，转子以可旋转固定的方式连接至主轴，其中主轴以可旋转移动的方式安装在壳体上。本发明的进一步改进在于，阀体被形成为具有孔槽的圆盘，该圆盘可围绕旋转轴线旋转，其中通过使圆盘旋转到释放位置，使孔槽与流通道重叠，使得与出口的流体输导连接被释放，以及圆盘通过盘旋转到关闭位置来阻挡与出口的流体输导连接。根据优选实施方式，主轴具有主轴滑动件，该主轴滑动件经由致动部联接至圆盘，使得主轴滑动件沿着主轴的轴向运动引起圆盘到释放位置和关闭位置的旋转。

19、根据优选的进一步改进，致动部可枢转地安装在远离主轴滑动件的端部上，其中圆盘具有凸轮，该凸轮在致动部的凹槽中被可移动地引导，使得致动部的枢转运动引起圆盘的旋转。根据优选实施方式，圆盘是上圆盘，其中下圆盘布置在上圆盘下方，下圆盘用作上圆盘的旋转支承件，其中特别地，上圆盘通过弹簧元件推抵下圆盘。这样，由于一个布置在另一个的顶部的两个圆盘的形成，实现了致动阻力的减小。至少一个圆盘或特别是两个圆盘分别由陶瓷材料制成。由此再次对摩擦行为和磨损产生了积极的影响。

20、根据可替代的进一步优选改进，阀体被形成为阀销，阀销可旋转地容纳在阀套上，并且其中阀销具有出口凹槽，出口凹槽在处于释放位置时与形成于阀套中的孔开口流体输导连接，并释放通过阀的流体流，并且出口凹槽在处于关闭位置时阻挡通过阀的流体流，其中阀体可以特别地另外地被带到中间位置，在该中间位置，出口凹槽至少部分地与孔开口流体输导连接。

21、本发明的进一步改进在于，阀销连接至杠杆，并且其中杠杆连接至滑动件，使得滑动件的平移运动使阀销从释放位置旋转地移动到阻挡位置，反之亦然。这样，滑动件的平移运动转变为用于致动阀销的旋转运动。

22、根据优选实施方式，冷凝物排放装置具有传感器设备，其用于检测流体和/或冷凝物排放装置的至少一个操作状态，并且用于提供代表所述至少一个操作状态的至少一个信号。冷凝物排放装置优选地还具有控制设备，该控制设备被形成为接收所述至少一个信号，并且向用于移动阀体的驱动设备输出控制信号和/或向更高级的控制器输出控制信号。传感器设备和/或控制设备可以直接分配至冷凝物排放装置或者可以是冷凝物排放装置的一部分或者也可以可替代地形成为联接至冷凝物排放装置的单独的部件。通过冷凝物排放装置的该方面，以有利的方式实现了传感器设备所提供的用于控制驱动设备(因此特别地，电磁或磁力作用驱动器或电磁驱动器)的信号的传递，因此以有利的方式实现了一种系统，该系统从控制相关方面而言是自主的，并且基于传感器设备所测量的且用于致动驱动器以控制和移动阀体的值。与例如浮动式冷凝物排放装置相比，这具有进一步的优点，例如，传感器数据可以在例如具有高比例的数字技术的集成控制系统中进行检测、进一步处理、评估并且用于控制冷凝物排放装置。

23、本发明的进一步改进在于，传感器设备具有形成在壳体上的用于检测流体液位的液位电极，其中液位电极优选地在处于操作位置时基本上竖直地延伸，并且被构造为用于感测壳体中的流体液位。

24、传感器设备优选地具有霍尔(hall)传感器，霍尔传感器被构造为感测滑动件和/或转子的位置，并且特别地根据滑动件和/或转子的位置确定阀位置。

25、传感器设备优选是容纳在壳体中的压力传感器和/或温度传感器。

26、本发明的进一步改进在于，控制设备以有线或无线方式连接至传感器以输导信号，其中控制设备被构造为控制驱动设备，使得驱动设备根据至少一个传感器的测量值将阀体移动到关闭位置或释放位置。控制设备优选地还被构造为将阀体移动到关闭位置和释放位置之间的中间位置。

27、本发明的进一步改进在于，珀尔帖(peltier)元件布置在壳体上，特别是在驱动设备上，该珀尔帖元件被构造为由壳体的壳体温度与环境温度之间的温差产生电能，和/或其中冷凝物排放装置具有外部能源供应。这样，可以从外部能源为冷凝物排放装置提供能量，或者利用珀尔帖效应自行产生能量。本发明进一步改进在于，珀尔帖元件连接至驱动设备和/或控制设备，其中通过珀尔帖元件产生的电能用于操作驱动设备和/或控制设备。

28、控制设备优选地具有数据接口，该数据接口被构造为从有线或无线网络接收数据和/或向有线或无线网络发送数据，其中数据至少具有以下中的一种：至少一个传感器的测量值、作为阀位置的指示的滑动件或转子的位置、用于控制驱动设备的控制数据。这样，就可以通过外部控制器分别控制驱动设备或冷凝物排放装置，并将相应的测量值(例如流体液位、压力、温度、滑动件或转子的位置)传输到对应的数据网络。数据优选存储在云端或从云端传输到冷凝物排放装置。例如，因此可以通过根据本发明的冷凝物排放装置有利地检测和评估与化学、能源技术或其他工业设施相关的数据。

29、上面已经参考冷凝物排放装置描述了本发明。在另一方面，本发明涉及用于排放冷凝物的方法，特别是通过使用根据上述示例性实施方式中的至少一个的冷凝物排放装置排放冷凝物的方法。关于该方法，本发明通过以下步骤解决上述目的：感测测量值，该测量值指示冷凝物排放装置的壳体内部空间内的流体液位，控制驱动设备，使得驱动设备根据所述测量值将冷凝物排放装置的阀体移动到关闭位置或释放位置。

30、该方法利用了与根据本发明的冷凝物排放装置相同的优点和优选实施方式，反之亦然。在这方面，请参考上文的陈述，并将其内容包括在此。