专利名称：用于光纤冷却剂气回收和再循环的设备和方法
技术领域：
本发明一般涉及一冷却剂回收和再循环的设备。一方面，本发明涉及一与热交换器相关连的氦气的回收和再循环的设备。
背景技术：
在光纤的生产中，专门用来制造光纤的玻璃棒或“预型件”在一光纤拉拔系统内进行加工。光纤拉拔系统一般包括一熔炉、一热交换器、一涂层敷贴器、一烘干或固化炉以及一诸如欧洲专利申请No.0079188所示的一卷筒。最初，玻璃棒在熔炉内被熔化，这样，产生一细小、半液态的纤维。接着，当半液态纤维流过空气和热交换器时，被冷却和固化。此后，冷却的、固化的纤维可在涂层敷贴器内涂覆，在固化炉或烘干器内烘干，并拉拔在卷筒内。
光纤拉拔的控制率一般取决于光纤在热交换器内的冷却率。就是说，纤维可拉制的速率随纤维可被冷却的速率的增长而增长。为了增加光纤的冷却速率，可使用一直接热交换过程。在直接热交换过程中，将一冷却剂气(例如，氦气、氮气、氦气—氮气混合气、氦气—空气混合气、氦气—氩气混合气、氦气—氢气混合气、氦气—惰性气体的混合气以及诸如此类的气体)引入到冷却剂气直接地交汇并冷却半液态纤维的热交换器中。
通常，热交换器包括具有用于接纳和排出光纤的端部开口(例如，一纤维入口和一纤维出口)的一通道(例如，一般为一圆柱形结构)，一个或多个用来接受冷却剂气体的冷却剂气入口，一个或多个用来排出冷却剂气的冷却剂气出口。通道一般从邻近热交换器顶部的一端部开口延伸至邻近热交换器底部的另一端部开口。这样，通道提供一光纤能通过其中的一通路。冷却剂气入口(或诸入口)可引导冷却剂气进入通道内，而冷却剂气出口(或诸出口)可从通道排出冷却剂气。在一传统的系统内，冷却剂气流入热交换器内的速率由测量阀和流量表操纵和/或控制。
如果从一般接近出口的热交换器回收任何用过的冷却剂气，则回收的冷却剂气一般携带和/或夹带杂质、碎屑等(统称为“污染物质”)。典型的污染物质包括气体(例如氮气、氧气、氩气以及其它大气中的气体)、微粒物质(例如，灰尘)以及水分。这些污染物质可渗入通道、热交换器的冷却剂气入口和/或冷却剂气出口。污染物质在回收的冷却剂气内收集和增加浓度。回收的冷却剂气内的污染物质的量和/或浓度会限制和/或约束可回收和重复使用的冷却剂气的量。
为了减少在回收的冷却剂气内污染物质的量和/或浓度，已经提出多种用来去污和/或纯化冷却剂气的方法。通常使用冷却剂气纯化设备、系统和/或方法。这种净化设备和/或方法旨在从回收的冷却剂气中除去一些污染物质，这样，至少一部分回收的冷却剂气可再循环。然而，净化设备的使用在光纤制造过程中会产生相当大的花费。
遗憾的是，不使用一净化设备，回收的冷却剂气内包含的杂质量会有很多。由于力图再循环更多的回收冷却剂气，所以，其结果回收的冷却剂气内的污染物质浓度会增加。因此，可用来再循环的回收的冷却剂气的量在逐渐减少。
因此，要求有一种有效而不复杂的用来回收和再循环冷却剂气的设备和方法。

发明内容
一方面，本发明提供一回收和再循环含有污染物质的冷却剂气的方法。该方法包括提供一热交换器和一分析器，且热交换器和分析器可操作地相连。从热交换器回收含有污染物质的冷却剂气，并且将回收的冷却剂气的分析部分输送到分析器。此后，回收的冷却剂气的分析部分由分析器分析，以确定回收的冷却剂气的状况。接着，根据状况，回收的冷却剂气的再生部分与新鲜的冷却剂气混合，以产生具有预定污染物质浓度的气体冷却剂混合气。气体冷却剂混合气被引入热交换器内，以再循环至少一部分回收的冷却剂气。
在一实施例中，使用一回收和再生含有污染物质的冷却剂气的方法。该方法包括提供一热交换器和一分析器，且热交换器和分析器可操作地相连。从热交换器回收含有污染物质的冷却剂气，并且将回收的冷却剂气的分析部分输送到分析器。此后，回收的冷却剂气的分析部分由分析器分析，以确定回收的冷却剂气的状况。接着，根据状况，回收的冷却剂气的再生部分与新鲜的冷却剂气混合，以产生具有预定污染物质浓度的气体冷却剂混合气。气体冷却剂混合气被引入热交换器内，以再循环至少一部分回收的冷却剂气。在该实施例中，与回收的冷却剂气不同，再生的回收的冷却剂气进行再循环。
在另一实施例中，介绍一种控制提供给热交换器的气体冷却剂混合气内的污染物质浓度的方法。该方法包括提供一热交换器和一分析器，且热交换器和分析器可操作地相连。从热交换器回收含有污染物质的冷却剂气，并且将回收的冷却剂气的分析部分输送到分析器。此后，回收的冷却剂气的分析部分由分析器分析，以确定回收的冷却剂气内的污染物质的浓度。接着，根据污染物质的浓度，回收的冷却剂气的再生部分与新鲜的冷却剂气混合，以产生气体冷却剂混合气。通过将气体冷却剂混合气引入热交换器内，再循环回收的冷却剂气的再生部分，这样，可控制提供给热交换器的气体冷却剂混合气内的污染物质浓度。
另一方面，本发明提供一供热交换器使用的设备。该设备包括一冷却剂气回收部分、一分析部分以及一冷却剂气混合部分。冷却剂气回收部分用来从热交换器回收含有污染物质的冷却剂气。分析部分可操作，以监控回收的冷却剂气的状况。与冷却剂气回收部分和分析部分可操作地相连的冷却剂气混合部分可根据回收的冷却剂气的状况进行操作，以从新鲜的冷却剂气和回收的冷却剂气的再生部分中，产生具有预定污染物质浓度的气体冷却剂混合气。
在一实施例中，公开了一用来从热交换器回收含有污染物质的冷却剂气并再循环至少一部分回收的冷却剂气的设备。该设备包括一泵，其可操作地从热交换器回收冷却剂气，并传输回收的冷却剂气通过该设备，和一分析器，其进行操作以监控回收的冷却剂气的状况。设备还包括一第一质量流量控制器，其可操作地通过将回收的冷却剂气的再生部分传输至一混合点，来再生一部分回收的冷却剂气，一第二质量流量控制器，其可操作地提供一新鲜的冷却气至混合点，以及一第三质量流量控制器，其可操作地保持通过设备的回收的冷却剂气的流量。这样，设备可根据回收的冷却剂气的状况，可操作地从新鲜的冷却剂气和回收的冷却剂气的再生部分中产生一气体冷却剂混合气。因而，当气体冷却剂混合气被引入到热交换器内时，气体冷却剂混合气具有一预定的污染物质浓度。
还有一方面，本发明提供一冷却剂气回收系统，其包括用来冷却热的光纤的冷却剂气、一热交换器、一用来泵送和抽吸冷却剂气通过系统的泵、一用来监控冷却剂气内杂质浓度的分析器、用来根据监测的杂质浓度来控制冷却剂气内杂质的浓度的一第一质量流动控制器和一第二质量流动控制器，以及一第三质量流动控制器，其提供一密封至使用冷却剂气的热交换器，以及保持冷却剂气的恒定流动以确保泵的连续操作。
热交换器包括一光纤入口、一光纤出口、一通道、一个或多个冷却剂气入口以及一个或多个冷却剂气出口。光纤入口适于接收热的光纤至热交换器内，而光纤出口适于从热交换器排出热的光纤。通道在光纤入口和光纤出口之间延伸，且适于在其间通过热的光纤。冷却剂气入口用来引导冷却剂气进入到通道内，而冷却剂气出口用来从通道排出冷却剂气。
附图的简要说明本发明的诸实施例将参照附图予以公开，附图仅起示例性目的。本发明不限于附图所示的其结构细节的应用，或者部件的设置。本发明能用于其它实施例中，或以其它各种方法实践或应用。附图中类似的标号用来指示类似的部件。


图1示出按照本发明一方面的冷却剂气回收和再循环系统的一实施例的示意性流程图；图2示出一可在图1的系统内使用的热交换器；图3示出一详细说明回收的冷却剂气的最佳流量的图表，其实现冷却剂气回收最大化，而同时使图1的系统使用的回收的冷却剂气内的污染物质最小化。
具体实施例方式
设备的各种物件(诸如，配件、阀、安装台座、管道、布线等等)已被省略以简化描述。然而，这种传统的设备及其用途已为那些在本技术领域内的熟练人士知晓并可按要求使用。此外，虽然本发明下面在回收和再循环冷却剂气方面进行描述，但是本发明能够用于且适于许多不同的回收和/或再循环的设备和工艺过程。
参照图1，图中示出用来回收和再循环冷却剂气(诸如，氦气、氮气、氦气-氮气混合气、氦气-空气混合气以及诸如此类气体)的一系统10。系统10包括彼此可操作地相连的热交换器12、冷却剂气回收部分14、分析部分16以及冷却剂气混合部分18。
如图2中详细地示出的热交换器12可包括在本技术领域内业已知晓的、能够接受、接纳和/或处理热的光纤、半液态纤维等的多种热交换器(例如，直接热交换或类似的设备)。如图2所示，热交换器12包括冷却剂气入口20、冷却剂气出口22、通道24以及端部开口26(例如，光纤入口和光纤出口)。尽管热交换器12可包括一个或多个冷却剂气入口20和一个或多个冷却剂气出口22，但是为了示意的目的，在图2中仅示出单个冷却剂气入口和单个冷却剂气出口。
冷却剂气入口20构造为接受冷却剂气的传输和/或引入到热交换器12内，而冷却剂气出口22构造为移除、排出和/或允许冷却剂气从热交换器的回收。通道24可形成通过热交换器12并在热交换器两相对端28的开口26之间延伸。端部开口26构造为从热交换器12接收和排出热的光纤。因此，通道24和端部开口26为热的光纤提供贯穿热交换器12的一路径、走廊和/或路线。这样，冷却剂气可在冷却剂气入口20被引入热交换器12内，可流动通过或循环遍及通道24，并冷却热的光纤。此后，冷却剂气可在冷却剂气出口22从热交换器排出、汲取和/或回收。
通常，从热交换器12回收的冷却剂气包含污染物质，诸如，杂质、碎屑等(统称为“污染物质”)。这些污染物质一般包括气体(例如，氮气、氧气、氩气和其它在大气中存在的气体)、微粒物质(例如，灰尘)以及水分。然而，污染物质可包括除了冷却剂气之外的任何物质，并可以变化的量和变化的浓度存在于回收的冷却剂气内。
与回收的冷却剂气相比，“新鲜的”冷却剂气是含有极少量污染物质(如果有的话)的冷却剂气。新鲜的冷却剂气(例如，工业级的新鲜的冷却剂气)一般含有不超过约占体积百分之0.005的污染物质。
回头参照图1，冷却剂气回收部分14包括泵30、回收管路32以及可选择的孔口34或一类似分离连接设备和/或限流器。泵30可操作地产生系统10内的负压和正压。例如，泵30可产生或建立在回收管路32a和32b内的负压，这样，在热交换器12内的冷却剂气可从热交换器汲取并回收。同样地，泵30可产生或建立系统10内一个或多个管路(即，32c，32d和32e)内和任何处的正压，这样，冷却剂气可被推动或流动通过整个系统。任何能产生如上所述的负压和/或正压的泵可用作为泵30。
因为泵30可操作地产生负压和正压，所以在系统10内不需要另外的泵、压缩机等。由泵30产生的正压水平和/或量可根据流动通过系统10的冷却剂气的量和/或系统的部件提供的限流而确定。
孔口34设置在系统10和冷却剂气回收部分14内，这样，孔口可使热交换器12与泵30分离。孔口34还能控制和/或减少热交换器12内压差的作用。当泵操作而在系统10内产生正压和负压时，泵30产生这些压差。如果不控制，压差(即，压力波动)会引起不理想的光纤振动。不需要的光纤维振动会不利地影响纤维拉拔过程中产生的光纤的质量。
分析部分16包括一分析器36和分析管路38。分析器36可包括一个或多个在本技术领域内业已知晓的多种分析器或监控器，诸如，氧气分析器、氦气分析器、氮气分析器、水分分析器等。分析器36可通过回收管路32和分析管路38与热交换器相连，这样，分析器可操作地监控从热交换器汲取的回收的冷却剂气(或回收的冷却剂气的一分析部分)的状况。可监控的回收的冷却剂气的状况包括但不限于，在回收的冷却剂气中，氧气的量和/或浓度，氦气的量和/或浓度，氮气的量和/或浓度，其它惰性气体的量和/或浓度以及水分的量。
较佳地，分析器36与控制系统37可操作地相连。控制系统37可操作地传送和/或输送由分析器监控的状况至系统10的一个或多个部件(例如，质量流量控制器、流量控制器、阀等)。控制系统37还可根据对于流率和其它操作参数监控的、传送的和/或输送的状况，可操作地指令和/或控制一个或多个质量流量控制器。
冷却剂气混合部分18包括流量或质量流量控制器40和42、新鲜冷却剂气管路44、再生管路46和混合管路48。质量流量控制器40可操作地允许或限制回收的冷却剂气的流动。更详细地说，回收的冷却剂气可被选择地允许通过质量流量控制器40，并至回收的冷却剂气“再生”的再生管路46内。再生的冷却剂气然后可流动通过再生管路46至混合点50。
质量流量控制器42可操作地允许或限制新鲜冷却剂气的流动。更详细地说，新鲜的冷却剂气可被允许通过质量流量控制器42，并进入到新鲜管路44内。新鲜冷却剂气然后可流动通过新鲜管路44至混合点50。
如图1所示，混合点50出现在新鲜管路44、回收管路46和混和管路48的相交点。在混合点50，回收冷却剂气和新鲜冷却剂气可混合一起以产生预定的和/或要求的纯度的一混合气和/或冷却剂气的混合。换而言之，可产生冷却剂气的混合，以使混合气具有一预定的、已知的和/或要求的污染物质浓度(统称为“预定污染物质浓度”)。
一般地，混合冷却剂气的预定污染物质浓度小于占混合冷却剂气体积约百分之五的污染物质。相对地，由系统10再循环的冷却剂气具有一占混合冷却剂气体积约百分之九十五至约百分之九十九(约95％至99％)的冷却剂气浓度(即，纯度)。在较佳的实施例中，可由使用者设置混合冷却剂气内的预定的污染物质浓度和冷却剂气浓度。
在一实施例中，预定的污染物质浓度可通过选择性地操作质量流量控制器40和42来实现，以适当的比例混合再生的冷却剂气和新鲜冷却剂气的变化的量。因为一般已知新鲜冷却剂气内的污染物质的浓度且分析器可确定回收的冷却剂气内污染物质的浓度，所以可使用这种“混合”方法来产生混合冷却剂气。
一旦混合的冷却剂气在混合点50产生，混合的冷却剂气通过混和管路48以引入到热交换器12内。这样，混合的冷却剂气，更详细地说，回收的冷却剂气的再生部分被“再循环”。热交换器可使用再循环的冷却剂气来冷却前述的热的光纤，因为包括冷却剂气的再生部分的混合的冷却剂气被再循环和/或重复使用，所以达到一显著的成本节约。
在较佳的实施例中，系统10还包括旁路通道部分52。旁路通道部分52包括质量流量控制器54和一个或多个密封管路56a-b。质量流量控制器54可操作地允许或限制回收的冷却剂气流动通过密封管路56a。回收的冷却剂气可流过分析器36、分析管路38和密封管路56a-b直至通过热交换器12的近端28，这样，形成密封58a-b。密封58a-b可包括，例如，一传统的气体密封。这样，旁路部分52可抑制和/或阻止不理想的冷却剂气从热交换器12的通道24内逃逸，如此，利用回收的冷却剂气的一部分。
在一示范性的实施例中，密封58a-b包括诸如那些在公共拥有的、未决的、于2001年11月30日提交的、系列号No.09/998，288、题为“盖帽组件和光纤冷却工艺”的美国专利申请中所述的密封，且因此，本发明在描述中援引了该申请的内容和公开以作参考。
此外，旁路通道部分52和尤其是质量流量控制器54，可操作地保持通过系统10的回收的冷却剂气的至少一部分的恒定流动。恒定量流动的结果确保泵30持续性地操作。随着持续性地操作泵30，可保持由泵30产生的输送回收的、再生的以及混合的冷却剂气通过系统10的正压。通过保持系统10内的正压，可减少“滞后时间”。如这里所使用的，滞后时间基本上是回收的冷却剂气前进通过系统10(例如，通过管路32d和38达到分析器36)过程中的时间流逝的量。
当在系统10内转移和/或变换冷却剂气从管路至管路(例如，56和46)的流动时，滞后时间通常不要求注意和/或经历。例如，当质量流量控制器54限制回收的冷却剂气的一部分流量进入密封管路56a时，以及质量流量控制器40同步地允许回收的冷却剂气的一部分的增长的流量通过再生管路46，可能会期望滞后时间。然而，因为泵30已持续性地操作，所以不必要建立一正压来转移和/或变换回收的冷却剂气。因此，已进入密封管路56a的回收的冷却剂气的部分可被快速地转移到再生管路46。当连续地和/或持续性地操作泵导致不允许大致上耗散系统10内的正压时，可减少滞后时间。
有利地是，旁路通道部分52还可抑制和/或阻止由以一增加的回收的冷却剂气的浓度减少回收的冷却剂气的流量引起的在质量流量控制器40上游的污染物质的积聚。
在操作中，通过操作泵30从热交换器汲取(即，回收)含有污染物质的冷却剂气。回收的冷却剂气进入回收管路32a，并流动通过孔口34、回收管路32b、泵30以及回收管路32c。当前进通过回收管路32c时，含有污染物质的冷却剂气被转移和/分离，这样，至少一部分冷却剂气流动通过回收管路32d，而其它部分流动通过回收管路32e。
流动通过回收管路32d的回收的冷却剂气的部分中的一分析部分，进入分析管路38，并引入到分析器36，且一部分通过质量流量控制器54。较佳地，通过每一分析器36和质量流量控制器54的回收的冷却剂气的诸部分的流量是常量或基本是常量，而通过回收管路32e和质量流量控制器40的回收的冷却剂气的流量是变量。
由泵30产生的正压可直接地联系和/或取决于回收的冷却剂气通过分析器36和质量流量控制器40和54的流量的组合。换而言之，泵30根据由分析器36和质量流量控制器40和54产生的流量限制的总和，可进行操作以产生按照需要的或多或少的正压。
在回收的冷却剂气已被隔开后，操作分析器36以监控回收的冷却剂气的分析部分的状况，这样，可确定回收的冷却剂气内污染物质的浓度。此后，分析器36和/或控制系统37传输和/或输送浓度信息至一个或多个质量流量控制器40，42和54。如有需要，分析器36和/或控制系统37还可指令和/或控制一个或多个质量流量控制器40，42和54，以操纵回收的冷却剂气的流动。
利用分析器36已确定回收的冷却剂气的污染物质浓度，并已知新鲜冷却剂气内污染物质的浓度，便可启动和/或操作质量流量控制器40和42。当质量流量控制器42被启动时，一新鲜的冷却剂气量行进通过新鲜冷却剂气管路44并被输送至混合点50。同样地，当质量流量控制器40被启动时，一回收的冷却剂气量允许通过质量流量控制器，这样，该回收的冷却剂气量被再生。再生的冷却剂气行进通过再生路线46，并也输送到混合点50。
在混合点50，再生的冷却剂气和新鲜的冷却剂气混合和/或混和一起，以产生含有预定的污染物质浓度或冷却剂气纯度的混合的冷却剂气(即，气体冷却剂混合气)。这样，冷却剂气的质量(即，污染物质的浓度或纯度)，与冷却剂气的数量(即，流率)相比，可由系统10，特别是质量流量控制器40和42操纵和/或控制。
在以预定的浓度产生混合的冷却剂气之后，混合的冷却剂气通过混和管路48直至在泵30的正压下进入热交换器12。这样，混合的冷却剂气，更确切地说再生的回收的冷却剂气，通过再一次利用或使用热交换器12内的混合的冷却剂气和/或回收的冷却剂气而被“再循环”，以冷却光纤。
当使用系统10再循环冷却剂气时，混合的冷却剂气的浓度可预定，并且热交换器内混合的冷却剂气的流率可大致上保持常量。例如，如果回收的冷却剂气含有一相对高的污染物质浓度，那么少量的回收的冷却剂气和大量的新鲜冷却剂气混合在一起，以产生具有要求的污染物质水平的混合气。相反地，如果回收的冷却剂气含有一相对低的污染物质浓度，那么大量的回收的冷却剂气和少量的新鲜冷却剂气混合在一起，以产生具有要求的污染物质水平的混合气。
此外，因为回收和再生冷却剂气的诸步骤可在系统10内重复地进行，应该着重指出的是，再生冷却剂气的流量越低，夹带在回收的冷却剂气内的污染物质的浓度也越低。
同样地，当含有预定污染物质浓度的混合的冷却剂气产生时，不管再生的冷却剂气与新鲜冷却剂气的比率如何，进入到热交换器12内的混合冷却剂气的流率可保持相同或大致上相同。这样，进入到热交换器12内的混合冷却剂气的流率不依赖于回收的或再生的冷却剂气内的污染物质浓度。
较佳地，再生和用来产生混合的冷却剂气的回收的冷却剂气的量进行优化，以确保最大的回收冷却剂气量进行再生和再循环。在一实施例中，可通过求解一流量和浓度方程组来实现最优化。下面参照图1来描述这种最优化。
首先，回收的冷却剂气的杂质浓度yr由分析器36确定。接着，质量流量控制器42接收流速fv和具有yv杂质浓度流动的新鲜冷却剂气，而质量流量控制器40接收流速fr和具有yr杂质浓度流动的回收的冷却剂气。操作混合部分，这样，产生具有fp流率和yp杂质的混合的冷却剂气。混合的冷却剂气流率fp可通过以下方程式决定fp＝fv+fr(1)而混合的冷却剂气的杂质浓度yp通过以下方程式得出ypfp＝yvfv+yrfr(2)具有或已知要求的fp和yp的值，并用分析器36确定yr，并已知新鲜冷却剂气内杂质浓度yv，fr和fv都可使用混合冷却剂气的流量和杂质浓度方程式(1)和(2)求得。结果，按照下面的方程式，通过控制回收的冷却剂气流速fr和新鲜冷却剂气流速rv，可达到在要求浓度yp上的流速fpfr(yr)=fpyp-yvyr-yv]]>fv(yr)=fpyr-ypyr-yv]]>因为，当fs小于fr时，发现回收的冷却剂气的杂质浓度yr依赖于回收管路32a内的抽吸流量fs，所以，通过引入100％纯净(例如，基本上没有或缺少污染物质)的新鲜冷却剂气进入到热交换器12内，可直接地确定yr对fs的依赖关系，这样yp＝yv＝0接着，回收的冷却剂气的得出的杂质浓度yr可对变化的fs值求得，这样yro＝yro(fs)接着，回收的冷却剂气的杂质浓度yr满足yr(fs)＝yp+(1-yp)yro(fs)参照图3，图中示出yr(fs)和fr(yr)的相关性。在最大回收流率处，满足以下各方程式yr(fs)＝yp+(1-yp)yro(fs)fr(yr)=fpyp-yvyr-yv]]>因此，当求解出以上的方程式时，最优的回收的气体流率fropt以及杂质浓度yropt出现在两曲线的交点上。这样，可达到在最优浓度下的最优的回收的气体流率。
在使用时，系统10可提供许多优点。例如，系统10可持续地保持一增加的或提高的冷却剂气回收率，并通过减少吸取流率可减少在回收的冷却剂气内的污染物质。此外，系统10可保证和/或促进在常量浓度下的冷却剂气的常量流率fp。换而言之，一般来说在仅有的新鲜气体和混合气体之间没有“套接(toggling)”。另外，系统10的使用可避免对变速泵、鼓风机或其它用来控制抽吸压力的装置的需要。系统10不要求为了控制光纤冷却处理的冷却剂气的通风，并无需采取压力或真空测量。特别地，不需要添加不必要或额外的设备到系统10，或者在系统10内使用，即可实现每一个这些优点。
尽管以一步一步的顺序描述了任何方法，但不强制特别的编年的次序来完成动作或步骤。此外，可在描述的内容和附后的权利要求书的范围内，构思和考虑动作或步骤的去除、修正、重新布置、组合、重新排序等。
尽管本发明按照较佳的实施例作了描述，但是应该认识到，除了那些明白地阐述的实例之外，等同物、替代物以及改型均是可能的，且应在附后的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一回收和再循环含有污染物质的冷却剂气的方法，该方法包括提供一热交换器和一分析器，热交换器和分析器可操作地相连；从热交换器回收含有污染物质的冷却剂气；输送回收的冷却剂气的分析部分至分析器；由分析器分析回收的冷却剂气的分析部分，以确定回收的冷却剂气的状况；根据状况，回收的冷却剂气的再生部分与新鲜的冷却剂气混合，以产生具有预定污染物质浓度的气体冷却剂混合气；以及将气体冷却剂混合气引入热交换器内，这样，可再循环至少一部分回收的冷却剂气。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括在回收步骤之前，引入新鲜冷却剂气至热交换器内的一步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供回收的冷却剂气的分析部分至与热交换器相连的密封。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供一控制系统，控制系统与分析器相连，并可操作地控制混合。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，回收的冷却剂气的分析部分以一常量流率通过分析器，且气体冷却剂混合气以一常量流率引入热交换器内。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供用来控制引入热交换器内的污染物质量的设备。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供用来控制在气体冷却剂混合气内的污染物质浓度以及用来控制引入到热交换器内的气体冷却剂混合气内的污染物质浓度的设备。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括将回收的冷却剂气分成包括回收的冷却剂气的分析部分的回收的冷却剂气的一部分和回收的冷却剂气的再生部分。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，气体冷却剂混合气的预定的污染物质浓度由使用者设置。
10.一种如权利要求1至9任何一项所述的、用来从热交换器回收含有污染物质的冷却剂气并再循环至少一部分回收的冷却剂气的设备，该设备包括一泵，其可操作地从热交换器回收冷却剂气，并传输回收的冷却剂气通过设备；一分析器，其可操作地监控回收的冷却剂气的状况；一第一质量流量控制器，其可操作地通过将回收的冷却剂气的再生部分传输至一混合点，来再生一部分回收的冷却剂气；一第二质量流量控制器，其可操作地提供新鲜的冷却剂气至混合点；一第三质量流量控制器，其可操作地保持通过设备的回收的冷却剂气的流量；其中，设备根据回收的冷却剂气的状况，可操作地从新鲜的冷却剂气和回收的冷却剂气的再生部分产生一气体冷却剂混合气，这样，当气体冷却剂混合气被引入到热交换器内时，气体冷却剂混合气具有一预定的污染物质浓度。
11.如权利要求1至9任一项所述的冷却剂气回收系统，其包括用来冷却热的光纤的冷却剂气；一热交换器，其包括一光纤入口，其适于接收热的光纤至热交换器内；一光纤出口，其适于从热交换器排出热的光纤；一通道，其在光纤入口和光纤出口之间延伸，通道适于在其间通过热的光纤；一个或多个冷却剂气入口，其用来引导冷却剂气至通道内；以及一个或多个冷却剂气出口，其用来从通道排出冷却剂气；一用来泵送和抽吸冷却剂气通过系统的泵；一用来监控冷却剂气内杂质浓度的分析器；一第一质量流动控制器和一第二质量流动控制器，它们用来根据监测的杂质浓度来控制冷却剂气内的杂质的浓度；以及一第三质量流动控制器，其用来提供一密封至使用冷却剂气的热交换器，并用来保持冷却剂气的恒定流量，以确保泵的连续操作。
全文摘要
一种用于从热交换器回收和再循环冷却剂气的设备和方法。该设备包括一冷却剂气回收部分、一分析部分以及一冷却剂气混合部分。冷却剂气回收部分从热交换器回收含有污染物质的冷却剂气。分析部分监控回收的冷却剂气的分析部分的状况。冷却剂气混合部分根据由分析部分监控的回收的冷却剂气的状况，可操作地产生包含新鲜冷却剂气和含有至少一部分回收的冷却剂气的再生的冷却剂气的一混合的冷却剂气。混合的冷却剂气具有预定的污染物质浓度，并再循环入热交换器内。这样，不使用一净化设备，冷却剂气可以预定的污染物质浓度从热交换器回收和再循环至热交换器。
文档编号G01N1/00GK1488594SQ0315777
公开日2004年4月14日 申请日期2003年8月28日 优先权日2002年8月28日
发明者I·沙德利特斯基, A·米克, 吕亚平, I 沙德利特斯基 申请人:波克股份有限公司