CN101694351B

CN101694351B - 一种智能工业循环水冷系统

Info

Publication number: CN101694351B
Application number: CN2009101743231A
Authority: CN
Inventors: 李镇江; 孙矿; 孟阿兰
Original assignee: Qingdao University of Science and Technology
Current assignee: Qingdao University of Science and Technology
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2029-09-07
Also published as: CN101694351A

Abstract

本发明涉及一种智能工业循环水冷系统，适用于工业生产线、高温炉等各类需循环水冷系统的设备。本发明公开了一种停电零耗时自动切换备用水，自动补偿消耗水，循环水温、水位可控，且体积大大缩小的循环水冷系统，包括二位二通电磁阀、压力计、热电阻、液位传感器、单向阀、循环水泵等。二位二通电磁阀与备用水管相连，液位传感器、热电阻位于循环水箱中，过滤器、循环水泵与单向阀连接与二位二通电磁阀并联对各管道进行供水；循环水箱设有溢水管，水位由液位传感器控制，消耗水由常闭型电磁阀控制补充，水温由热电阻监测，停电时常开型电磁阀自动切换备用水。本发明科学合理，结构简单可靠，可节约能源，提高工业循环水冷系统的稳定性与安全性。

Description

一种智能工业循环水冷系统

技术领域

本发明涉及一种智能工业循环水冷系统，适用于工业生产中的生产线、高温炉等各类需循环水冷系统的设备。

技术背景

目前工业生产中使用的循环水冷系统主要用于设备或元件的降温，通过流动的水带走多余的热量，避免工件温度升高而引起失效，从而避免事故发生。为确保循环水的散热，循环水池一般较大，随着循环水的消耗，为补偿循环水消耗，一般设有补偿水泵，目前工业生产中的循环水补偿水泵大都为全天候运行，浪费了大量电力、水力资源。在停电时或循环水泵发生故障时，通过人工手动切换到备用水，从而保证设备正常冷却，避免事故发生。专利号为01126332.6、名称为“工频自动恒压供水系统”，专利号为200510200336.3、名称为“循环水泵房的控制方法及设备”，专利号为200710056846.7、名称为“智能全自动供水系统”这项专利的主要缺陷是：没有配备备用水系统，停电时，循环水泵将全部停止工作，无法进行供水。专利号为97216674.2、名称为“可供多台设备的安全循环水装置”，系统为避免主水泵发生机械故障，设置了备用水泵，但系统停电时备用水泵仍不能进行供水工作。在实际工业环境中，高温设备可能会由于无循环水冷却或备用水切换不及时而产生损坏，对生产环境及操作者的人生安全造成威胁，增加了此类事故产生的隐患。因此，必须将工业循环水供水系统与备用水供水系统有机结合起来，且在系统停电时短时自动切换备用水，以保障设备安全以及操作者的人身安全，尽可能减少事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种停电自动切换备用水，自动补偿消耗水，循环水温、水位可监控，且体积大大缩小的智能工业循环水冷系统，可实现停电零耗时切换备用水，解决了由于人为原因造成的切换备用水的不及时而造成事故发生，保证设备及操作环境安全，同时，可节约大量电力、水力资源。

本发明的技术方案是：包括常闭型二位二通电磁阀、常开型二位二通电磁阀、压力计、热电阻、液位传感器、单向阀、循环水泵、截止阀等，常闭型二位二通电磁阀与常开型二位二通电磁阀并联后再与备用水管相连，液位传感器、热电阻位于循环水箱中，过滤器、循环水泵与单向阀连接后再与常开型二位二通电磁阀并联对各管道进行供水；在循环水箱一侧设有溢水口，溢水口与外界排水槽连接。

本发明中由常开型二位二通电磁阀实现切换备用水，当供电正常时，常开型二位二通电磁阀位于关位，当电力中断或循环水泵停止工作时，二位二通电磁阀立即由关位变为开位，备用水进入各管道进行工作；压力计显示循环水压力，调节各截止阀的大小可调节供水压力；常闭型二位二通电磁阀补充循环水消耗，循环水箱水位降到液位传感器设定的下限值即水箱容积80％的液面时，常闭型二位二通电磁阀打开，备用水进入循环水箱，水位到达液位传感器设定的上限值即水箱容积95％的液面时，常闭型二位二通电磁阀关闭；热电阻与温控仪组成温度测量回路监控循环水温度，循环水温度过高时，常闭型二位二通电磁阀打开，备用水进入循环水箱进行混合换热冷却循环水，当水位高于溢水口高度(水箱容积98％的液面)时，水由溢水口流出。

本发明中的循环水箱由热水区与冷水区组成，并在水箱底部相通，循环水泵位于冷水区。循环水首先进入热水区，在水箱底部热水区与冷水区的水充分混合换热后进入冷水区。如此循环水可充分进行换热冷却，大大缩小了循环水箱的体积。

本发明科学合理，结构简单可靠，且可节约能源，提高工业循环水冷系统的稳定性与安全性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的工作原理图；

1-截止阀I、6-截止阀II、10-截止阀III、12-截止阀IV、13-截止阀V、14-截止阀VI、15-截止阀VII；2-二位二通电磁阀I；4-二位二通电磁阀II；3-液位传感器；5-热电阻；7-单向阀；8-循环水泵；9-过滤器；11-水压力计；16-晒水池；17-循环水箱；18-溢水口。

图2为本发明的控制原理示意图；

图3为本发明的循环水箱结构原理图；

1-热水区 2-上隔板 3-冷水区 4-液位显示器 5-溢水口 6、9-排污口 7-支座 8-下隔板。

图4为本发明采用的二位二通电磁阀I(2)结构图(常闭型)；

1-接线支座；2-阀体；3-固定支座

图5为本发明采用的二位二通电磁阀II(4)结构图(常开型)。

1-接线支座；2-阀体。

具体实施方式

以单台冷却设备的循环水供水系统为实施例，所采用的二位二通电磁阀I(常闭型)型号为VXD2140-04-5DZ1，二位二通电磁阀II(常开型)型号为：VXD2382-40-5DZ1，热电阻型号为：WZPK-PT100-306SA，温控仪型号为：SR4，控制系统中PLC型号为：CPM2A-40EDR，液位传感器型号为：DF-96D，单向阀型号为：H14W-20T，DN＝40，潜水泵型号为：QD10-26/2-1.5，压力计型号为：ISG221-031，备用水采用自来水或消防水。

如图1，循环水冷系统供电正常时，二位二通电磁阀I(常闭型)2位于关位，二位二通电磁阀II(常开型)4也位于关位，循环水泵8运行，循环水经过滤器9过滤后、经单向阀7、截止阀II(6)和截止阀III(10)，进入各个管道对设备各部位进行冷却，之后进入晒水池后流回循环水箱，如此循环进行。循环水压力由水压力计11显示，通过调节截止阀I(1)、截止阀II(6)、截止阀III(10)的大小调节水压至合适大小。

当系统停电时，循环水泵停止工作，二位二通电磁阀II(常开型)4由关位变为开位，备用水经截止阀I(1)、二位二通电磁阀II(常开型)4进入各个管道，以保证设备的冷却要求。当循环水泵发生故障停止工作时，二位二通电磁阀II(常开型)4打开，备用水进行工作。

随着循环水的消耗，循环水箱液面不断下降，循环水液位由液位传感器3监控，当液面低于设定值下限(水箱容积80％的液面)时，二位二通电磁阀I(常闭型)2打开，补充循环水，当液面高于设定值上限即水箱容积95％的液面时，二位二通电磁阀I(常闭型)2关闭。

热电偶5测量循环水温，当水温高于55℃，二位二通电磁阀I(常闭型)2打开，备用水进入水箱，对循环水箱中的水进行混合换热，当水温低于设定温度下限30℃时，二位二通电磁阀I(常闭型)2关闭。循环水箱中水位过高，高于溢水口的高度(水箱容积98％的液面)时，多余水由溢水口18流出。

如图3，经过设备换热后的水首先进入循环水箱的热水区1，由于上隔板2下隔板8的阻隔，在热水区水箱底部与冷水区3中的冷水进行混合热交换后进入冷水区3，然后进入位于冷水区的循环水泵进行工作。

Claims

1.一种智能工业循环水冷系统，该水冷系统具有停电可自动切换备用水，自动补偿消耗水，循环水温、水位可监控的功能，并且体积大大缩小，该智能工业循环水冷系统包括(如说明书附图1所示)二位二通电磁阀I(2)、二位二通电磁阀II(4)、液位传感器(3)、热电阻(5)、单向阀(7)、循环水泵(8)、过滤器(9)、水压力计(11)、截止阀I(1)、截止阀II(6)、截止阀III(10)、截止阀IV(12)、截止阀V(13)、截止阀VI(14)、截止阀VII(15)、晒水池(16)、循环水箱(17)及溢水口(18)，其特征是：液位传感器(3)和热电阻(5)位于循环水箱(17)内，二位二通电磁阀I(2)与二位二通电磁阀II(4)并联后与备用水管接通，循环水经过滤器(9)、循环水泵(8)、单向阀(7)、截止阀II(6)、截止阀IV(12)、截止阀V(13)、截止阀VI(14)、截止阀VII(15)进入各管道对设备进行循环冷却，经换热后的水经晒水池(16)流回循环水箱(17)，当热电阻(5)测出循环水温度高于55℃时，二位二通电磁阀I(2)打开，由备用水与循环水箱中的水进行混合换热，当水位高于溢水口(18)高度即高于水箱容积98％的液面时，水由溢水口流出，当冷却水液面下降到水箱容积80％的液面以下时，二位二通电磁阀I(2)自动打开，备用水经截止阀I(1)、二位二通电磁阀I(2)进入水箱进行补偿消耗水，当系统停电时，二位二通电磁阀II(4)立即由关位变为开位，备用水经截止阀III(10)，水压力计(11)进入各管道对设备进行冷却。

2.根据权利1所述的智能工业循环水冷系统的二位二通电磁阀，其特征是：二位二通电磁阀I(2)为常闭型电磁阀，二位二通电磁阀II(4)为常开型电磁阀。

3.根据权利1所述的智能工业循环水冷系统的循环水箱，其特征是：循环水箱由上隔板与下隔板分为热水区与冷水区两部分，并在水箱底部相通，循环水泵位于冷水区，循环水首先进入热水区，在水箱底部热水区与冷水区的水混合换热后进入冷水区，再由循环水泵将冷水送入冷却系统，循环水箱设有液位显示器、溢水口(18)、排污口。

4.根据权利1所述的智能工业循环水冷系统的截止阀，其特征是：截止阀I(1)调节备用水的供水压力，截止阀III(10)调节循环水的供水压力。

5.根据权利1所述的智能工业循环水冷系统的液位传感器，其特征是：当液面低于液位传感器(3)的下限值即水箱容积80％的液面时，二位二通电磁阀I(2)打开，进行补充循环水，液面到达液位传感器(3)的上限值即水箱容积95％的液面时，二位二通电磁阀I(2)关闭。

6.根据权利1所述的智能工业循环水冷系统的热电阻，其特征是：热电阻(5)的测温端部位于液位传感器设定的下限位液面值即水箱容积80％的液面以下50～80mm。