CN102305346B

CN102305346B - 基于自动控制的低温液体回收设备

Info

Publication number: CN102305346B
Application number: CN 201110253349
Authority: CN
Inventors: 蔡福梅; 罗丽娟; 洪英华; 李春云; 杨正军; 何芳; 王淑华
Original assignee: HANGZHOU KAIDE KONGFEN EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: Zhejiang Yuandao Power Group Co ltd
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2031-08-30
Also published as: CN102305346A

Abstract

本发明公开了一种基于自动控制的低温液体回收设备，它包括控制器、气动电磁阀组、回收贮槽和转注容器，所述气动电磁阀组与控制器电连接且气动电磁阀组控制转注容器中液体与气体的输入、排出，气动电磁阀组的进气孔与气源连接，所述的回收贮槽与转注容器通过管道连通。这种基于自动控制的低温液体回收设备，具有以下优点：实现了在线监视运行工况的功能，液位参数与压力参数可根据需要调整设定，实现了自动化控制功能。

Description

基于自动控制的低温液体回收设备

技术领域

本发明涉及低温液体的回收技术领域，特别是一种基于自动控制的低温液体回收设备。

背景技术

低温液体(液氧、液氢、液氮、液氩、液氦)广泛应用于工业、航天和科研等技术领域，尤其是在航天科技领域中，所有应用于空间的构件设备均需进行低温性能试验，所需的试验降温介质一般为液氮，性能测验时液氮将冷量传递给构件设备而汽化，但尚有部分液氮以气液混合相排入大气无法回收，造成大量浪费。

为了解决低温液体的浪费问题，有人生产出了低温液体回收容器，虽然现有技术的低温液体回收容器的品种较多，但均采用手动操作方式，不能对低温液体回收容器进行在线监控，手工操作也比较繁琐，同时液位与压力的参数是固定的几个数值，不易随便更改，无法实现自动控制功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种实现了在线监控功能，可以根据需要设定液位参数与压力参数的基于自动控制的低温液体回收设备。

为解决上述技术问题，本发明提供的基于自动控制的低温液体回收设备，它包括控制器、气动电磁阀组、回收贮槽和转注容器，所述气动电磁阀组与控制器电连接且气动电磁阀组控制转注容器中液体与气体的输入、排出，气动电磁阀组的进气孔与气源连接，所述的回收贮槽与转注容器通过管道连通，所述的转注容器包括外容器、下容器和置于下容器正上方的上容器，所述的上容器和下容器分别为密闭容器且置于外容器内，下容器与外容器固定连接，上容器与下容器固定连接，所述的上容器与下容器通过第二管道连通，所述外容器的底部设有增压器，所述增压器的输入端和输出端分别通过第三管道和第一管道与下容器连通，外容器内被抽成真空，使整个容器的隔热效果更好，上容器与下容器采用上下放置，方便了液体的回收转注。

采用以上结构后，本发明的基于自动控制的低温液体回收设备与现有技术相比，具有以下优点：实现了在线监视运行工况的功能，液位参数与压力参数可根据需要调整设定，实现了自动化控制功能。

作为改进，所述上容器上设有上容器进液管，所述上容器进液管上设有手动截止阀a，所述第二管道上设有气动截止阀a，所述第一管道上设有气动截止阀b；所述下容器设有下容器排液管，所述下容器排液管上设有气动截止阀c；所述回收贮槽与转注容器通过下容器排液管连通，通过手动截止阀a、气动截止阀a、气动截止阀b和气动截止阀c来控制液体的流动状态。

作为进一步改进，所述上容器上设有上容器排气管，所述上容器排气管上分别设有手动截止阀b和第二安全阀，所述手动截止阀b和第二安全阀并联在上容器排气管上；所述下容器上设有下容器排气管，所述下容器排气管上设有气动截止阀d和第一安全阀，所述气动截止阀d和第一安全阀并联在下容器排气管上；所述回收贮槽上设有回收贮槽排气管，所述回收贮槽排气管上设有手动截止阀c，保证上容器、下容器和回收贮槽内气压的平稳和容器的安全。

作为进一步改进，所述上容器上设有第一压力表和第一液位传感器，所述下容器上设有第二压力表和第二液位传感器，所述的第一液位传感器、第二压力表和第二液位传感器均与控制器电连接，将第一液位传感器和第二液位传感器采集的数据通过液位变送器转换成电信号传送到控制器中，将第二压力表采集的数据通过压力变送器转换成电信号传送到控制器中，进而通过控制器了解运行状况，实现了在线监视运行工况的功能，根据需要调整液位参数和压力参数。

作为进一步改进，所述下容器上设有下容器进气管，所述下容器进气管上设有气动截止阀e和手动截止阀d，所述气动截止阀e和手动截止阀d串联在下容器进气管上，关闭气动截止阀b，直接对下容器充气将下容器中的液氮输送到回收贮槽中。

作为进一步改进，所述的气动电磁阀组中的单元电磁阀为两位五通气动电磁阀。

附图说明

图1为本发明基于自动控制的低温液体回收设备的转注容器结构剖视图；

图2为本发明基于自动控制的低温液体回收设备的转注容器结构A-A视图；

图3为本发明基于自动控制的低温液体回收设备的系统工艺流程图；

图4为本发明基于自动控制的低温液体回收设备的电路连接图。

其中：1、控制器，2、气动电磁阀组，2.1.1、第一两位五通气动电磁阀，2.1.2、第二两位五通气动电磁阀组，2.1.3、第三两位五通气动电磁阀，2.1.4、第四两位五通气动电磁阀，2.1.5、第五两位五通气动电磁阀，2.2.1、第一双作用气缸，2.2.2、第二双作用气缸，2.2.3、第三双作用气缸，2.2.4、第四双作用气缸，2.2.5、第五双作用气缸，3、回收贮槽，4、转注容器，4.1、外容器，4.2、下容器，4.2.1、第二液位传感器，4.2.2、第二压力表，4.2.3、下容器排液管，4.2.4、下容器排气管，4.2.5、下容器进气管，4.3、上容器，4.3.1、第一液位传感器，4.3.2、第一压力表，4.3.3、上容器进液管，4.3.4、上容器排气管，4.4、链条，4.5、连接杆，5、增压器，6、气动截止阀a，7、气动截止阀c，8、气动截止阀d，9、气动截止阀b，10、气动截止阀e，11、手动截止阀a，12、手动截止阀b，13、第二安全阀，14、第一安全阀，15、手动截止阀d，16、手动截止阀c，17、回收贮槽排气管，18、第二管道，19、第三管道，20、第一管道。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1：

本实施例中，所述气动电磁阀组2包括：第一两位五通气动电磁阀2.1.1、第二两位五通气动电磁阀组2.1.2、第三两位五通气动电磁阀2.1.3、第四两位五通气动电磁阀2.1.4、第五两位五通气动电磁阀2.1.5、第一双作用气缸2.2.1、第二双作用气缸2.2.2、第三双作用气缸2.2.3、第四双作用气缸2.2.4、第五双作用气缸2.2.5。

如图1～图4所示，它包括控制器1、气动电磁阀组2、回收贮槽3和转注容器4，所述气动电磁阀组2与控制器1电连接且气动电磁阀组2控制转注容器4中液体与气体的输入、排出，气动电磁阀组2的进气孔与气源连接，所述的回收贮槽3与转注容器4通过管道连通。

所述的转注容器4包括外容器4.1、下容器4.2和置于下容器4.2正上方的上容器4.3，所述的上容器4.3和下容器4.2分别为密闭容器且置于外容器4.1内，下容器4.2通过链条4.4与外容器4.1固定连接，上容器4.3通过连接杆4.5与下容器4.2固定连接，所述的上容器4.3与下容器4.2通过第二管道18连通，所述外容器4.1的底部设有增压器5，所述增压器5的输入端和输出端分别通过第三管道19和第一管道20与下容器4.2连通，外容器4.1内被抽成真空，使整个容器的隔热效果更好，上容器4.3与下容器4.2采用上下放置，方便了上容器4.3中的液氮进入到下容器4.2和增压器5中，液氮经增压器5汽化之后返回到下容器4.2中，汽化之后的氮气将下容器4.2中的液氮压入到回收贮槽3中。

所述上容器4.3上设有上容器进液管4.3.3，所述上容器进液管4.3.3上设有手动截止阀a11，所述第二管道18上设有气动截止阀a6，所述第一管道20上设有气动截止阀b9；所述下容器4.2设有下容器排液管4.2.3，所述下容器排液管4.2.3上设有气动截止阀c7；所述回收贮槽3与转注容器4通过下容器排液管4.2.3连通，在手动截止阀a11、气动截止阀a6和气动截止阀b9开启的状态下，气液两相混合的氮经进液管进入上容器4.3中，然后液氮从上容器4.3流入到下容器4.2，最后流入增压器5内，液氮在增压器5中汽化后流回到下容器4.2中，汽化后的氮气将下容器4.2中的液氮压出。

所述上容器4.3上设有上容器排气管4.3.4，所述上容器排气管4.3.4上分别设有手动截止阀b12和第二安全阀13，所述手动截止阀b12和第二安全阀13并联在上容器排气管4.3.4上；所述下容器4.2上设有下容器排气管4.2.4，所述下容器排气管4.2.4上设有气动截止阀d8和第一安全阀14，所述气动截止阀d8和第一安全阀14并联在下容器排气管4.2.4上；所述回收贮槽3上设有回收贮槽排气管17，所述回收贮槽排气管17上设有手动截止阀c16，气液两相混合的氮流入到上容器4.3中，为了保证上容器4.3内气压平稳，将上容器4.3内的气体和充入的氮气排出，液氮流入到下容器4.2和回收贮槽3时，为了保证下容器4.2和回收贮槽3内气压的平稳，将下容器4.2和回收贮槽3内的气体排出。

所述上容器4.3上设有第一压力表4.3.2和第一液位传感器4.3.1，所述下容器4.2上设有第二压力表4.2.2和第二液位传感器4.2.1，所述的第一液位传感器4.3.1、第二压力表4.2.2和第二液位传感器4.2.1均与控制器1电连接，将第一液位传感器4.3.1和第二液位传感器4.2.1采集的数据通过液位变送器转换成电信号传送到控制器1中，将第二压力表4.2.2采集的数据通过压力变送器转换成电信号传送到控制器1中，进而通过控制器1了解运行状况。

气动电磁阀组2中的单元两位五通气动电磁阀的出气孔均连接有双作用气缸，每一个双作用气缸活塞杆的自由端分别与气动截止阀a6、气动截止阀c7、气动截止阀d8、气动截止阀b9和气动截止阀e10的阀门连接，控制器1分别控制第一两位五通气动电磁阀2.1.1、第二两位五通气动电磁阀组2.1.2、第三两位五通气动电磁阀2.1.3和第四两位五通气动电磁阀2.1.4，第一两位五通气动电磁阀2.1.1控制第一双作用气缸2.2.1活塞杆上下移动，活塞杆带动气动截止阀a6阀门的开启或者关闭，第二两位五通气动电磁阀2.1.2控制第二双作用气缸2.2.2活塞杆上下移动，活塞杆带动气动截止阀c7阀门的开启或者关闭，第三两位五通气动电磁阀2.1.3控制第三双作用气缸2.2.3活塞杆上下移动，活塞杆带动气动截止阀d8阀门的开启或者关闭，第四两位五通气动电磁阀2.1.4控制第四双作用气缸2.2.4活塞杆上下移动，活塞杆带动气动截止阀b9阀门的开启或者关闭。

参数设置：

下容器排液液位：450mm；下容器最低液位：60mm；下容器专注压力：0.4Mpa。

基于自动控制的低温液体回收设备的工作方式：

1.手动开启手动截止阀a11和手动截止阀b12，将气液两相混合的氮注入到上容器4.3中，此时第一双作用气缸2.2.1活塞杆向上移动开启气动截止阀a6阀门，第三双作用气缸2.2.3活塞杆向上移动开启气动截止阀d8，注入的氮气和上容器4.3内的气体经上容器排气管4.3.4排出，液氮经第二管道18从上容器4.3流入到下容器4.2中，液氮流入到下容器4.2过程中，下容器4.2中的气体经下容器排气管4.2.4排出，保证上容器4.3和下容器4.2内气压的平稳；

2.通过第二液位传感器4.2.1采集过来的数据，显示出下容器4.2中的液位，当下容器4.2液体储量达到450mm时，第一双作用气缸2.2.1活塞杆向下移动关闭气动截止阀a6和第三双作用气缸2.2.3活塞杆向下移动关闭气动截止阀d8，第四双作用气缸2.2.4活塞杆向上移动开启气动截止阀b9，下容器4.2中部分的液氮经第三管道19进入到增压器5中，液氮经增压器5汽化，汽化之后的氮气经第一管道20回流到下容器4.2中，使下容器4.2内的气压升高，与此同时进入到上容器4.3中的气液两相混合的氮暂贮存于上容器4.3内；

3.当下容器压力表4.2.2显示的数据达到0.4Mpa时，第二双作用气缸2.2.2活塞杆向上移动开启气动截止阀c7，在压力的作用下，下容器4.2中的液氮经下容器排液管4.2.3流入到回收贮槽3中，然后通过第二液位传感器4.2.1采集的数据，显示下容器4.2液体达到60mm时（所述的气动截止阀c7控制的下容器排液管4.2.3具有足够大的截面，不会导致下容器4.2液体尚未转注输送结束而上容器4.3被液体充满），第四双作用气缸2.2.4活塞杆向下移动关闭气动截止阀b9，第一双作用气缸2.2.1活塞杆向上移动开启气动截止阀a6和第三双作用气缸2.2.3活塞杆向上移动开启气动截止阀d8，暂贮聚于上容器4.3的气液两相混合的氮流入到下容器4.2中，开始新的一轮回收转注。

实施例2：

其他的工艺流程不变，所述下容器4.2上设有下容器进气管4.2.5，所述下容器进气管4.2.5上设有气动截止阀e10和手动截止阀d15，所述气动截止阀e10和手动截止阀d15串联在下容器进气管4.2.5上，所述的气动截止阀e10的阀门与第五双作用气缸2.2.5活塞杆的自由端连接，第五双作用气缸2.2.5活塞杆向上移动开启气动截止阀e10，同时手动开启手动截止阀d15，第四双作用气缸2.2.4活塞杆向下移动关闭气动截止阀b9，禁止液氮由下容器4.2流入到增压器5中，直接对下容器4.2充气将下容器4.2中的液氮压入到回收贮槽3中。

Claims

1.一种基于自动控制的低温液体回收设备，其特征在于：它包括控制器（1）、气动电磁阀组（2）、回收贮槽（3）和转注容器（4），所述气动电磁阀组（2）与控制器（1）电连接且气动电磁阀组（2）控制转注容器（4）中液体与气体的输入、排出，气动电磁阀组（2）的进气孔与气源连接，所述的回收贮槽（3）与转注容器（4）通过管道连通，所述的转注容器（4）包括外容器（4.1）、下容器（4.2）和置于下容器（4.2）正上方的上容器（4.3），所述的上容器（4.3）和下容器（4.2）分别为密闭容器且置于外容器（4.1）内，下容器（4.2）与外容器（4.1）固定连接，上容器（4.3）与下容器（4.2）固定连接，所述的上容器（4.3）与下容器（4.2）通过第二管道（18）连通，所述外容器（4.1）的底部设有增压器（5），所述增压器（5）的输入端和输出端分别通过第三管道（19）和第一管道（20）与下容器（4.2）连通。

2.根据权利要求1所述的基于自动控制的低温液体回收设备，其特征在于：所述上容器（4.3）上设有上容器进液管（4.3.3），所述上容器进液管（4.3.3）上设有手动截止阀a（11），所述第二管道（18）上设有气动截止阀a（6），所述第一管道（20）上设有气动截止阀b（9）；所述下容器（4.2）设有下容器排液管（4.2.3），所述下容器排液管（4.2.3）上设有气动截止阀c（7）；所述回收贮槽（3）与转注容器（4）通过下容器排液管（4.2.3）连通。

3.根据权利要求1所述的基于自动控制的低温液体回收设备，其特征在于：所述上容器（4.3）上设有上容器排气管（4.3.4），所述上容器排气管（4.3.4）上分别设有手动截止阀b（12）和第二安全阀（13），所述手动截止阀b（12）和第二安全阀（13）并联在上容器排气管（4.3.4）上；所述下容器（4.2）上设有下容器排气管（4.2.4），所述下容器排气管（4.2.4）上设有气动截止阀d（8）和第一安全阀（14），所述气动截止阀d（8）和第一安全阀（14）并联在下容器排气管（4.2.4）上；所述回收贮槽（3）上设有回收贮槽排气管（17），所述回收贮槽排气管（17）上设有手动截止阀c（16）。

4.根据权利要求1所述的基于自动控制的低温液体回收设备，其特征在于：所述上容器（4.3）上设有第一压力表（4.3.2）和第一液位传感器（4.3.1），所述下容器（4.2）上设有第二压力表（4.2.2）和第二液位传感器（4.2.1），所述的第一液位传感器（4.3.1）、第二压力表（4.2.2）和第二液位传感器（4.2.1）均与控制器（1）电连接。

5.根据权利要求1所述的基于自动控制的低温液体回收设备，其特征在于：所述下容器（4.2）上设有下容器进气管（4.2.5），所述下容器进气管（4.2.5）上设有气动截止阀e（10）和手动截止阀d（15），所述气动截止阀e（10）和手动截止阀d（15）串联在下容器进气管（4.2.5）上。

6.根据权利要求1所述的基于自动控制的低温液体回收设备，其特征在于，所述的气动电磁阀组（2）中的单元电磁阀为两位五通气动电磁阀。