CN104180709B - 一种相通容器的液体循环压力控制水箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相通容器的液体循环压力控制水箱，在两台冰水机与两个相通容器连通时，通过对两台冰水机循环流体蓄液罐上方连通，当两个相通容器处于动态平衡时，两台冰水机各自的循环流体蓄液罐为独立，即不影响各自的温度控制,当平衡被打破时两个循环流体蓄液罐上部连通为一体,满水的循环流体蓄液罐向缺水的循环流体蓄液罐溢流，使之既控制两循环液体的温度，又避免了循环流体蓄液罐产生过满溢水或过少停机，节约了生产成本，提高了生产效率。

Description

一种相通容器的液体循环压力控制水箱

【技术领域】

本发明涉及热交换领域，尤其涉及一种相通容器的液体循环压力控制水箱。

【背景技术】

在工业生产中，以及科学研究过程中，经常会遇到需要用两种不同温度对两个容器或腔体进行温度控制。当两个容器或腔体存在毛细管(细微的)连通状态时,两个容器或腔体中各自循环的循环液体便会互相混合,其最终结果将会导致温度控制效果不好,以及两台循环流体蓄液罐产生过满溢水或过少停机，现本公司通过调节两台冰水机循环液出水口的压力达到动态平衡隔离(在毛细管处不流通,或减少流通量)。但是在动态平衡下,当两台冰水机中的任意一台出现问题时,其动态平衡就会被打破,两台机组水箱液将出现满液溢出。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种相通容器的液体循环压力控制水箱，在两个容器或腔体中液体在动态平衡下，保持温度控制效果的同时，解决循环流体蓄液罐容易产生过满溢水或过少停机的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种相通容器的液体循环压力控制水箱，其包括第一循环流体蓄液罐和第二循环流体蓄液罐，

所述第一循环流体蓄液罐上设有第一回水口和第一出水口，第一循环流体从所述第一循环流体蓄液罐的第一回水口流入，从所述第一循环流体蓄液罐的第一出水口流出，

所述第二循环流体蓄液罐上设有第二回水口和第二出水口，第二循环流体从所述第二循环流体蓄液罐的第二回水口流入，从所述第二循环流体蓄液罐的第二出水口流出，

所述第一循环流体蓄液罐的侧壁上还设有第一溢水口，所述第二循环流体蓄液罐的侧壁上还设有第二溢水口，所述第一溢水口和所述第二溢水口通过管道连通。

进一步的，所述第一溢水口位于靠近所述第一循环流体蓄液罐顶部的侧壁上，所述第二溢水口位于靠近所述第二循环流体蓄液罐顶部的侧壁上。

进一步的，所述第一溢水口与所述第二溢水口在同一水平高度。

进一步的，所述第一循环流体蓄液罐的第一出水口处设有第一泵，以驱动所述第一循环流体的流动，所述第二循环流体蓄液罐的第二出水口处设有第二泵，以驱动所述第二循环流体的流动。

进一步的，所述第一循环流体蓄液罐的罐底设有第一排液口，所述第一排液口连通第一排液管，所述第一循环流体从所述第一排液口流出，所述第一排液管上设有第一排液阀门，所述第一排液阀门的开关比是可控的，

所述第二循环流体蓄液罐的罐底设有第二排液口，所述第二排液口连通第二排液管，所述第二循环流体从所述第二排液口流出，所述第二排液管上设有第二排液阀门，所述第二排液阀门的开关比是可控的。

进一步的，所述第一溢水口的个数为复数个，所述第二溢水口的个数也为复数个，所述第一溢水口的个数与所述第二溢水口的个数相同，所述第一溢水口与所述第二溢水口通过管道一一对应连通。

与现有技术相比，本发明在两台冰水机与两个相通容器连通时，通过对两台冰水机循环流体蓄液罐上方连通，当两个相通容器处于动态平衡时，两台冰水机各自的循环流体蓄液罐为独立，即不影响各自的温度控制,当平衡被打破时两个循环流体蓄液罐上部连通为一体,满水的循环流体蓄液罐向缺水的循环流体蓄液罐溢流，使之既控制两循环液体的温度，又避免了循环流体蓄液罐产生过满溢水或过少停机，节约了生产成本，提高了生产效率。

【附图说明】

图1为相通容器的液体循环控制系统在一个实施例中的结构示意图；图2为本发明中的相通容器的液体循环压力控制水箱在一个实施例中的结构示意图。

其中：100为相通容器的液体循环控制系统，110为第一循环流体通路，111为第一循环流体入口，112为第一热交换器，113为第一循环流体出口，114为第一循环流体蓄液罐，1141为第一回水口，1142为第一出水口，1143为第一溢水口，1144为第一泵，1145为第一排液口，1146为第一排液阀门，115为第一温度传感器，116为第一电动阀门，117为第一压力传感器，119为第一变频器，120为第二循环流体通路，121为第二循环流体入口，122为第二热交换器，123为第二循环流体出口，124为第二循环流体蓄液罐，1241为第二回水口，1242为第二出水口，1243为第二溢水口，1244为第二泵，1245为第二排液口，1246为第二排液阀门，125为第二温度传感器，126为第二电动阀门，127为第二压力传感器，129为第二变频器，130为第一冷却流体通路，140为第二冷却流体通路，150为第一腔体，151为第五输出端口，152为第五输入端口，160为第二腔体，161为第六输出端口，162为第六输入端口、170为毛细管。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指与所述实施例相关的特定特征、结构或特性至少可包含于本发明至少一个实现方式中。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非必须都指同一个实施例，也不必须是与其他实施例互相排斥的单独或选择实施例。此外，表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本发明的限制。

请参阅图2，图2为本发明中的相通容器的液体循环压力控制水箱在一个实施例中的结构示意图。如图2所示，本发明提供一种相通容器的液体循环压力控制水箱，其包括第一循环流体蓄液罐114和第二循环流体蓄液罐124。

所述第一循环流体蓄液罐114上设有第一回水口1141和第一出水口1142，第一循环流体从所述第一循环流体蓄液罐114的第一回水口1141流入，从所述第一循环流体蓄液罐114的第一出水口流出1142，所述第一循环流体蓄液罐114的侧壁上还设有第一溢水口1143。

所述第二循环流体蓄液罐124上设有第二回水口1241和第二出水口1242，第二循环流体从所述第二循环流体蓄液罐124的第二回水口1241流入，从所述第二循环流体蓄液罐的第二出水口1242流出，所述第二循环流体蓄液罐124的侧壁上还设有第二溢水口1243。

所述第一溢水口1143和所述第二溢水口1243通过管道连通,当所述第一循环流体蓄液罐114内的所述第一循环流体液面高于或等于所述第一溢水口1143的高度时，所述第一循环流体从所述第一溢水口1143通过管道由所述第二溢水口1243流入所述第二循环流体蓄液罐124，反之，则所述第二循环流体从所述第二溢水口1243通过管道由所述第一溢水口1143流入所述第一循环流体蓄液罐114。

为了提高避免任意一循环流体蓄液罐发生过满溢出或者停机的这一效果，所述第一溢水口1143位于靠近所述第一循环流体蓄液罐114顶部的侧壁上，所述第二溢水口1243位于靠近所述第二循环流体蓄液罐124顶部的侧壁上。当选择所述第一溢水口1143与所述第二溢水口1243在同一水平高度时，所述第一循环流体蓄液罐114和所述第二循环流体蓄液罐124平衡性更稳定。

当所述第一循环流体从所述第一循环流体蓄液罐114的第一出水口1142处流出时，为了驱动所述第一循环流体的流动，所述第一循环流体蓄液罐114的第一出水口1142处设有第一泵1144，当所述第二循环流体从所述第二循环流体蓄液罐124的第二出水口1242处流出时，为了驱动所述第二循环流体的流动，所述第二循环流体蓄液罐124的第二出水口1242处设有第二泵1244。

在设备运行中，循环流体流经循环流体蓄液罐时，会积累一些杂质或沉淀物，故在所述第一循环流体蓄液罐114的罐底设有第一排液口1145，所述第一排液口1145连通第一排液管(未图示)，所述第一循环流体从所述第一排液口1145流出，所述第二循环流体蓄液罐124的罐底设有第二排液口1245，所述第二排液口1245连通第二排液管(未图示)，所述第二循环流体从所述第二排液口1245流出。排液口的设置也可以在循环系统出现故障时，作为紧急排液通道使用。所述第一排液管上设有第一排液阀门1146，所述第一排液阀门1146的开关比是可控的，所述第二排液管上设有第二排液阀门1246，所述第二排液阀门1246的开关比是可控的。在循环系统正常工作时，所述第一排液阀门1146和所述第二排液阀门1246处于关闭状态。

所述第一溢水口1143的个数为复数个，所述第二溢水口1243的个数也为复数个，所述第一溢水口1143的个数与所述第二溢水口1243的个数相同，所述第一溢水口1143与所述第二溢水口1243通过管道一一对应连通。这样的设计可以缩短当两个相通容器平衡被打破时，满水的循环流体蓄液罐向缺水的循环流体蓄液罐溢流的时间，减少不平衡带来的对温度等的负面影响。

相通容器的液体循环压力控制水箱是设计在相通容器的液体循环控制系统中的设备，下面将介绍相通容器的液体循环压力控制水箱在相通容器的液体循环控制系统中的设计位置及作用。

请参阅图1，图1为本发明中的相通容器的液体循环控制系统在一个实施例中的结构示意图。如图1所示，所述相通容器的液体循环控制系统100包括第一循环流体通路110、第二循环流体通路120、第一冷却流体通路130、第二冷却流体通路140、第一腔体150和第二腔体160。

所述循环流体通路110包括第一热交换器112、第一循环流体入口111和第一循环流体出口113。所述第一冷却流体通路130包括第一热交换器112、第一冷却流体入口(未图示)和第一冷却流体出口(未图示)。第一循环流体与第一冷却流体在所述第一热交换器112处进行热交换。

所述第一热交换器112包括第一输入端口(未图示)、与第一输入端口连通的第一输出端口(未图示)、第二输入端口(未图示)和与第二输入端口连通的第二输出端口(未图示)。

所述第一循环流体从第一腔体150的第五输出端口151流出后，经所述第一循环流体入口111由所述第一热交换器112的第一输入端口流入第一热交换器112，第一循环流体从第一热交换器112的第一输出端口流出，并通过所述第一循环流体出口113流出，最终流向第一腔体150的第五输入端口152。

所述第一冷却流体从所述第一冷却流体入口流出后，经所述第一热交换器112的第二输入端口流入第一热交换器112，第一冷却流体从第一热交换器112的第二输出端口流出，并通过所述第一冷却流体出口流出。

所述第二循环流体通路120包括第二热交换器122、第二循环流体入口121和第二循环流体出口123。所述第二冷却流体通路140包括第二热交换器122、第二冷却流体入口(未图示)和第二冷却流体出口(未图示)。第二循环流体与第二冷却流体在所述第二热交换器122处进行热交换。

所述第二热交换器122包括第三输入端口(未图示)、与第三输入端口连通的第三输出端口(未图示)、第四输入端口(未图示)和与第四输入端口连通的第四输出端口(未图示)。

所述第二循环流体从第二腔体160的第六输出端口161流出后，经所述第二循环流体入口121由所述第二热交换器122的第三输入端口流入第二热交换器122，流体从第二热交换器122的第三输出端口流出，并通过所述第二循环流体出口123流出，最终流向第二腔体160的第五输出端口162。

所述第二冷却流体从所述第二冷却流体入口流出后，经所述第二热交换器122的第四输入端口流入第二热交换器122，第二冷却流体从第二热交换器122的第四输出端口流出，并通过所述第二冷却流体出口流出。

所述第一腔体150与所述第二腔体160通过毛细管170连接。毛细管170的条数可以为多条。

所述第一循环流体通路110还包括用于控制所述第一循环流体流量的第一电动阀门116，所述第一电动阀门116的输入端口与所述第一热交换器112的第一输出端口连通，所述第一电动阀门116的输出端口与所述第一循环液体出口连通，所述第二循环流体通路120还包括用于控制所述第二循环流体流量的第二电动阀门126，所述第二电动阀门126的输入端口与所述第二热交换器122的第三输出端口连通，所述第二电动阀门126的输出端口与所述第二循环液体出口连通。

其中第一电动阀门116和第二电动阀门126的开关比例是可调的，比如100％开启至0％开启，每5％一个调整等级，那么则有0％，5％，10％，…——95％，100％这么多的开关比例等级，这样相对于整体控制系统流量口径来讲，可以非常精确的调整流量，从而可以精确的控制热交换的功率，进而精确的控制循环流体的温度。每个电动阀门带有控制开关比例的步进电机或直流电机，通过控制所述步进电机或直流电机来控制所述电动阀门的开关比例。高温时，如第一循环流体或第二循环流体80摄氏度，需降至20摄氏度，则让第一电动阀门116或第二电动阀门126开启调大，增加第一冷却流体与第一循环流体，或第二冷却流体与第二循环流体的热交换量，以达到高幅度降低第一循环流体和第二循环流体温度的目的；低温时，如第一循环流体或第二循环流体25摄氏度，需降至20摄氏度，则让第一电动阀门116或第二电动阀门126开启调小，减小第一冷却流体与第一循环流体，或第二冷却流体与第二循环流体的热交换量，以达到低幅度降低循环流体温度的目的。

可以看出，本系统具备两条回路、两条通路：

第一条回路是：所述第一腔体150的第五输出端口151、第一循环流体入口111、第一热交换器112、第一电动阀门116、第一循环流体出口113和第一腔体150的第五输入端口152形成的回路，具体的，所述第一循环流体从所述第一腔体150的第五输出端口151流入第一循环流体入口111，流经所述第一热交换器112，在所述第一热交换器112处进行热交换，随后经第一电动阀门116从所述第一循环流体出口113流出，流至第一腔体150的第五输入端口152，完成回流至第一腔体150。

第二条回路是：所述第二腔体160的第六输出端口161、第二循环流体入口121、第二热交换器122、第二电动阀门126、第二循环流体出口123和第二腔体160的第六输入端口162形成的回路，具体的，所述第二循环流体从所述第二腔体160的第六输出端口161流入第二循环流体入口121，流经所述第二热交换器122，在所述第二热交换器122处进行热交换，随后经第二电动阀门126从所述第二循环流体出口123流出，流至第二腔体160的第六输入端口162，完成回流至第二腔体160。

第一条通路是：所述第一冷却流体入口、第一热交换器112、第一冷却流体出口形成的通路，具体的，所述第一冷却流体从所述第一冷却流体入口流入所述第一热交换器112的第二输入端口，在第一热交换器112内与第一循环流体进行热交换后，从所述第一热交换器112的第二输出端口流出，再从第一冷却流体出口流出。

第二条通路是：所述第二冷却流体入口、第二热交换器122、第二冷却流体出口形成的通路，具体的，所述第二冷却流体从所述第二冷却流体入口流入所述第二热交换器122的第四输入端口，在第二热交换器122内与第二循环流体进行热交换后，从所述第二热交换器122的第四输出端口流出，再从第二冷却流体出口流出。

在本实施例中，所述第一循环流体通路110还包括用于储存所述第一循环流体的第一循环流体蓄液罐114，所述第一循环流体蓄液罐114的第一回水口1141与所述第一热交换器112的第一输出端口连通，所述第一循环流体蓄液罐114的第一出水口1142与所述第一循环流体出口113连通。所述第二循环流体通路120还包括用于储存所述第二循环流体的第二循环流体蓄液罐124，所述第二循环流体蓄液罐124的第二回水口1241与所述第二热交换器122的第三输出端口连通，所述第二循环流体蓄液罐124的第二出水口1242与所述第二循环流体出口123连通。位于所述第一循环流体蓄液罐114侧壁上部的第一溢水口1143与位于所述第二循环流体蓄液罐124侧壁上部的第二溢水口1243相连通。

在所述第一循环流体通路110上还包括第一温度传感器115，其用于检测所述第一循环流体的温度。所述第一温度传感器115的输入端口与所述第一泵1144的输出端口连通，所述第一温度传感器115的输出端口与所述第一电动阀门116相连通。所述第二循环流体从所述第一换热器112的第一输出端口流出，经第一循环流体蓄液罐114、第一泵1144、第一温度传感器115、第一电动阀门116，到达第一循环流体出口113。在所述第二循环流体通路120上还包括第二温度传感器125，其用于检测所述第二循环流体的温度。所述第二温度传感器125的输入端口与所述第二泵1244的输出端口连通，所述第二温度传感器125的输出端口与所述第二电动阀门126相连通。所述第二循环流体从所述第二换热器122的第三输出端口流出，经第二循环流体蓄液罐124、第二泵1244、第二温度传感器125、第二电动阀门126，到达第二循环流体出口123。基于所述第一温度传感器115检测到的第一循环流体温度和第二温度传感器125检测到的第二循环流体温度来控制第一电动阀门116和第二电动阀门126的开关比例。

由此可知，所述第一循环流体蓄液罐114和第二循环流体蓄液罐124具有三大作用：第一，其具有为第一循环流体通路110和第二循环流体通路120微调温度的作用；第二，其在保证第一循环流体通路110和第二循环流体通路120所需换热温度的前题下，为第一泵1144、第二泵1244提供了压力来源；第三，当第一腔体150与第二腔体160处于动态平衡时，两台冰水机各自的循环流体蓄液罐为独立，即不影响各自的温度控制,当第一腔体150与第二腔体160的平衡被打破时两个循环流体蓄液罐上部连通为一体,满水的循环流体蓄液罐向缺水的循环流体蓄液罐溢流，使之既控制两循环液体的温度，又避免了循环流体蓄液罐产生过满溢水或过少停机。

在另一个实施例中，所述第一循环流体通路110还包括用于测量第一循环流体通路110压力的第一压力传感器117，所述第二循环流体通路120还包括用于测量第二循环流体通路120压力的第二压力传感器127，基于所述第一压力传感器117检测到的第一循环流体通路110压力来控制第一变频器119的开关比例，基于所述第二压力传感器127检测到的第二循环流体通路120压力来控制第二变频器129的开关比例。所述第一变频器119与所述第一泵1144电性连接，所述第二变频器129与所述第二泵1244电性连接。

在本实施例中，所述第一循环流体和第二循环流体为液体或气体，所述第一冷却流体和第一冷却流体为氟利昂制冷剂或冷却水。

综上所述，本发明的相通容器的液体循环压力控制水箱100，其具体工作原理为：1：所述第一循环流体经第一换热器112后，由第一变频器119控制第一泵1144，以达到设定第一循环流体110在某一压力下；所述第二循环流体经第二换热器122后，由第二变频器129控制第二泵1244，以达到设定第二循环流体120在与第一循环流体110的压力值相同或相近似。2：直接通过调节第一电动阀门116和第二电动阀门126控制第一循环流体110和第二循环流体120的压力值。通过上述两种方法使得流入第一腔体150和第二腔体160的压力值达到平衡，以达到两个循环液体处于动态隔离，即在毛细管170处不流通，或极少流通。3：当第一腔体150与第二腔体160处于动态平衡时，两台冰水机各自的循环流体蓄液罐为独立，即不影响各自的温度控制,当第一腔体150与第二腔体160的平衡被打破时两个循环流体蓄液罐上部连通为一体,满水的循环流体蓄液罐向缺水的循环流体蓄液罐溢流，使之既控制两循环液体的温度，又避免了循环流体蓄液罐产生过满溢水或过少停机。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种相通容器的液体循环压力控制水箱，其特征在于，包括第一循环流体蓄液罐和第二循环流体蓄液罐，

所述第一循环流体蓄液罐上设有第一回水口和第一出水口，第一循环流体从所述第一循环流体蓄液罐的第一回水口流入，从所述第一循环流体蓄液罐的第一出水口流出，

所述第二循环流体蓄液罐上设有第二回水口和第二出水口，第二循环流体从所述第二循环流体蓄液罐的第二回水口流入，从所述第二循环流体蓄液罐的第二出水口流出，

所述第一循环流体蓄液罐的侧壁上还设有第一溢水口，所述第二循环流体蓄液罐的侧壁上还设有第二溢水口，所述第一溢水口和所述第二溢水口通过管道连通。

2.如权利要求1所述的相通容器的液体循环压力控制水箱，其特征在于：所述第一溢水口位于靠近所述第一循环流体蓄液罐顶部的侧壁上，所述第二溢水口位于靠近所述第二循环流体蓄液罐顶部的侧壁上。

3.如权利要求2所述的相通容器的液体循环压力控制水箱，其特征在于：所述第一溢水口与所述第二溢水口在同一水平高度。

4.如权利要求1所述的相通容器的液体循环压力控制水箱，其特征在于：所述第一循环流体蓄液罐的第一出水口处设有第一泵，以驱动所述第一循环流体的流动，所述第二循环流体蓄液罐的第二出水口处设有第二泵，以驱动所述第二循环流体的流动。

5.如权利要求1所述的相通容器的液体循环压力控制水箱，其特征在于：

所述第一循环流体蓄液罐的罐底设有第一排液口，所述第一排液口连通第一排液管，所述第一循环流体从所述第一排液口流出，所述第一排液管上设有第一排液阀门，所述第一排液阀门的开关比是可控的，

所述第二循环流体蓄液罐的罐底设有第二排液口，所述第二排液口连通第二排液管，所述第二循环流体从所述第二排液口流出，所述第二排液管上设有第二排液阀门，所述第二排液阀门的开关比是可控的。

6.如权利要求1所述的相通容器的液体循环压力控制水箱，其特征在于：所述第一溢水口的个数为复数个，所述第二溢水口的个数也为复数个，所述第一溢水口的个数与所述第二溢水口的个数相同，所述第一溢水口与所述第二溢水口通过管道一一对应连通。