CN105277007A - 一种新型石墨冷凝器的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型石墨冷凝器，其特征在于：包括冷凝器本体，所述括冷凝器本体下方设有气液分离器，所述冷凝器本体包括内冷凝器与外冷凝器，所述内冷凝器纵向上设置有若干工作孔道，横向上设置有若干冷凝孔道，所述冷凝孔道和工作孔道之间垂直相互交错且不相通；所述外冷凝器包括均以螺旋方式缠绕于内冷凝器外壁的工作管道与冷凝管，其中工作管道与冷凝管相邻布置，所述工作管道将冷凝器本体的进料口连通工作孔道，所述工作孔道通过气液分离器与冷凝器本体的出料口连通，所述气液分离器侧壁上的出气口连通至出料口，所述冷凝管与冷凝孔道均连通冷凝器本体的进水口和出水口。本发明换热管换热面积大，冷凝距离长，而且实现自动控制。

Description

一种新型石墨冷凝器的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种自动控制系统，尤其涉及一种新型石墨冷凝器的控制系统及方法。

背景技术

冷凝器作为热交换元件，冷凝器中设置有管程和壳程，管程中通以物料，壳程中通以冷却水，以此完成热交换。传统的冷凝器上设置有：上封头、上端盖、换热块、下封头和下端盖，封头与端盖以及封头与冷凝器本体分别采用螺栓连接，气液分离器与下端盖螺栓连接。石墨冷凝器常用于生产有强腐蚀性的气体的冷凝过程中，传统的块孔石墨冷凝器气流的冷凝距离短，冷凝往往不充分，而且现在所使用的冷凝器很少有控制系统进行控制。

发明内容

本发明还提供了一种用于新型石墨冷凝器的控制系统，实现自动控制。

本发明采用的技术方案如下：

本发明新型石墨冷凝器的控制系统包括：温度监控模块，分别监测工作孔道及工作管道内的物料温度T1和T2，将T1和T2分别转化为温度数字信号传递给PLC控制器；流量监控模块，测量进水口与出水口的水流量Q1和Q2，将Q1和Q2分别转化为流量数字信号传递给PLC控制器；压力监控模块，监测工作孔道及工作管道内的气体压强P1和P2，将P1和P2分别转化为压力数字信号，递给PLC控制器；PLC控制器,接收温度数字信号、压力数字信号及流量数字信号，并分别与预设值T、Q及P进行对比，同时两个同类值之间对比，若T1>T或T2>T，则发出执行信号001和执行信号002;若T1<T2，PLC控制器发出执行信号003；若T1>T2，PLC控制器发出执行信号004；若Q1<Q或Q>Q2，则发出执行信号005;若P2>P1，PLC控制器发出的执行信号006；若P2<P1，PLC控制器发出执行信号007；若P1>P或P2>P，PLC控制器先向报警器发出警报信号，同时发出执行信号008。执行模块，接收PLC控制器发送的执行信号001、执行信号003、执行信号004、执行信号005，并调节电磁三通阀A的大小；接收PLC控制器发送的执行信号002，并将电磁三通阀B调大;接收PLC控制器发送的执行信号007、执行信号008，并调节电磁调节球阀C的大小；接收PLC控制器发送的执行信号006，并将电磁调节球阀D调大。

进一步，所述温度监控模块包括设置在工作管道末端和工作孔道末端的热电偶；所述流量监控模块包括设于进水口和出水口的电磁流量计；所述压力监控模块，包括设置于工作管道和工作孔道上的压力传感器。

进一步，所述PLC控制器上连接有报警器，当PLC控制器向报警器发出警报信号，报警器执行命令。

进一步，所述控制方法包括以下步骤：

步骤一：PLC控制器向进水口的电子阀门发出打开命令信号，向进料口的调节球阀发出开启的命令信号，进行冷凝；电磁流量计测量进水口的水流量Q1与出水口的水流量Q2，将Q1和Q2转化为流量数字信号，发送给PLC控制器，将两个流量值，同时与预设值进行对比，若Q1>Q或Q<Q2，则发出执行信号005,电磁三通阀A调大。

步骤二：用工作孔道和工作管道的压力传感器监测工作孔道和工作管道中气体的压强P1和P2，将P1和P2转化为数字信号发送到PLC控制器，PLC控制器接收两个压力数字信号，将两个压力值进行对比，同时与预设值进行对比，若P2>P1，PLC控制器发出的执行信号006，电磁调节球阀D调大；若P2<P1，PLC控制器发出执行信号007，电磁调节球阀C开大；若P1>P或P2>P，PLC控制器先向报警器发出警报信号，同时发出执行信号008，电磁调节球阀C开小。

步骤三：用工作孔道和工作管道处的热电偶监测工作孔道的温度T1和工作管道的温度T2，将T1和T2转化成数字信号发送到PLC控制器，PLC控制器接收两个温度数字信号，进行对比，同时与预设值进行对比，若T1<T2，PLC控制器发出执行信号003，电磁三通阀A向冷凝管方向的出口调大；若T1>T2，PLC控制器发出执行信号004，电磁三通阀A向冷凝孔道方向的出口调大；若T1>T或T2>T，则发出执行信号001和执行信号002,电磁三通阀A、电磁三通阀B都调大。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

新型石墨冷凝器的换热面积增大，冷凝距离变长，冷凝效果很好，而新型石墨冷凝器的控制系统，可以监控冷凝过程中的压力、温度及流量，及时调节各个环节之间的合作，使冷凝效果达到最好。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是新型石墨冷凝器的控制系统的结构框图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明所涉及到的新型石墨冷凝器包括冷凝器本体，所述括冷凝器本体下方设有气液分离器，所述冷凝器本体包括内冷凝器与外冷凝器，所述内冷凝器纵向上设置有若干工作孔道，横向上设置有若干冷凝孔道，所述冷凝孔道和工作孔道之间垂直相互交错且不相通；所述外冷凝器包括均以螺旋方式缠绕于内冷凝器外壁的工作管道与冷凝管，其中工作管道与冷凝管相邻布置，所述工作管道将冷凝器本体的进料口连通工作孔道，所述工作孔道通过气液分离器与冷凝器本体的出料口连通，所述气液分离器侧壁上的出气口连通至出料口，所述冷凝管与冷凝孔道均连通冷凝器本体的进水口和出水口。所述内冷凝器的外壁上设有螺旋形的工作管道，所述冷凝管置于工作管道之间形成的螺旋形槽内并与工作管道贴合；所述工作管道与冷凝管均采用铜合金材料制成；所述进料口与工作管道相通；所述进水口分别接通冷凝管与冷凝孔道，所述出水口分别接通冷凝管与冷凝孔道；所述工作孔道与工作管道相通；所述冷凝管、冷凝孔道与进水口相交处设有电磁三通阀A，所述冷凝孔道、冷凝管与出水口相交处设有电磁三通阀B，进料口处设有电磁调节球阀C,工作管道与工作孔道的相交处设有电磁调节球阀D。

如图1，在实施中，本发明新型石墨冷凝器的控制系统包括：温度监控模块，分别监测工作孔道及工作管道内的物料温度T1和T2，将T1和T2分别转化为温度数字信号传递给PLC控制器；流量监控模块，测量进水口与出水口的水流量Q1和Q2，将Q1和Q2分别转化为流量数字信号传递给PLC控制器；压力监控模块，监测工作孔道及工作管道内的气体压强P1和P2，将P1和P2分别转化为压力数字信号，递给PLC控制器；PLC控制器,接收温度数字信号、压力数字信号及流量数字信号，并分别与温度预设值T、流量预设值Q及压力预设值P进行对比，同时两个同类值之间对比，若T1>T或T2>T，则向电磁三通阀A发出执行信号001，向电磁三通阀B发出执行信号002;若T1<T2，PLC控制器向电磁三通阀A发出执行信号003；若T1>T2，PLC控制器向电磁三通阀A发出执行信号004；若Q1>Q或Q<Q2，则向电磁三通阀A发出执行信号005;若P2>P1，PLC控制器向电磁调节球阀D发出的执行信号006；若P2<P1，PLC控制器向电磁调节球阀C发出执行信号007；若P1>P或P2>P，PLC控制器先向报警器发出警报信号，同时向电磁调节球阀C都发出执行信号008。执行模块，接收PLC控制器发送的执行信号001、执行信号003、执行信号004、执行信号005，并调节电磁三通阀A的大小；接收PLC控制器发送的执行信号002，并将电磁三通阀B调大;接收PLC控制器发送的执行信号007、执行信号008，并调节电磁调节球阀C的大小；接收PLC控制器发送的执行信号006，并将电磁调节球阀D调大。所述温度监控模块包括设置在工作管道末端和工作孔道末端的热电偶；所述流量监控模块包括设于进水口和出水口的电磁流量计；所述压力监控模块，包括设置于工作管道和工作孔道上的压力传感器。所述PLC控制器上连接有报警器，当PLC控制器向报警器发出警报信号，报警器执行命令。

在实施中，本发明的控制方法包括以下步骤：

步骤一：PLC控制器向进水口的电子阀门发出打开命令信号，向进料口的调节球阀发出开启的命令信号，进行冷凝；电磁流量计测量进水口的水流量Q1与出水口的水流量Q2，将Q1和Q2转化为流量数字信号，发送给PLC控制器，将两个流量值与预设值进行对比，若Q1<Q或Q>Q2，则发出执行信号005,电磁三通阀A调大。

步骤二：用工作孔道和工作管道的压力传感器监测工作孔道和工作管道中气体的压强P1和P2，将P1和P2转化为数字信号发送到PLC控制器，PLC控制器接收两个压力数字信号，将两个压力值进行对比，同时与预设值进行对比，若P2>P1，PLC控制器发出的执行信号006，电磁调节球阀D调大；若P2<P1，PLC控制器发出执行信号007，电磁调节球阀C开大；若P1>P或P2>P，PLC控制器先向报警器发出警报信号，同时发出执行信号008，电磁调节球阀C开小。

步骤三：用工作孔道和工作管道处的热电偶监测工作孔道的温度T1和工作管道的温度T2，将T1和T2转化成数字信号发送到PLC控制器，PLC控制器接收两个温度数字信号，进行对比，同时与预设值进行对比，若T1<T2，PLC控制器发出执行信号003，电磁三通阀A向冷凝管方向的出口调大；若T1>T2，PLC控制器发出执行信号004，电磁三通阀A向冷凝孔道方向的出口调大；若T1>T或T2>T，则发出执行信号001和执行信号002,电磁三通阀A、电磁三通阀B都调大。

新型石墨冷凝器的控制系统，可以监控冷凝过程中的压力、温度及流量，及时调节各个环节之间的合作，使冷凝效果达到最好。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种新型石墨冷凝器的控制系统，其特征在于：包括温度监控模块，分别监测工作孔道及工作管道内的物料温度T1和T2，将T1和T2分别转化为温度数字信号传递给PLC控制器；流量监控模块，测量进水口与出水口的水流量Q1和Q2，将Q1和Q2分别转化为流量数字信号传递给PLC控制器；压力监控模块，监测工作孔道及工作管道内的气体压强P1和P2，将P1和P2分别转化为压力数字信号，传递给PLC控制器；

PLC控制器,接收温度数字信号、压力数字信号及流量数字信号，并分别将与预设值T、Q及P进行对比，同时两个同类值之间对比，若T1>T或T2>T，则发出执行信号001和执行信号002;若T1<T2，PLC控制器发出执行信号003；若T1>T2，PLC控制器发出执行信号004；若Q1<Q或Q>Q2，则发出执行信号005;若P2>P1，PLC控制器发出的执行信号006；若P2<P1，PLC控制器发出执行信号007；若P1>P或P2>P，PLC控制器先向报警器发出警报信号，同时发出执行信号008。

2.执行模块，接收PLC控制器发送的执行信号001、执行信号003、执行信号004、执行信号005，并调节电磁三通阀A的大小；接收PLC控制器发送的执行信号002，并将电磁三通阀B调大;接收PLC控制器发送的执行信号007、执行信号008，并调节电磁调节球阀C的大小；接收PLC控制器发送的执行信号006，并将电磁调节球阀D调大。

3.根据权利要求1所述的新型石墨冷凝器的控制系统，其特征在于：所述温度监控模块包括设置在工作管道末端和工作孔道末端的热电偶；所述流量监控模块包括设于进水口和出水口的电磁流量计；所述压力监控模块，包括设置于工作管道和工作孔道上的压力传感器。

4.根据权利要求1所述的新型石墨冷凝器的控制系统，其特征在于：所述PLC控制器上连接有报警器，当PLC控制器向报警器发出警报信号，报警器执行命令。

5.根据权利要求1-3任一项权利要求所述新型石墨冷凝器的控制系统，其特征在于，还包括控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

步骤一：PLC控制器向进水口的电子阀门发出打开命令信号，向进料口的调节球阀发出开启的命令信号，进行冷凝；电磁流量计测量进水口的水流量Q1与出水口的水流量Q2，将Q1和Q2转化为流量数字信号，发送给PLC控制器，将两个流量值与预设值进行对比，若Q1<Q或Q>Q2，则发出执行信号005,电磁三通阀A调大。

6.步骤二：用工作孔道和工作管道的压力传感器监测工作孔道和工作管道中气体的压强P1和P2，将P1和P2转化为数字信号发送到PLC控制器，PLC控制器接收两个压力数字信号，将两个压力值进行对比，同时与预设值进行对比，若P2>P1，PLC控制器发出的执行信号006，电磁调节球阀D调大；若P2<P1，PLC控制器发出执行信号007，电磁调节球阀C开大；若P1>P或P2>P，PLC控制器先向报警器发出警报信号，同时发出执行信号008，电磁调节球阀C开小。

7.步骤三：用工作孔道和工作管道处的热电偶监测工作孔道的温度T1和工作管道的温度T2，将T1和T2转化成数字信号发送到PLC控制器，PLC控制器接收两个温度数字信号，进行对比，同时与预设值进行对比，若T1<T2，PLC控制器发出执行信号003，电磁三通阀A向冷凝管方向的出口调大；若T1>T2，PLC控制器发出执行信号004，电磁三通阀A向冷凝孔道方向的出口调大；若T1>T或T2>T，则发出执行信号001和执行信号002,电磁三通阀A、电磁三通阀B都调大。