CN105404333A - 一种泵用高精度可调式自动恒温试验系统 - Google Patents

Abstract

一种泵用高精度可调式自动恒温试验系统，涉及泵生产技术领域，包括储液箱、试验介质、温升装置、冷却装置、强制对流装置、温度测量分析系统、温度采集与控制系统、泵进口管路和泵出口管路，试验介质存放在储液箱内，温升装置、冷却装置、强制对流装置、温度传感器、泵进口管路和泵出口管路都安装在储液箱上，温升装置安装在储液箱内侧下部；冷却装置安装在储液箱内侧上部；温度测量分析系统为传感器，强制对流装置安装在储液箱内侧底部；温度传感器分别安装在泵进口管路上以及温升装置上部和冷却装置下部，温度采集与控制系统进行控制。本发明精度高，自动化程度高，介质适用寿命长，市场前景广阔。

Description

一种泵用高精度可调式自动恒温试验系统

技术领域：

本发明涉及泵生产技术领域，具体是一种泵用高精度可调式自动恒温试验系统。

背景技术：

泵试验装置一般要求试验介质(水、油或乳化液)温度应保持恒定，这样有利于保证试验精度或保证试验数据的一致性。目前泵试验装置温度调节一般分为以下几种情况：

无温度控制装置

这种试验系统无从谈起温控，试验介质温度处于随动状态。试验装置根本无精度可言，且很多试验项目无法进行。这种试验装置也有少量使用。

人工干预侧装式温控装置

这种温控装置的升温、冷却及停止均由人工手动进行。

这种温控装置结构特点是在储水(油)箱一侧安装一个或两个相对独立的加热器，另一侧安装一个或两个冷却装置，在储水(油)箱与泵连接管路处安装温度计。

试验过程中根据试验需要手动进行温度调节，当储水(油)箱与泵连接管路处安装温度计显示温度低于试验温度时，人工开启升温装置，温度满足试验要求时人工停止温升装置；当储水(油)箱与泵连接管路处安装温度计显示温度高于试验温度时，人工开启冷却装置，温度满足试验要求时人工停止冷却装置。

这种温控装置需要人工控制，自动化程度不高、控制精度不高。

自动侧装式温控系统

这种温控制装置升温、冷却及停止均自动控制进行。

这种温控装置结构特点是有一套温度自动采集与控制系统，在储水(油)箱一侧安装一个或两个相对独立的加热器，另一侧安装一个或两个冷却装置，在储水(油)箱与泵连接管路处安装温度传感器。

试验过程中根据试验需要自动进行温度调节，当储水(油)箱与泵连接管路处安装的温度传感器温度低于试验温度时，自动开启温升装置，温度满足试验要求时自动停止温升装置；当储水(油)箱与泵连接管路处安装温度传感器温度高于试验温度时，自动开启冷却装置，温度满足试验要求时自动停止冷却装置。

这种温控系统无需人工控制，由系统自动采集介质温度并自动控制，自动化程度有所提高，但控制精度不高。

无论那种温控方式，均存在以下功能缺陷或不足，严重影响试验精度和自动化程度，甚至不能开展某些特定需要的试验。

1、无论升温装置还是冷却装置都是处于局部、零散分布，升温装置与冷却装置无位势差，这样产生的热源(冷源)分布不合理，不利于热传递，热传递速度、强度小，热传递时间长，温度差大，造成热传递效果差，不利于热传递和温度数据不准确，不利于精确控制。

2、温升装置和冷却装置的热传递方式为自然对流，热传递速度慢，热源(冷源)与泵管路进出口介质温差大，温度控制滞后性严重，容易出现过热或过冷。

3、温度采集点单一。装置的温度测点仅布置在泵试验管路进口、出口处，系统只能采集该处的需求温度。实际上由于介质的温差和温度传递滞后性的存在，会导致温控系统的频繁无意义开启、最终导致温度过冷或过热，严重影响温度控制和试验精度。

4、手动控温，无温差补偿装置，

速度不可控，对试验介质有较大伤害，热传导不均匀，不利于试验介质的长时间保持油品不利于节能环保。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种测试精度高，自动化程度高的泵用高精度可调式自动恒温试验系统。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种泵用高精度可调式自动恒温试验系统，其特征在于：包括储液箱(1)、试验介质(10)、温升装置(5)、冷却装置(2)、强制对流装置(6)、温度测量分析系统(3、4、7)、温度采集与控制系统(11)、泵进口管路(8)和泵出口管路(9)，所述的试验介质(10)存放在储液箱(1)内，所述的温升装置(5)、冷却装置(2)、强制对流装置(6)、温度传感器、泵进口管路(8)和泵出口管路(9)都安装在储液箱上(1)，所述的温升装置(5)安装在储液箱(1)内侧下部；所述的冷却装置(2)安装在储液箱(1)内侧上部；所述的温度测量分析系统为传感器，所述的强制对流装置(6)安装在储液箱(1)内侧底部；所述的温度传感器分别安装在泵进口管路(8)上以及温升装置(5)上部和冷却装置(2)下部，所述的温度采集与控制系统(11)分别与温升装置(5)、冷却装置(2)、强制对流装置(6)、温度测量分析系统(3、4、7)进行连接。

所述的温度采集与控制系统(11)包括采集器、PLC和继电器。

本身发明中的温度测量分析系统与温度采集与控制系统分别与软件结合结构使用，实现自动化控制。

试验开始前，温控系统自动检索泵进口管路温度传感器(7)温度是否满足试验需要。

1)如果温度低于规定温度，温控系统将自动进入试验前升温模式：启动温升装置(5)，同时启动强制对流装置(6)。由于温升装置(5)处于储液箱(1)下部，热源有利于向上部对流加上强制对流装置(6)的强制对流作用，使得储液箱(1)内介质热交换快速且相对均匀，温差小，易于控制温度和精度。温度升至规定温度允许偏差上限设定值，停止温升装置(5)，温升结束。

2)如果温度高于规定温度，温控系统将自动进入试验前冷却模式：启动冷却装置(2)，同时启动强制对流装置(6)。由于冷却装置(2)处于储液箱(1)上部，冷源有利于向下部对流，加上强制对流装置(6)的强制对流作用，也使得储液箱(1)内介质热交换快速且相对均匀，温差小，易于控制温度和精度。温度下降至规定温度允许偏差下限设定值，停止冷却装置(2)，冷却结束。

试验过程中，由于热量对外散失或设备二次产生，会使储液箱内(1)介质温度降低或升高，这样也需要自动对介质进行升温或冷却。

1)如果试验过程中储液箱处于散热状态，温度测量分析系统检测介质温度低于规定温度允许偏差下限设定值。温控系统将自动进入试验中升温模式：启动温升装置(5)，但不启动强制对流装置(6)。利用温升装置(5)处于储液箱(1)下部，热源有利于向上部对流原理，由于此时温差很小，使得储液箱内(1)介质热交换快速且相对均匀，温差小，易于控制温度和精度。温度升至规定温度允许偏差上限设定值，停止温升装置(5)，温升结束。

2)如果试验过程中储液箱处于发热状态，温度测量分析系统检测介质温度高于规定温度允许偏差上限设定值。温控系统将自动进入试验中冷却模式：启动冷却装置(2)，但不启动强制对流装置(6)。利用冷却装置(2)处于储液箱(1)上部，冷源有利于向下部对流原理，由于此时温差很小，使得储液箱(1)内介质热交换快速相对均匀，温差小，易于控制温度和精度。温度下降至规定温度允许偏差下限设定值，停止冷却装置(2)，冷却结束。

本发明的有益效果是：

精度高。

由于采用强制对流系统、冷源和热源上下布置的结构方式，使得介质升温、冷却快速、均匀，各部分介质温差相对较小，易于控制精度。

由于采用三点温控预测与控制技术，使试验需要温度与控制温度联动，保证温升及冷却补偿性。泵进口管路温度传感器的温度是试验需求温度；温升装置温度传感器的温度控制温度；冷却装置温度传感器的温度是控制温度。将三者温度相互结合，保持适当温度梯度与温度预测，保证温控不过度。更易于控制精度。采用全自动化温控技术，保证温升、冷却快速及时，更易于控制精度。

自动化程度高

温度采集使用采集器自动采集，温控采用PLC自动控制。整体系统自动化程度高。

介质适用寿命长

由于采用强制对流及冷源和热源上下布置的结构方式，使得介质对流快速均应，不仅提高精度，也有利于热源周边热量快速散发，不会造成热源表面温度短暂急剧飙高，不会对介质(尤其是油品)成分造成伤害。

该装置市场前景广阔

高精度可调式自动恒温泵试验系统的特点是精度高、自动化程度高，社会效益显著。高精度可调式自动恒温泵试验系统一旦试制成功并形成系列化，其高精度、高自动化的特点这是传统装置无法比拟的。改装将迅速替代老型系统将是一个巨大的市场，具有广阔的市场前景。

附图说明：

图1为本发明结构示意图。

图中标示：1储液箱，2冷却装置，3冷却装置温度传感器，4温升装置温度传感器，5温升装置，6强制对流装置，7进口管路温度传感器，8泵进口管路，9泵出口管路，10试验介质，11温控采集与控制系统

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种泵用高精度可调式自动恒温试验系统，包括储液箱1、试验介质10、温升装置5、冷却装置2、强制对流装置6、温度测量分析系统、温度采集与控制系统11、泵进口管路8和泵出口管路9，试验介质10存放在储液箱1内，温升装置5、冷却装置2、强制对流装置6、温度传感器、泵进口管路8和泵出口管路9都安装在储液箱上1，所述的温升装置5安装在储液箱1内侧下部；冷却装置2安装在储液箱1内侧上部；温度测量分析系统为传感器，传感器分别为冷却装置温度传感器3、温升装置温度传感器4和进口管路温度传感器7，强制对流装置6安装在储液箱1内侧底部；进口管路温度传感器7安装在泵进口管路8上，温升装置温度传感器4安装在温升装置5上部，冷却装置温度传感器3安装在冷却装置2下部，温度采集与控制系统11分别与温升装置5、冷却装置2、强制对流装置6、温度测量分析系统的冷却装置温度传感器3、温升装置温度传感器4和进口管路温度传感器7进行连接。温度采集与控制系统11包括采集器、PLC和继电器。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种泵用高精度可调式自动恒温试验系统，其特征在于：包括储液箱(1)、试验介质(10)、温升装置(5)、冷却装置(2)、强制对流装置(6)、温度测量分析系统、温度采集与控制系统(11)、泵进口管路(8)和泵出口管路(9)，所述的试验介质(10)存放在储液箱(1)内，所述的温升装置(5)、冷却装置(2)、强制对流装置(6)、温度传感器、泵进口管路(8)和泵出口管路(9)都安装在储液箱上(1)，所述的温升装置(5)安装在储液箱(1)内侧下部；所述的冷却装置(2)安装在储液箱(1)内侧上部；所述的温度测量分析系统为传感器，所述的强制对流装置(6)安装在储液箱(1)内侧底部；所述的温度传感器分别安装在泵进口管路(8)上以及温升装置(5)上部和冷却装置(2)下部，所述的温度采集与控制系统(11)分别与温升装置(5)、冷却装置(2)、强制对流装置(6)、温度测量分析系统进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种泵用高精度可调式自动恒温试验系统，其特征在于：所述的温度采集与控制系统(11)包括采集器、PLC和继电器。