CN106016827A - 一种控温精度高的高低温热油控制系统 - Google Patents

一种控温精度高的高低温热油控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种控温精度高的高低温热油控制系统，其包括出油管路、回油管路、冷却装置、加热装置、泵浦、冷却水系统、PLC控制装置和温度控制器，加热装置和冷却装置汇总后与出油管路连通，泵浦与回油管路、加热装置以及冷却装置管道连通，泵浦通过第一电动三通阀分流后分别与冷却装置、加热装置连通，出油管路上设置有第二温度感应器，回油管路上设置有第三温度感应器，PLC控制装置与第三温度感应器、泵浦、第一电动三通阀以及温度控制器电连通，温度控制器与第二温度感应器电连通。本发明温度控制精度高、制热效率和制冷效率高，能够在短时间内实现‑30℃～200℃区间内的温度调节，可控制精度达到±0.1℃。

Description

一种控温精度高的高低温热油控制系统
【技术领域】
本发明属于温度控制技术领域，特别是涉及一种控温精度高的高低温热油控制系统。
【背景技术】
温度控制在现代制造业中应用极为广泛，比如制药、化妆品反应釜控温领域。现有技术中，采用单独的加热和冷却系统控制温度，运用两者的手动切换方式进行冷热交换，其控制温度的精准度难以达到要求，常常造成影响反应釜内的反应效率和效果；且对于超高温和超低温的控制稳定性差。
因此，有必要提供一种新的控温精度高的高低温热油控制系统来解决上述问题。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供一种控温精度高的高低温热油控制系统，能够自动进行加热与冷却切换，且温度控制精度高、冷却与加热效率高，稳定性好。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种控温精度高的高低温热油控制系统，其包括出油管路、回油管路、冷却装置、加热装置、泵浦、冷却水系统、PLC控制装置和温度控制器，所述加热装置和所述冷却装置汇总后与所述出油管路连通，所述泵浦与所述回油管路、所述加热装置以及所述冷却装置管道连通，所述泵浦通过第一电动三通阀分流后分别与所述冷却装置、所述加热装置连通，所述出油管路上设置有第二温度感应器，所述回油管路上设置有第三温度感应器，所述PLC控制装置与所述第三温度感应器、所述泵浦、所述第一电动三通阀以及所述温度控制器电连通，所述温度控制器与所述第二温度感应器电连通。
进一步的，所述冷却水系统与所述加热装置、所述冷却装置管道连通。
进一步的，所述加热装置包括通过第二电动三通阀与所述第一电动三通阀连通的加热管与换热器，所述换热器与所述冷却水系统连通。
进一步的，所述加热管与所述出油管路、所述换热器管道连通。
进一步的，所述温度控制器与所述第二电动三通阀电连通。
进一步的，所述冷却装置包括与所述泵浦连通的蒸发器、与所述蒸发器连通的制冷装置以及与所述制冷装置和所述蒸发器连通的冷凝器，所述冷凝器与所述冷却水系统连通。
进一步的，在所述制冷装置流向所述蒸发器的管道上设置有呈并联式的若干膨胀阀，所述膨胀阀上游设置有第二电磁阀。
进一步的，在所述蒸发器流向所述制冷装置的管道上设置有第一温度感应器，所述第一温度感应器与所述PLC控制装置电连接。
进一步的，还包括膨胀油罐以及集气筒，所述集气筒与所述膨胀油罐汇总后与所述泵浦管道连通。
进一步的，所述膨胀油罐与所述集气筒之间管道连接且在该管道上设置有排气电磁阀，所述排气电磁阀与所述PLC控制装置电连接。
与现有技术相比，本发明一种控温精度高的高低温热油控制系统的有益效果在于：能够自动检测温度，实现冷却与加热的自动切换，且温度控制精度高、稳定性好，制热效率和制冷效率高；能够在短时间内实现-30℃～200℃区间内的温度调节，且可控制精度达到±0.1℃。具体的，
1)将加热装置和冷冻装置集成在统一管道中，通过自动温度获取，设定需要温度自动调节第一电动三通阀以控制导热媒介的流向实现温度控制区间维持在-30℃～200℃；
2)在加热装置中设置加热管与换热器，并通过第二电动三通阀连通，通过PLC控制装置控制第二电动三通阀调节冷却回路的流量以及可控硅控制电加热输出的功率百分比，实现两种加热模式的自动调配功能，稳定系统的温度；
3)在冷却装置中设置两级冷却模式，一方面通过空气压缩机进行制冷；另一反面将经过空气压缩机降温后的冷却介质在冷凝器处，经过冷却水进行二次降温，此设置大大提高了冷却效率；
4)在冷却装置中设置并联式的膨胀阀，并将其统一与蒸发器连通，通过PLC控制装置控制膨胀阀的开启个数来控制冷却装置内冷却介质的流动速度，从而达到控制冷却效率的功能；
5)通过将经过冷却装置的出口与加热装置的出口共用一根管道实现与循环出口的连通，其结构紧凑，节约空间；
6)在循环出口与循环入口处均设置有温度感应器，能够精准的监控循环出口与循环入口处的温度，从而实现对加热程度与冷却程度的精准控制， 最终实现精确控制循环出口的控温油的温度；
7)采用一体化设计，节省设备空间，并对制冷系统紧凑布置，节省散热所消耗的能量，提高了设备的制热效率和制冷效率。
【附图说明】
图1为本发明实施例中PLC控制器的模块示意图；
图中数字表示：
1膨胀油罐；2泵浦；3蒸发器，31流量开关；
4冷却装置，41冷凝器，411压力感应开关，42干燥过滤器，43膨胀罐，431第一电磁阀，44膨胀阀，441第二电磁阀，45气液分离器，46空气压缩机，47油分，48第一温度感应器；
5加热装置，51加热管，511第二排油口，52换热器，53第二电动三通阀，54第一压力传感器，55超温保护模块；
6出油管路，61第二压力传感器，62压力表，63第二温度感应器；
7回油管路，71过滤器，72第三温度感应器；
8冷却水出口；9冷却水入口；10PLC控制装置；11温度控制器；12集气筒；13排气电磁阀；14第一排油口；15第一电动三通阀。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1，本实施例为一种控温精度高的高低温热油控制系统，其包括膨胀油罐1、泵浦2、蒸发器3、冷却装置4、加热装置5、出油管路6、回油管路7、冷却水出口8、冷却水入口9、PLC控制装置10以及温度控制器11。
冷却水出口8与冷却水入口9构成冷却水系统。
膨胀油罐1与泵浦2管道连通。膨胀油罐1内部设置有液位开关(图中未标示)，液位开关与PLC控制装置10电连通。
泵浦2与回油管路7之间设置有集气筒12。集气筒12与膨胀油罐1之间设置有排气电磁阀13，排气电磁阀13分别与集气筒12、膨胀油罐1管道连通。泵浦2与集气筒12和膨胀油罐1之间设置有第一排油口14。第一排油口14主要用于清洗、维修集气筒12和膨胀油罐1时排放控温油。排气电磁阀13主要用于释放集气筒12和膨胀油罐1中的气体，防止热油控制系统中管道内的压力过大而发生爆破现象。
排气电磁阀13与PLC控制装置10电连通。PLC控制装置10与温度控制器11电连通。
泵浦2、蒸发器3以及加热装置5三者在其交汇处设置有第一电动三通阀15，泵浦2、蒸发器3以及加热装置5分别通过管道与第一电动三通阀15的三个通口连通。第一电动三通阀15、泵浦2与PLC控制装置10电连通。通过第一电动三通阀15能够实现控温油进入冷却装置4或进入加热装置5的自动切换。
蒸发器3在其出口处设置有流量开关31，蒸发器3与出油管路6通过管道连通。
冷却装置4为一循环结构且包括冷凝器41、干燥过滤器42、膨胀罐43、呈并联式的四个膨胀阀44、气液分离器45、空气压缩机46以及油分47。
气液分离器45、空气压缩机46以及油分47构成制冷装置。
冷凝器41的一个出口分别与干燥过滤器42、膨胀罐43管道连通，干燥过滤器42与膨胀罐43呈并联式设置。冷凝器41与干燥过滤器42、膨胀罐43之间设置有压力感应开关411。膨胀罐43的进入口处设置有第一电磁阀431。四个膨胀阀44与干燥过滤器42呈串联式设置，且其中三个膨胀阀44与蒸发器3的一个入口管道连通，另一个膨胀阀44与气液分离器45管道连通。膨胀罐43与气液分离器45管道连通。气液分离器45与空气压缩机46管道连通。油分47与冷凝器41管道连通。气液分离器45与蒸发器3管道连通且两者之间设置有监控冷却介质温度的第一温度感应器48。在每个膨胀阀44与干燥过滤器42之间设置有第二电磁阀441。冷凝器41分别与冷却水出口8、冷却水入口9管道连通。
PLC控制装置10与压力感应开关411、第一电磁阀431、第二电磁阀441、第一温度感应器48电连通。
在冷却装置4中，冷却介质在冷凝器41处与冷却水进行热量交换降低其温度，并在蒸发器3处与控温油进行热量交换降低控温油的温度，从而实现对控温油的冷却功能。冷却水依次经过冷却水入口9、冷凝器41、冷却水出口8以及冷却水入口9进行循环运动；同时冷却介质依次经过冷凝器41、干燥过滤器42、膨胀阀44、蒸发器3、气液分离器45、空气压缩机46、油分47再到冷凝器41进行循环运动。
通过设置并联式的多个膨胀阀44，并在每个膨胀阀44之前对应设置一个第二电磁阀441，能够实现通过控制进入蒸发器3中的冷却介质的流量来控制冷却效率，节约了资源。在冷凝器41与气液分离器45之间设置膨胀罐43，当PLC控制装置10检测到冷却装置4中管道内的压力值偏低时，膨胀罐 43将内部的冷却介质挤入管道内，对管道进行补给，提高冷却装置4中管道内部的压力循环。冷却装置4不仅可以通过膨胀阀44的开启个数来控制冷却效率，还可通过提高冷却装置4中管道内部的流动速度来提高冷却效率。
加热装置5包括加热管51、换热器52。
在加热管51、换热器52与第一电动三通阀15三者交汇处设置有第二电动三通阀53，加热管51、换热器52与第一电动三通阀15分别通过管道与第二电动三通阀53的三个通口连通。加热管51与出油管路6管道连通。加热管51处设置有第二排油口511。换热器52分别与冷却水出口8、冷却水入口9通过管道连通，且与加热管51管道连通。换热器52与加热管51之间设置有第一压力传感器54。加热管51中设置有超温保护模块55。
PLC控制装置10与第一压力传感器54电连通。温度控制器11与加热管51、第二电动三通阀53电连通。
在加热装置5中，控温油可直接通过加热管51对其进行温度调整，也可部分经过换热器52再到达加热管51。冷却水依次经过冷却水入口9、换热器52、冷却水出口8以及冷却水入口9进行循环运动，控温油在换热器52处与冷却水进行热量交换，从而实现对控温油的温度调整。通过温度控制器11，可实现对第二电动三通阀53中两个出口流量的控制，从而可实现根据需求分配直接进入加热管51的流量与经过换热器52后再进入加热管51的流量，最终达到精准控制控温油的功能。
出油管路6在与加热装置5和蒸发器3之间顺着流量方向依次设置有第二压力传感器61、压力表62以及第二温度感应器63。第二压力传感器61与PLC控制装置10电连通；第二温度感应器63与温度控制器11电连通。
回油管路7与集气筒12通过管道连通且顺着流量方向依次设置有过滤器71、第三温度感应器72。第三温度感应器72与PLC控制装置10电连通。
本实施例为一种控温精度高的高低温热油控制系统的工作原理为：泵浦2将控温油泵送经过第一电动三通阀15；PLC控制装置10根据第三温度感应器72的温度反馈，以及客户需要的温度设定值，PLC控制装置10判断进行冷却还是进行加热；若进行冷却，则第一电动三通阀15朝着冷却装置4方向开启，在冷却装置4过程中，根据需要冷却的温差大小，PLC控制装置10和温度控制器11共同控制膨胀阀44开启的个数与冷却介质内部流动速度来实现对控温油的冷却；若进行加热，则第一电动三通阀15朝着加热装置5方向开启，在加热装置5过程中，根据需要加热的温差大小，PLC控制装置10和 温度控制器11共同控制第二电动三通阀53的开启程度，分配直接进入加热管51的流量与经过换热器52后再进入加热管51的流量，从而实现对控温油的加热；经过冷却装置4或加热装置5的控温油经过出油管路6进入到客户的设备中，再经过回油管路7返回到集气筒12中，经过排气电磁阀13进行排气、膨胀油罐1进行补油，再由泵浦2泵送到系统中进行下一个循环路径。
本实施例为一种控温精度高的高低温热油控制系统的有益效果在于：能够自动检测温度，实现冷却与加热的自动切换，且温度控制精度高、稳定性好，制热效率和制冷效率高；能够在短时间内实现-30℃～200℃区间内的温度调节，且可控制精度达到±0.1℃。具体的，
1)将加热装置和冷冻装置集成在统一管道中，通过自动温度获取，设定需要温度自动调节第一电动三通阀以控制导热媒介的流向实现温度控制区间维持在-30℃～200℃；
2)在加热装置中设置加热管与换热器，并通过第二电动三通阀连通，通过PLC控制装置控制第二电动三通阀调节冷却回路的流量以及可控硅控制电加热输出的功率百分比，实现两种加热模式的自动调配功能，稳定系统的温度；
3)在冷却装置中设置两级冷却模式，一方面通过空气压缩机进行制冷；另一反面将经过空气压缩机降温后的冷却介质在冷凝器处，经过冷却水进行二次降温，此设置大大提高了冷却效率；
4)在冷却装置中设置并联式的膨胀阀，并将其统一与蒸发器连通，通过PLC控制装置控制膨胀阀的开启个数来控制冷却装置内冷却介质的流动速度，从而达到控制冷却效率的功能；
5)通过将经过冷却装置的出口与加热装置的出口共用一根管道实现与循环出口的连通，其结构紧凑，节约空间；
6)在循环出口与循环入口处均设置有温度感应器，能够精准的监控循环出口与循环入口处的温度，从而实现对加热程度与冷却程度的精准控制，最终实现精确控制循环出口的控温油的温度；
7)采用一体化设计，节省设备空间，并对制冷系统紧凑布置，节省散热所消耗的能量，提高了设备的制热效率和制冷效率。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种控温精度高的高低温热油控制系统，其特征在于：其包括出油管路、回油管路、冷却装置、加热装置、泵浦、冷却水系统、PLC控制装置和温度控制器，所述加热装置和所述冷却装置汇总后与所述出油管路连通，所述泵浦与所述回油管路、所述加热装置以及所述冷却装置管道连通，所述泵浦通过第一电动三通阀分流后分别与所述冷却装置、所述加热装置连通，所述出油管路上设置有第二温度感应器，所述回油管路上设置有第三温度感应器，所述PLC控制装置与所述第三温度感应器、所述泵浦、所述第一电动三通阀以及所述温度控制器电连通，所述温度控制器与所述第二温度感应器电连通。
2.如权利要求1所述的控温精度高的高低温热油控制系统，其特征在于：所述冷却水系统与所述加热装置、所述冷却装置管道连通。
3.如权利要求1所述的控温精度高的高低温热油控制系统，其特征在于：所述加热装置包括通过第二电动三通阀与所述第一电动三通阀连通的加热管与换热器，所述换热器与所述冷却水系统连通。
4.如权利要求3所述的控温精度高的高低温热油控制系统，其特征在于：所述加热管与所述出油管路、所述换热器管道连通。
5.如权利要求3所述的控温精度高的高低温热油控制系统，其特征在于：所述温度控制器与所述第二电动三通阀电连通。
6.如权利要求1所述的控温精度高的高低温热油控制系统，其特征在于：所述冷却装置包括与所述泵浦连通的蒸发器、与所述蒸发器连通的制冷装置以及与所述制冷装置和所述蒸发器连通的冷凝器，所述冷凝器与所述冷却水系统连通。
7.如权利要求6所述的控温精度高的高低温热油控制系统，其特征在于：在所述制冷装置流向所述蒸发器的管道上设置有呈并联式的若干膨胀阀，所述膨胀阀上游设置有第二电磁阀。
8.如权利要求7所述的控温精度高的高低温热油控制系统，其特征在于：在所述蒸发器流向所述制冷装置的管道上设置有第一温度感应器，所述第一温度感应器与所述PLC控制装置电连接。
9.如权利要求1所述的控温精度高的高低温热油控制系统，其特征在于：还包括膨胀油罐以及集气筒，所述集气筒与所述膨胀油罐汇总后与所述泵浦管道连通。
10.如权利要求9所述的控温精度高的高低温热油控制系统，其特征在于：所述膨胀油罐与所述集气筒之间管道连接且在该管道上设置有排气电磁阀，所述排气电磁阀与所述PLC控制装置电连接。
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