CN106839489A - 一种用于智能曝气推流系统的涡流管自动调温装置及控制方法 - Google Patents

一种用于智能曝气推流系统的涡流管自动调温装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于智能曝气推流系统的涡流管自动调温装置及控制方法，为整个系统的安全稳定运行提供了保证。系统主要构件包括罗茨风机、消音罐、压力表、电磁阀、控制阀、主通气管路、曝气盘、调温管路、稳压罐、气源处理器、控制柜、涡流管、换向阀、万向管、温度感应器。该系统通过控制柜实现对整个系统的启动与关闭控制，罗茨风机在向主通气管路供气的同时，也通过调温管路向涡流管进气口供气，无需消耗额外的能源，并且根据温度传感器的反馈信号自动控制调温管路中电磁阀的开启与换向阀的工作位置，以实现对控制柜内部的调温功能，为整套系统的稳定运行提供保障。

Description

一种用于智能曝气推流系统的涡流管自动调温装置及控制 方法
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，更具体的说，是一种用于智能曝气推流系统的涡流管自动调温装置。
背景技术
本发明专利基于以下背景：智能曝气推流系统是一种用于工业化高密度水产养殖的增氧推流装置，系统的稳定运行对于水产养殖具有至关重要的作用。尤其在夏季和冬季温度条件恶劣的情况下，高密度水产养殖对于增氧的需求也相应增大，此时更需要保证系统的稳定运行。
随着电子技术的快速发展，电子设备过热以及环境温度过高所带来的问题受到了越来越多的关注。事实表明，电子元器件的使用寿命随温度的升高呈指数型降低，并且对于其性能和稳定运行都有着极其不利的影响。不少电子设备不能适应在恶劣环境下的使用要求，例如在高温环境中长时间运行将会造成电子设备过早地失效，并且运行过程中的可靠性得不到保障，容易发生运行事故，对于电子设备工作环境进行调温处理显得十分必要。
电子元器件由于自身和工作环境的限制，温度调节过程需要严格控制水份的进入，干燥的空气成为电子设备进行温度调节的理想工作介质。
涡流管是一种结构简单的能量分离装置，具有体积小、无运动部件、运行可靠等特点,工作介质是空气，不需要其它的任何外来能量，因此，涡流管是一种环境友好型制冷系统，并且能源消耗小，在冷却电气控制柜方面具有独特的优势，可以有效地防止因设备过热或温度过低引起的设备控制失灵，使设备运行可靠。
发明内容
为了更好地对智能曝气推流系统的控制柜进行温度调节，保障整个系统的稳定运行，本发明提供了一种用于智能曝气推流系统的涡流管自动调温装置，调温管路将气体通向涡流管进气口，经能量分离后由涡流管两端排出冷、热两股气体接入换向阀，有效地对控制柜进行调温处理。在整个系统中，自动调温装置无需额外的能量，节约能源，保护环境。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于智能曝气推流系统的涡流管自动调温装置，其特征在于，包括气体生成单元、涡流管自动调温单元、水下曝气单元；
所述气体生成单元包括底座、罗茨风机、第一法兰盘、压力表、消音罐；所述罗茨风机固定在底座上，罗茨风机出气口经由第二法兰盘与消音罐连接，中间装有压力表，控制柜控制罗茨风机的开启；
所述气体生成单元用于提供涡流管自动调温单元所需要的气源；所述涡流管自动调温单元包括主连接管路、电磁阀、调温管路、第一控制阀、稳压罐、第二控制阀、气源处理器、内置温度传感器、第一万向管、控制柜、外置温度传感器、第二万向管、换向阀、涡流管；调温管路一端连接主连接管路，另一端连接稳压罐进口，调温管路进口处装有电磁阀，稳压罐出口通向涡流管进口，中间装有气源处理器，涡流管冷端与热端出口分别连接换向阀的A进气口和C进气口，换向阀的B出气口和D出气口分别接第一万向管、第二万向管，第一万向管通向控制柜外部，第二万向管通向控制柜内部；
所述水下曝气单元包括主连接管路、主通气管路、第三控制阀、通气支路、曝气盘、支架，所述主连接管路连接主通气管路，所述主通气管路通过通气支路并联多个曝气盘支路，每个通气支路上设有控制阀，曝气盘由支架固定；系统开始运行时，控制柜控制罗茨风机启动，气体经消音罐通向主通气管路，并由管路上的各个分支分流向水下的曝气盘中；若需要进行控制柜的调温操作则通过控制柜开启电磁阀，气体经由调温管路通向涡流管和换向阀对控制柜进行调温。
进一步，所述的一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置，其特征在于，控制柜内外两侧装有内置温度传感器与外置温度传感器，涡流管自动调温单元启动时，控制柜通过内置温度传感器连续时间段内平均值控制电磁阀开启并判断进行降温或者升温操作，由此控制换向阀的工作位置，电磁阀开启之后，其关闭由外置温度传感器反馈值控制；外置温度传感器监测外部环境温度并将温度值反馈至控制柜，当不需要进行调温处理时控制柜根据外度温度反馈值自动控制电磁阀关闭，电磁阀关闭之后，外置温度传感器只保留启动功能，此时电磁阀的开启重新由内置传感器反馈值控制。
进一步，所述的一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置，其特征在于，所述换向阀处于第一工作位置时，A进气口与D出气口相通，C进气口与B出气口相通，冷气通入控制柜内部，热气通向外部；换向阀处于第二工作位置时，A进气口与B出气口相通，C进气口与D出气口相通，热气通入控制柜内部，冷气通向外部。
进一步，所述的一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置，其特征在于，所述水下曝气单元还包括第二法兰盘，第二法兰盘将消音罐和主连接管路相连。
进一步，所述的一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置，其特征在于，所述罗茨风机由地脚螺栓固定在底座上。
本发明的控制方法的技术方案如下：
一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置，包括步骤：
S1，智能曝气推流系统启动，通气支路控制阀开启，控制柜控制罗茨风机启动，气体经由消音罐通入主通气管路，之后分流进入通气支路，最后流入曝气盘，通过曝气盘微孔实现水下曝气推流
S2，涡流管自动调温装置启动，在夏季或冬季温度条件恶劣的环境下，开启调温管路中的第一控制阀与第二控制阀，确保管路畅通，控制柜根据内置温度传感器反馈值控制电磁阀开启，气体经由稳压罐和气源处理器进入涡流管进口。
S3，涡流管自动调温装置自动调温，涡流管自动调温单元启动后，控制柜通过内置温度传感器连续时间段内平均值判断进行降温或者升温操作，由此控制换向阀的工作位置；若环境温度较高，换向阀处于第一工作位置，A进气口与D出气口相通，C进气口与B出气口相通，冷气通入控制柜内部，热气通向外部；若环境温度较低，换向阀转向第二工作位置，A进气口与B出气口相通，C进气口与D出气口相通，热气通入控制柜内部，冷气通向外部。
S4，涡流管自动调温装置关闭，电磁阀开启之后，其关闭由外置温度传感器反馈值控制，外置温度传感器监测外部环境温度，控制柜根据外置温度传感器反馈值控制电磁阀的关闭，电磁阀关闭之后外置温度传感器只保留监测功能，此时电磁阀的开启重新由内置温度传感器反馈值控制。
S5，智能曝气推流系统关闭，通过控制柜关闭整个系统。
本发明具有以下技术效果：
本发明的涡流管自动调温装置只需将气体引入涡流管，无需额外的能量消耗，节约能源，且结构简单、安装方便。
本发明的涡流管自动调温装置操作简单，在控制柜、电磁阀和温度传感器之间可实现自动控制。开启时，控制柜根据内置温度传感器反馈值控制电磁阀的开启和换向阀的工作位置，电磁阀开启之后，内置温度传感器只保留监测功能，电磁阀的关闭由控制柜根据外置温度传感器反馈值控制，电磁阀关闭之后，外置温度传感器只保留监测功能，此时电磁阀的开启重新由内置温度传感器反馈值控制。
本发明的涡流管自动调温装置可以较好地调节控制柜的内部温度，保证整个智能曝气推流系统的稳定运行。
附图说明
图1为一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置示意图；
图2为换向阀内部通路方案图；其中(a)为换向阀第一工作位置；(b)为换向阀第二工作位置。
图1中：1-底座2-地脚螺栓3-罗茨风机4-第一法兰盘5-压力表6-消音罐7-第二法兰盘8-调温管路9-电磁阀10-主连接管路11-第一控制阀12-稳压罐13-第二控制阀14-气源处理器，15-内置温度传感器16-第一万向管17-控制柜18-外置温度传感器19-第二万向管20-换向阀21-涡流管22-主通气管路23-第三控制阀24-通气支路25-曝气盘26-支架
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1为一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置示意图,其连接方式为：罗茨风机1由地脚螺栓2固定在底座1上，其出气口由第一法兰盘4与消音罐6进气口相连接，中间装有压力表5，消音罐6出气口通过第二法兰盘7与主连接管路10相连接，主连接管路10另一端连接主通气管路22，通气支路24连接主通气管路22与曝气盘25，通气支路24进口装有第三控制阀23，曝气盘25放置在水下支架26上；调温管路8连接主连接管路10与稳压罐12，电磁阀9安装在调温管路8进口处，稳压罐12两边装有第一控制阀11和第二控制阀13，稳压罐13出口由管路连接涡流管21进口，中间装有气源处理器14，涡流管21冷端与热端出口分别连接换向阀20两个进口，换向阀20两个出口分别连接第一万向管16、第二万向管19，第一万向管通向控制柜17外部，第二万向管通向控制柜17内部，内置温度传感器15装在控制柜17内侧，外置温度传感器18装在控制柜17外部；另外，罗茨风机3与电磁阀9的启闭以及换向阀20的工作位置均由控制柜17控制。
图2为换向阀内部通路方案图，换向阀进气口A、C分别连接涡流管冷端与热端出气口，出气口B、D分别接第一万向管、第二万向管，第一万向管通向控制柜外部，第二万向管通向控制柜内部。a为换向阀第一工作位置，A进气口与D出气口相通，C进气口与B出气口相通，此时冷气通入控制柜内部，热气通向控制柜外部；b为换向阀第二工作位置，A进气口与B出气口相通，C进气口与D出气口相通，此时热气通入控制柜内部，冷气通向控制柜外部。
本发明的一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置控制方法，包括步骤：
1、智能曝气推流系统启动，通气支路控制阀开启，控制柜控制罗茨风机启动，气体经由消音罐通入主通气管路，之后分流进入通气支路，最后流入曝气盘，通过曝气盘微孔实现水下曝气推流
2、涡流管自动调温装置启动，在夏季或冬季温度条件恶劣的环境下，开启调温管路中的第一控制阀与第二控制阀，确保管路畅通，按下涡流管自动调温装置按钮，控制柜根据内置温度传感器反馈值控制电磁阀开启，气体经由稳压罐和气源处理器进入涡流管进口。
3、涡流管自动调温装置自动调温，涡流管自动调温单元启动后，控制柜通过内置温度传感器连续时间段内平均值判断进行降温或者升温操作，由此控制换向阀的工作位置；若环境温度较高，换向阀处于第一工作位置，A进气口与D出气口相通，C进气口与B出气口相通，冷气通入控制柜内部，热气通向外部；若环境温度较低，换向阀转向第二工作位置，A进气口与B出气口相通，C进气口与D出气口相通，热气通入控制柜内部，冷气通向外部。
4、涡流管自动调温装置关闭，电磁阀开启之后，其关闭由外置温度传感器反馈值控制，外置温度传感器监测外部环境温度，控制柜根据外置温度传感器反馈值控制电磁阀的关闭，电磁阀关闭之后外置温度传感器只保留监测功能，此时电磁阀的开启重新由内置温度传感器反馈值控制。
5、智能曝气推流系统关闭，通过控制柜关闭整个系统。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于智能曝气推流系统的涡流管自动调温装置，其特征在于，包括气体生成单元、涡流管自动调温单元、水下曝气单元；
所述气体生成单元包括底座(1)、罗茨风机(3)、第一法兰盘(4)、压力表(5)、消音罐(6)；所述罗茨风机(3)固定在底座(1)上，罗茨风机(3)出气口经由第二法兰盘(4)与消音罐(6)连接，中间装有压力表(5)，控制柜(17)控制罗茨风机(3)的开启；
所述气体生成单元用于提供涡流管自动调温单元所需要的气源；所述涡流管自动调温单元包括主连接管路(10)、电磁阀(9)、调温管路(8)、第一控制阀(11)、稳压罐(12)、第二控制阀(13)、气源处理器(14)、内置温度传感器(15)、第一万向管(16)、控制柜(17)、外置温度传感器(18)、第二万向管(19)、换向阀(20)、涡流管(21)；调温管路(8)一端连接主连接管路(10)，另一端连接稳压罐(12)进口，调温管路(8)进口处装有电磁阀(9)，稳压罐(12)出口通向涡流管(21)进口，中间装有气源处理器(14)，涡流管(21)冷端与热端出口分别连接换向阀(20)的A进气口和C进气口，换向阀(20)的B出气口和D出气口分别接第一万向管(16)、第二万向管(19)，第一万向管(16)通向控制柜(17)外部，第二万向管(19)通向控制柜(17)内部；
所述水下曝气单元包括主连接管路(10)、主通气管路(22)、第三控制阀(23)、通气支路(24)、曝气盘(25)、支架(26)，所述主连接管路(10)连接主通气管路(22)，所述主通气管路(22)通过通气支路(24)并联多个曝气盘(25)分支，每个通气支路(24)上设有控制阀(23)，曝气盘(25)由支架(26)固定；系统开始运行时，控制柜(17)控制罗茨风机(3)启动，气体经消音罐(6)通向主通气管路(22)，并由管路上的各个分支分流向水下的曝气盘(25)中；若需要进行控制柜(17)的调温操作则通过控制柜开启电磁阀(9)，气体经由调温管路(8)通向涡流管(21)和换向阀(20)对控制柜(17)进行调温。
2.根据权利要求1所述的一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置，其特征在于，控制柜(17)内外两侧装有内置温度传感器(15)与外置温度传感器(18)，涡流管自动调温单元启动时，控制柜(17)通过内置温度传感器连续时间段内平均值控制电磁阀(9)开启并判断进行降温或者升温操作，由此控制换向阀(20)的工作位置，电磁阀(9)开启之后，其关闭由外置温度传感器(18)反馈值控制；外置温度传感器(18)监测外部环境温度并将温度值反馈至控制柜(17)，当不需要进行调温处理时控制柜(17)根据外度温度反馈值自动控制电磁阀(9)关闭，电磁阀关闭之后，外置温度传感器只保留启动功能，此时电磁阀的开启重新由内置传感器反馈值控制。
3.根据权利要求1所述的一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置，其特征在于，所述换向阀(20)处于第一工作位置时，A进气口与D出气口相通，C进气口与B出气口相通，冷气通入控制柜(17)内部，热气通向外部；换向阀(20)处于第二工作位置时，A进气口与B出气口相通，C进气口与D出气口相通，热气通入控制柜(17)内部，冷气通向外部。
4.根据权利要求1所述的一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置，其特征在于，所述水下曝气单元还包括第二法兰盘(7)，第二法兰盘(7)将消音罐(6)和主连接管路(10)相连。
5.根据权利要求1所述的一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置，其特征在于，所述罗茨风机(3)由地脚螺栓(2)固定在底座(1)上。
6.根据权利要求1所述的一种用于智能曝气推流的涡流管自动调温装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：
S1，智能曝气推流系统启动，通气支路(24)控制阀(23)开启，控制柜(17)控制罗茨风机(3)启动，气体经由消音罐(6)通入主通气管路(22)，之后分流进入通气支路(24)，最后流入曝气盘(25)通过曝气盘微孔实现水下曝气推流
S2，涡流管自动调温装置启动，在夏季或冬季温度条件恶劣的环境下，开启调温管路(8)中的第一控制阀(11)与第二控制阀(13)，确保管路畅通，控制柜(17)根据内置温度传感器(15)反馈值控制电磁阀(9)开启，气体经由稳压罐(12)和气源处理器(14)进入涡流管(21)进口。
S3，涡流管自动调温装置自动调温，涡流管自动调温单元启动后，控制柜(17)通过内置温度传感器(15)连续时间段内平均值判断进行降温或者升温操作，由此控制换向阀(20)的工作位置；若环境温度较高，换向阀(20)处于第一工作位置，A进气口与D出气口相通，C进气口与B出气口相通，冷气通入控制柜(17)内部，热气通向外部；若环境温度较低，换向阀(20)转向第二工作位置，A进气口与B出气口相通，C进气口与D出气口相通，热气通入控制柜(17)内部，冷气通向外部。
S4，涡流管自动调温装置关闭，电磁阀(9)开启之后，其关闭由外置温度传感器(18)反馈值控制，外置温度传感器(18)监测外部环境温度，控制柜(17)根据外置温度传感器(18)反馈值控制电磁阀(9)的关闭，电磁阀(9)关闭之后外置温度传感器(18)只保留监测功能，此时电磁阀(9)的开启重新由内置温度传感器(15)反馈值控制。
S5，智能曝气推流系统关闭，通过控制柜(17)关闭整个系统。
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