CN111006134B - 余热循环冷却液的分配系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种余热循环冷却液的分配系统及方法，能够根据出液实时温度与预设阈值的差值，具体通过温度调节装置与各单向阀的开闭关系，以及出液管的开口角度调节，从而在最短的时间内实现回流液及补水液的进液均衡，从而以最快的速度实现出液实时温度尽可能趋近于预设阈值，从而不需要额外提供动力实现升温或降温操作，就能实现回流液及补水液的及时补充，减少后续热水解、沼气提纯、提油等工艺步骤的准备时间，提高生产效率，降低生产成。

Description

余热循环冷却液的分配系统及方法
技术领域
本发明涉及余热循环控制的技术领域，具体涉及一种余热循环冷却液的分配系统及方法。
背景技术
随着社会的进步和经济的发展，人们生活水平的不断提高，使得餐厨废弃物越来越多，能否将其妥善处置，将直接关系到食品卫生安全和人民群众的身体健康；同时随着我国城镇污水处理事业的快速发展，污泥产生量日益增加。因此现有技术中已经逐步出现针对餐厨废弃物和污水厂污泥的协同解决方法。
例如，发明专利申请“一种餐厨废弃及污水厂污泥协同处理方法”（申请公布号CN106964633A，公布日2017.07.21）公开了一种餐厨废弃物及污水处理厂污泥协同处理方法，利用该方法不但可以稳定处理餐厨废弃物及生活污泥，使其无害化和减量化，同时还可以生产出可利用的沼气及园林生物碳土，变废为宝。
在该工艺过程中，需要向系统先提供高温的蒸汽环境进行热水解、沼气提纯、提油等工艺步骤，再将热水进行回收以实现循环利用，在此过程中不足的回流液经补水液补足，而在补水的过程中，如何在最短的时间内实现回流液及补水液的温度均衡及稳定是目前亟需解决的问题，回流液及补水液补充不均衡，容易导致进入热水解、沼气提纯、提油等工艺步骤的高温蒸汽的温度过高或过低，从而需要额外提供动力实现升温或降温操作，同时回流液及补水液补充不及时，也会延长后续热水解、沼气提纯、提油等工艺步骤的准备时间，降低生产效率，提高生产成本。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，本发明提供了一种余热循环冷却液的分配系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：余热循环冷却液的分配系统，其特征在于：包括缓存罐，所述缓存罐的一侧与回流管道连接并与其内部连通，所述缓存罐的相反一侧与补水管道连接并与其内部连通，位于所述回流管道与所述补水管道之间设置有与所述缓存罐内部连通的驱动装置，与所述驱动装置相反的一侧设置有与所述缓存罐内部连通的出液管；
所述缓存罐内部设置有混合腔，在所述混合腔的内部设置有温度调节装置；
所述缓存罐内部靠近所述回流管道的一侧设置有回流内腔和回流环腔，所述回流环腔围绕设置于所述回流内腔的外周且与所述回流内腔内部连通，所述回流内腔与所述混合腔之间设置有回流内腔单向阀；
所述缓存罐内部靠近所述补水管道的一侧设置有补水内腔和补水环腔，所述补水环腔围绕设置于所述补水内腔的外周且与所述补水内腔内部连通，所述补水内腔与所述混合腔之间设置有补水内腔单向阀；
所述缓存罐内部靠近所述驱动装置的一侧设置有驱动通道，所述驱动装置通过所述驱动通道向所述混合腔内混合液的流动提供驱动力；
所述缓存罐内部靠近所述出液管的一侧设置有出液通道，所述出液通道与所述混合腔内部连通且在其连通位置设置有出液单向阀；所述出液通道与所述回流环腔内部连通且在其连通位置设置有回流环腔单向阀，所述出液通道与所述补水环腔内部连通且在其连通位置设置有补水环腔单向阀；
在所述回流管道与所述缓存罐的连接位置内部设置有回流温度检测装置，在所述补水管道与所述缓存罐的连接位置内部设置有补水温度检测装置，在所述出液管与所述缓存罐的连接位置内部设置有出液温度检测装置；
所述出液管的开口角度能够调节。
进一步地，在所述回流内腔的腔壁上沿圆周方向等间距间隔设置有若干个回流通孔，所述回流内腔通过回流通孔与所述回流环腔内部连通。
进一步地，从回流管道进入缓存罐内部的回流液经所述回流通孔后先填满回流环腔后再填满回流内腔。
进一步地，在所述补水内腔的腔壁上沿圆周方向等间距间隔设置有若干个补水通孔，所述补水内腔通过补水通孔与所述补水环腔内部连通。
进一步地，从补水管道进入缓存罐内部的补水液经所述补水通孔后先填满补水环腔后再填满补水内腔。
进一步地，所述温度调节装置包括相互间隔设置的加热装置及冷却装置。
进一步地，所述出液通道选用锥形出液通道。
进一步地，所述出液管的开口位于最大角度时，所述出液管的管壁与所述出液通道的锥形管壁保持齐平。
进一步地，本发明还提供一种余热循环冷却液的分配方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）回流液经回流管道流入回流内腔，并经回流通孔先填满回流环腔，再逐步填满回流内腔，并通过回流温度检测装置实时检测从回流管道流入的回流液的实时温度；
（2）补水液经补水管道流入补水内腔，并经补水通孔先填满补水环腔，再逐步填满补水内腔，并通过补水温度检测装置实时检测从补水管道流入的补水液的实时温度；
（3）出液温度检测装置实时检测出液管排出的混合液的实时温度，
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值落入预设的第一范围内时，保持回流内腔单向阀、补水内腔单向阀、出液单向阀开启，回流环腔单向阀、补水环腔单向阀关闭，保持出液管的开口角度不变，通过调节温度调节装置调节混合液的出液实时温度至预设的第一范围内；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第一范围且落入预设的第二范围内时，通过调节温度调节装置控制混合液的出液实时温度的同时，关闭回流内腔单向阀且开启回流环腔单向阀，或关闭补水内腔单向阀且开启补水环腔单向阀，保持出液管的开口角度不变，从而调节混合液的出液实时温度至预设的第一范围内；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第二范围且落入预设的第三范围内时，关闭回流内腔单向阀且开启回流环腔单向阀，或关闭补水内腔单向阀且开启补水环腔单向阀，同时关闭出液单向阀并增大出液管的开口角度至最大开口位置，从而调节混合液的出液实时温度至预设的第一范围内。
进一步地，所述预设的第一范围落入所述预设的第二范围内，所述预设的第二范围落入所述预设的第三范围内。
本发明的有益效果是：
（1）能够根据出液实时温度与预设阈值的差值，具体通过温度调节装置与各单向阀的开闭关系，以及出液管的开口角度调节，从而在最短的时间内实现回流液及补水液的进液均衡，从而以最快的速度实现出液实时温度尽可能趋近于预设阈值，从而不需要额外提供动力实现升温或降温操作，就能实现回流液及补水液的及时补充，减少后续热水解、沼气提纯、提油等工艺步骤的准备时间，提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明余热循环冷却液的分配系统的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
余热循环冷却液的分配系统，包括缓存罐3，缓存罐3的一侧与回流管道1连接并与其内部连通，回流管道1用于回流余热回收循坏系统中的回流液，缓存罐3的相反一侧与补水管道2连接并与其内部连通，补水管道2用于连接软化系统以用于向系统中补充补水液参与到新的回流余热回收循坏系统中，位于回流管道1与补水管道2之间设置有与缓存罐3内部连通的驱动装置4，驱动装置4用于驱动缓存罐3中的混合液朝向出液管5方向流动，与驱动装置4相反的一侧设置有与缓存罐3内部连通的出液管5，混合液通过出液管5实现出液；
缓存罐3内部设置有混合腔3-0，在混合腔3-0的内部设置有温度调节装置3-a，通过温度调节装置3-a实现对混合腔3-0的内部的混合液的温度调节；
缓存罐3内部靠近回流管道1的一侧设置有回流内腔3-11和回流环腔3-12，回流环腔3-12围绕设置于回流内腔3-11的外周且与回流内腔3-11内部连通，回流内腔3-11与混合腔3-0之间设置有回流内腔单向阀3-1a，回流内腔单向阀3-1a开启时能够实现回流液从回流内腔3-11进入混合腔3-0中而阻止混合腔3-0中的混合液流回回流内腔3-11中；
缓存罐3内部靠近补水管道1的一侧设置有补水内腔3-21和补水环腔3-22，补水环腔3-32围绕设置于补水内腔3-21的外周且与补水内腔3-21内部连通，补水内腔3-21与混合腔3-0之间设置有补水内腔单向阀3-2a，补水内腔单向阀3-2a开启时能够实现补水液从补水内腔3-21进入混合腔3-0中而阻止混合腔3-0中的混合液流回补水内腔3-21中；
缓存罐3内部靠近驱动装置4的一侧设置有驱动通道3-3，驱动装置4通过驱动通道3-3向混合腔3-0内混合液的流动提供驱动力，在驱动力的作用下驱动混合腔3-0中的混合液朝向出液管5的方向流动，作为优选，驱动装置4选用风力驱动装置；
缓存罐3内部靠近出液管5的一侧设置有出液通道3-4，出液通道3-4与混合腔3-0内部连通且在其连通位置设置有出液单向阀3-0a，通过出液单向阀3-0a能够实现混合液经出液通道3-4从出液管5流出；出液通道3-4与回流环腔3-12内部连通且在其连通位置设置有回流环腔单向阀3-1b，通过回流环腔单向阀3-1b能够实现回流液直接从回流环腔3-12经出液通道3-4由出液管5流出，出液通道3-4与补水环腔3-22内部连通且在其连通位置设置有补水环腔单向阀3-2b，通过补水环腔单向阀3-2b能够实现补水液直接从补水环腔3-22经出液通道3-4由出液管5流出；
在回流管道1与缓存罐3的连接位置内部设置有回流温度检测装置1-1以用于检测从回流管道1流入缓存罐3中的回流液的实时温度，在补水管道2与缓存罐3的连接位置内部设置有补水温度检测装置2-1以用于检测从补水管道2流入缓存罐3中的补水液的实时温度，在出液管5与缓存罐3的连接位置内部设置有出液温度检测装置5-1以用于检测从出液管5流出的混合液的实时温度；
出液管5的开口角度能够调节从而实现在最短的时间内以最快的速度实现出液实时温度尽可能趋近于预设阈值。
具体地，在回流内腔3-11的腔壁上沿圆周方向等间距间隔设置有若干个回流通孔，回流内腔3-11通过回流通孔与回流环腔3-12内部连通，从而保证进入回流内腔3-11的回流液从其圆周方向上的各个位置都能进入回流环腔3-12内。
具体地，从回流管道1进入缓存罐3内部的回流液经回流通孔后先填满回流环腔3-12后再填满回流内腔3-11，从而保证回流环腔3-12内充满回流液后回流液再填满回流内腔3-11。
具体地，在补水内腔3-21的腔壁上沿圆周方向等间距间隔设置有若干个补水通孔，补水内腔3-21通过补水通孔与补水环腔3-22内部连通，从而保证进入补水内腔3-21的回流液从其圆周方向上的各个位置都能进入补水环腔3-22内。
具体地，从补水管道2进入缓存罐3内部的补水液经补水通孔后先填满补水环腔3-22后再填满补水内腔3-21，从而保证补水环腔3-22内充满补水液后补水液再填满补水内腔3-21。
具体地，温度调节装置3-a包括相互间隔设置的加热装置及冷却装置，从而在混合液温度过低时实现加热，在混合液温度过高时实现冷却。
具体地，出液通道3-4选用锥形出液通道进一步方便混合液的顺利流出。
具体地，出液管5的开口位于最大角度时，出液管5的管壁与出液通道3-4的锥形管壁保持齐平，从而避免出液管5的管壁扩张过大而导致的混合液对出液管5的管壁造成的折断及损坏风险。
具体地，本发明还提供一种余热循环冷却液的分配方法，包括以下步骤：
（1）回流液经回流管道流入回流内腔，并经回流通孔先填满回流环腔，再逐步填满回流内腔，并通过回流温度检测装置实时检测从回流管道流入的回流液的实时温度；当回流温度检测装置实时检测到的从回流管道流入的回流液的实时温度超出回流温度预设范围时，关闭回流管道停止回流液从回流管道1进入缓存罐3；
（2）补水液经补水管道流入补水内腔，并经补水通孔先填满补水环腔，再逐步填满补水内腔，并通过补水温度检测装置实时检测从补水管道流入的补水液的实时温度；当补水温度检测装置实时检测到的从补水管道流入的补水液的实时温度超出补水温度预设范围时，关闭补水管道停止补水液从补水管道2进入缓存罐3；
（3）出液温度检测装置实时检测出液管排出的混合液的实时温度，
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值落入预设的第一范围内时，保持回流内腔单向阀、补水内腔单向阀、出液单向阀开启，回流环腔单向阀、补水环腔单向阀关闭，保持出液管的开口角度不变，回流液从回流管道经回流内腔进入缓存罐再经出液通道3-4从出液管5排出，补水液从补水管道经补水内腔进入缓存罐再经出液通道3-4从出液管5排出，通过调节温度调节装置调节混合液的出液实时温度至预设的第一范围内；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第一范围且落入预设的第二范围内时，通过调节温度调节装置控制混合液的出液实时温度的同时，关闭回流内腔单向阀且开启回流环腔单向阀，回流液经回流环腔直接经出液通道3-4从出液管5排出，或关闭补水内腔单向阀且开启补水环腔单向阀，补水液经补水环腔直接经出液通道3-4从出液管5排出，保持出液管的开口角度不变，从而调节混合液的出液实时温度至预设的第一范围内；具体选择哪种操作方式根据实际温度状况来进行，例如
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第一范围的上阈值（此时混合液温度较高），且回流液温度高于补水液温度时，选择关闭补水内腔单向阀且开启补水环腔单向阀，使得温度较低的补水液与混合液直接混合并排出；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第一范围的上阈值（此时混合液温度较高），且回流液温度低于补水液温度时，选择关闭回流内腔单向阀且开启回流环腔单向阀，使得温度较低的回流液与混合液直接混合并排出；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第一范围的下阈值（此时混合液温度较低），且回流液温度高于补水液温度时，选择关闭回流内腔单向阀且开启回流环腔单向阀，使得温度较高的回流液与混合液直接混合并排出；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第一范围的下阈值（此时混合液温度较低），且回流液温度低于补水液温度时，选择关闭补水内腔单向阀且开启补水环腔单向阀，使得温度较高的补水液与混合液直接混合并排出；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第二范围且落入预设的第三范围内时，关闭回流内腔单向阀且开启回流环腔单向阀，或关闭补水内腔单向阀且开启补水环腔单向阀，同时关闭出液单向阀并增大出液管的开口角度至最大开口位置，从而调节混合液的出液实时温度至预设的第一范围内。
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第二范围的上阈值（此时混合液温度很高），且回流液温度高于补水液温度时，选择关闭补水内腔单向阀且开启补水环腔单向阀，使得温度较低的补水液直接排出；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第二范围的上阈值（此时混合液温度很高），且回流液温度低于补水液温度时，选择关闭回流内腔单向阀且开启回流环腔单向阀，使得温度较低的回流液直接排出；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第二范围的下阈值（此时混合液温度很低），且回流液温度高于补水液温度时，选择关闭回流内腔单向阀且开启回流环腔单向阀，使得温度较高的回流液直接排出；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第二范围的下阈值（此时混合液温度很低），且回流液温度低于补水液温度时，选择关闭补水内腔单向阀且开启补水环腔单向阀，使得温度较高的补水液直接排出；
具体地，预设的第一范围落入预设的第二范围内，预设的第二范围落入预设的第三范围内。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.余热循环冷却液的分配系统，其特征在于：包括缓存罐（3），所述缓存罐（3）的一侧与回流管道（1）连接并与其内部连通，所述缓存罐（3）的相反一侧与补水管道（2）连接并与其内部连通，位于所述回流管道（1）与所述补水管道（2）之间设置有与所述缓存罐（3）内部连通的驱动装置（4），与所述驱动装置（4）相反的一侧设置有与所述缓存罐（3）内部连通的出液管（5）；
所述缓存罐（3）内部设置有混合腔（3-0），在所述混合腔（3-0）的内部设置有温度调节装置（3-a）；
所述缓存罐（3）内部靠近所述回流管道（1）的一侧设置有回流内腔（3-11）和回流环腔（3-12），所述回流环腔（3-12）围绕设置于所述回流内腔（3-11）的外周且与所述回流内腔（3-11）内部连通，所述回流内腔（3-11）与所述混合腔（3-0）之间设置有回流内腔单向阀（3-1a）；
所述缓存罐（3）内部靠近所述补水管道的一侧设置有补水内腔（3-21）和补水环腔（3-22），所述补水环腔围绕设置于所述补水内腔（3-21）的外周且与所述补水内腔（3-21）内部连通，所述补水内腔（3-21）与所述混合腔（3-0）之间设置有补水内腔单向阀（3-2a）；
所述缓存罐（3）内部靠近所述驱动装置（4）的一侧设置有驱动通道（3-3），所述驱动装置（4）通过所述驱动通道（3-3）向所述混合腔（3-0）内混合液的流动提供驱动力；
所述缓存罐（3）内部靠近所述出液管（5）的一侧设置有出液通道（3-4），所述出液通道（3-4）与所述混合腔（3-0）内部连通且在其连通位置设置有出液单向阀（3-0a）；所述出液通道（3-4）与所述回流环腔（3-12）内部连通且在其连通位置设置有回流环腔单向阀（3-1b），所述出液通道（3-4）与所述补水环腔（3-22）内部连通且在其连通位置设置有补水环腔单向阀（3-2b）；
在所述回流管道（1）与所述缓存罐（3）的连接位置内部设置有回流温度检测装置（1-1），在所述补水管道（2）与所述缓存罐（3）的连接位置内部设置有补水温度检测装置（2-1），在所述出液管（5）与所述缓存罐（3）的连接位置内部设置有出液温度检测装置（5-1）；
所述出液管（5）的开口角度能够调节。
2.根据权利要求1所述的余热循环冷却液的分配系统，其特征在于：在所述回流内腔（3-11）的腔壁上沿圆周方向等间距间隔设置有若干个回流通孔，所述回流内腔（3-11）通过回流通孔与所述回流环腔（3-12）内部连通。
3.根据权利要求2所述的余热循环冷却液的分配系统，其特征在于：从回流管道（1）进入缓存罐（3）内部的回流液经所述回流通孔后先填满回流环腔（3-12）后再填满回流内腔（3-11）。
4.根据权利要求1所述的余热循环冷却液的分配系统，其特征在于：在所述补水内腔（3-21）的腔壁上沿圆周方向等间距间隔设置有若干个补水通孔，所述补水内腔（3-21）通过补水通孔与所述补水环腔（3-22）内部连通。
5.根据权利要求4所述的余热循环冷却液的分配系统，其特征在于：从补水管道（2）进入缓存罐（3）内部的补水液经所述补水通孔后先填满补水环腔（3-22）后再填满补水内腔（3-21）。
6.根据权利要求1所述的余热循环冷却液的分配系统，其特征在于：所述温度调节装置（3-a）包括相互间隔设置的加热装置及冷却装置。
7.根据权利要求1所述的余热循环冷却液的分配系统，其特征在于：所述出液通道（3-4）选用锥形出液通道。
8.根据权利要求7所述的余热循环冷却液的分配系统，其特征在于：所述出液管（5）的开口位于最大角度时，所述出液管（5）的管壁与所述出液通道（3-4）的锥形管壁保持齐平。
9.余热循环冷却液的分配方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）回流液经回流管道流入回流内腔，并经回流通孔先填满回流环腔，再逐步填满回流内腔，并通过回流温度检测装置实时检测从回流管道流入的回流液的实时温度；
（2）补水液经补水管道流入补水内腔，并经补水通孔先填满补水环腔，再逐步填满补水内腔，并通过补水温度检测装置实时检测从补水管道流入的补水液的实时温度；
（3）出液温度检测装置实时检测出液管排出的混合液的实时温度，
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值落入预设的第一范围内时，保持回流内腔单向阀、补水内腔单向阀、出液单向阀开启，回流环腔单向阀、补水环腔单向阀关闭，保持出液管的开口角度不变，通过调节温度调节装置（3-a）调节混合液的出液实时温度至预设的第一范围内；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第一范围且落入预设的第二范围内时，通过调节温度调节装置（3-a）控制混合液的出液实时温度的同时，关闭回流内腔单向阀且开启回流环腔单向阀，或关闭补水内腔单向阀且开启补水环腔单向阀，保持出液管的开口角度不变，从而调节混合液的出液实时温度至预设的第一范围内；
当出液温度检测装置检测到的排出的混合液的实时温度与预设阈值的差值超出预设的第二范围且落入预设的第三范围内时，关闭回流内腔单向阀且开启回流环腔单向阀，或关闭补水内腔单向阀且开启补水环腔单向阀，同时关闭出液单向阀（3-0a）并增大出液管的开口角度至最大开口位置，从而调节混合液的出液实时温度至预设的第一范围内。
10.根据权利要求9所述的余热循环冷却液的分配方法，其特征在于：所述预设的第一范围落入所述预设的第二范围内，所述预设的第二范围落入所述预设的第三范围内。
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