CN111947335A - 一种冷热隔离式储水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷热隔离式储水装置，所述储水装置包括：水箱底座、保温材料、温度传感器、阀门组合、液位传感器、热水箱、矩形管槽及冷水箱；所述热水箱及冷水箱焊接固定在水箱底座上，热水箱与冷水箱之间留有一空隙；在热水箱及冷水箱相互靠近的侧壁上方分别设有对称的开口，矩形管槽的两端分别焊接固定在冷水箱开口及热水箱开口处，用于连通冷水箱和热水箱的上部；所述保温材料敷设于所述空隙中；自来水供水管路通过所述阀门组合分别与冷水箱、热水箱连通，用于提供水源；所述温度传感器安装在热水箱的顶盖上，用于检测热水箱中热水的温度；所述液位传感器安装在所述冷水箱的侧壁中间位置，用于检测冷水箱的水位。

Description

一种冷热隔离式储水装置

技术领域

本发明涉及油气田环境保护环保设备领域，尤其涉及一种冷热隔离式储水装置。

背景技术

水箱是一种储水容器，可以作为水源不断对其他装置进行补给。蒸汽锅炉将软化处理后的自来水加热至高温蒸汽输出利用，冷水机利用水作为冷却工质，先将水冷却后再利用低温水带走目标冷却设备的热量达到降温目的，而冷水机回流的热水需要重新降温再利用，需要采用一种双箱储水容器解决供水和储水问题。在化工生产或环保领域一般多采用分体型式的水箱以同时储存冷水和热水，但分体型式的水箱不仅占地面积大、造价高，对于空间狭窄或中试橇装装置很难利用，因此需要采用一体化储水装置，以缩小占地面积。

冷热一体式水箱在太阳能热水器领域应用较多，比如中国专利CN202869044U、CN105258355A等都采用两仓式结构，温水仓用液位控制进水，热水仓用手动阀门操作储水，两仓之间采用止回管件连通，只要温水仓液位高于热水仓，水就会从温水仓流向热水仓直至液位相等，随着热水仓内热水的输出，热水仓水位下降，温水仓水位也随之下降，当温水仓液位低于液位计下限时，温水仓开始补水，直至温水仓水位高于液位计上限时停止。该设备存在多处不足，比如：1)热水箱在给软化水装置供水时，输出流量小于冷水机回流热水输入流量，没有任何引流措施，热水箱内水位会不断上升直至装满，冷水机回流热水停止输入，导致冷水机失效；2)软化水处理装置要求供水水温不能高于60℃，否则会使软化效果下降，而当热水箱温度过高时，却没有降温措施，致使软化水处理装置功能失效；3)冷热水箱中间隔层无保温功能，热量从热水区流向冷水区，热水区温度降低，冷水区温度升高，导致节能效果变差。所以该设备的结构、阀门管线、控制方案都无法满足针对化工设备技术领域的使用要求，没有任何可借鉴性。单一功能的不锈钢储水箱，比如中国专利CN207739327U、CN207846547U记载的水箱都是采用不锈钢材质制造而成，具有结构简单防止溢流的特点，但只能作为独立的水箱使用，如果采用两个独立的水箱作为冷热水箱，不仅占地面积大，水箱之间的水量单向补给、水温调节都无法实现。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供了一种冷热隔离式储水装置，解决设备占地面积大难以集成橇装化、水温无法调节导致软化水处理装置失效、热水区热量流失严重无法实现节能降耗、热水区水位不断上升后直接排放造成浪费等问题。

本发明实施例提供了一种冷热隔离式储水装置，所述储水装置包括：水箱底座、保温材料、温度传感器、阀门组合、液位传感器、热水箱、矩形管槽及冷水箱；

所述热水箱及冷水箱焊接固定在水箱底座上，热水箱与冷水箱之间留有一空隙；在热水箱及冷水箱相互靠近的侧壁上方分别设有对称的开口，矩形管槽的两端分别焊接固定在冷水箱开口及热水箱开口处，用于连通冷水箱和热水箱的上部；所述保温材料敷设于所述空隙中；自来水供水管路通过所述阀门组合分别与冷水箱、热水箱连通，用于提供水源；所述温度传感器安装在热水箱的顶盖上，用于检测热水箱中热水的温度；所述液位传感器安装在所述冷水箱的侧壁中间位置，用于检测冷水箱的水位。

在一实施例中，在冷水箱和热水箱的箱体两侧壁下方分别焊接用于输出到冷却设备和软化水处理装置的出水管，并在出水管上安装阀门，以通过阀门将热水箱与软化水装置连接，并通过阀门将冷水箱与冷却设备连接。

在一实施例中，所述储水装置还包括一输送泵，所述输送泵设置在冷水箱与冷却设备之间，用于将冷水箱中的水泵入冷却设备以进行冷却。

在一实施例中，在所述热水箱的顶盖上焊接用于冷却设备回流热水的进水管并安装阀门。

在一实施例中，所述储水装置还包括一放空管，所述放空管焊接在所述冷水箱的顶盖上。

在一实施例中，在所述冷水箱的侧壁的上端和下端位置分别焊接冷水机进水管和冷水机出水管，并在冷水机进水管和冷水机出水管上分别安装阀门，以使所述冷水机通过阀门与冷水箱相连。

在一实施例中，所述阀门组合包括第一手动阀门、第二手动阀门、第三手动阀门、电动阀门及备用阀门；所述备用阀门与串联在一起的电动阀门、第三手动阀门并联，第一手动阀门及第二手动阀门并联连接在所述备用阀门及电动阀门的管线汇集处，且第一手动阀门通过管路连接到热水箱的顶盖上，第二手动阀门通过管路连接到冷水箱的顶盖上。

在一实施例中，所述液位传感器根据冷水箱水位高低控制电动阀门的开启和关闭；当冷水箱水位低于预设水位下限时，液位传感器发出低位信号控制电动阀门开启，以向冷水箱供水；当冷水箱水位高于预设水位上限时，液位传感器发出高位信号控制电动阀门关闭，以停止向冷水箱供水。

在一实施例中，当所述温度传感器所显示的温度值在预设的正常水温范围内时，关闭第一手动阀门，开启第二手动阀门，以使自来水全部经过第二手动阀门的管线直接进入冷水箱；当所述温度传感器所显示的温度值高于预设温度上限时，调节第一手动阀门和第二手动阀门的开度，以控制自来水进入热水箱和冷水箱的比例，从而调节热水箱内的水温使其达到正常水温范围。

在一实施例中，所述保温材料通过发泡方式或直接填充方式敷设在所述空隙中。

本发明具有以下优点：1)将冷水箱与热水箱结合一体，降低造价，使得储水箱整体尺寸做到最小化，节省空间；2)储水箱采用溢流板结构，使得多余的热水被回收利用，提高自来水利用率，节约装置运行成本；3)溢流板采用中空夹层设置高等级低导热系数的隔热材料，实现了节能降耗；4)冷水箱15上设置液位计11，并与自来水进水控制阀门8联锁，实现了智能自动上水；5)储水箱热水区具有温度调节功能，防止软化水处理装置因温度过高而失效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的冷热隔离式储水装置的结构原理示意图；

图2为本发明实施例提供的冷热隔离式储水装置的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的冷热隔离式储水装置的结构原理示意图，图2为本发明实施例提供的冷热隔离式储水装置的俯视图。如图1及图2所示，该储水装置主要包括：水箱底座1、保温材料3、温度传感器4、阀门组合(见图1中的5、6、8、9、10，下面会详述)、液位传感器11、热水箱13、矩形管槽14及冷水箱15。

热水箱13及冷水箱14焊接固定在水箱底座1上，热水箱13与冷水箱15之间留有一空隙，保温材料3敷设于该空隙中。在热水箱13及冷水箱15相互靠近的侧壁上方分别设有对称的开口，矩形管槽14的两端分别焊接固定在冷水箱开口及热水箱开口处，用于连通冷水箱15和热水箱13的上部。自来水供水管路通过阀门组合分别与冷水箱15、热水箱13连通，用于为冷水箱15、热水箱13提供水源。温度传感器4安装在热水箱13的顶盖上，用于检测热水箱13中热水的温度。液位传感器11安装在冷水箱15侧壁中间的位置处，用于检测冷水箱15的水位。

具体实施时，可以选用不锈钢304材质钢板制作热水箱13和冷水箱的箱体。例如，分别采用六张钢板焊接成冷水箱15和热水箱13，然后在焊接好的两箱体上设置矩形管槽14的位置按矩形槽的尺寸切割矩形孔，并在相应管头、传感器位置开孔。另外，水箱底座1可选用槽钢型材制作，按照需要的尺寸切割下料分成5段并拼接固定焊接形成水箱底座1。矩形管槽14也可以采用304不锈钢制作，将304不锈钢钢板按尺寸切割成4张钢板，组合成矩形管槽并焊接连接。通常地，可先将热水箱13和冷水箱15按照预定位置摆放至水箱底座1上进行焊接固定，再将矩形管槽14摆放至水箱开孔位置进行焊接固定即可。

本发明实施例通过将冷水箱与热水箱结合一体，降低了造价，使得储水装置整体尺寸做到最小化，大大节省了空间。

在一实施例中，在冷水箱15和热水箱13组成的箱体2两侧壁下方分别焊接用于输出到软化水处理装置和冷却设备的出水管，并在出水管上安装阀门，如图1中所示的阀门16和阀门17，通过阀门16将热水箱13与软化水装置连接，通过阀门17将冷水箱15与冷却设备连接。

在一实施例中，上述储水装置还包括一输送泵12，该输送泵12设置在冷水箱15与冷却设备之间，用于将冷水箱15中的水泵入冷却设备进行冷却。

在一实施例中，在热水箱13的顶盖上焊接用于冷却设备回流热水的进水管并安装阀门20，通过阀门20控制进水。

利用本发明实施例可实现热水箱13高水位时溢流补给冷水箱15低水位。冷却设备回流热水经回流管道进入热水箱13，与此同时热水箱13为蒸汽锅炉软化水处理装置供水。当回流补水流量大于供水流量时，水位逐渐升高，超过矩形管槽14的高度时，热水箱13中的热水自动溢流进入冷水箱15。如果即使热水从热水箱13溢流进入冷水箱15使得冷水箱15水温上升仍旧无法满足冷却设备对冷却工质的要求时，可以通过冷水机对冷水箱15内的温水进行循环冷却达到降温的目的，水温符合冷却设备要求后作为冷却工质降温冷却设备。

在一实施例中，上述储水装置还包括一放空管7，该放空管7焊接在冷水箱15的顶盖上。

在一实施例中，在冷水箱15的侧壁的上端和下端位置分别焊接冷水机进水管和冷水机出水管，并在冷水机进水管与冷水箱15之间的管线上安装阀门18，在冷水机出水管与冷水箱15之间的管线上安装阀门19，以使冷水机通过阀门与冷水箱15相连。

在一实施例中，自来水通过阀门组合进入到水箱内，阀门组合包括四个手动阀门(见图1中标号5、6、9及10的阀门)和一个电动阀门(见图1中的标号8)。阀门组合以并联的方式分别连接到水箱顶盖，其中第一手动阀门5的管路连接到热水箱13的顶盖，第二手动阀门6的管路连接到冷水箱15的顶盖。电动阀门8先与第三手动阀门10串联连接再与备用阀门9并连，最后与第一手动阀门5的管线与第二手动阀门6的管线汇集处相连。热水箱13内热水的温度值是通过温度传感器4获取的，通过获得的温度值调节第一手动阀门1(5)和第二手动阀门2(6)的开度进而调节热水箱13内的热水温度。

在通过阀门组合实现对热水箱13中的温度控制时，当热水箱13的温度传感器4显示热水区温度在正常范围内工作时，关闭第一手动阀门5，开启第二手动阀门6，自来水全部经过第二手动阀门6直接进入冷水箱15。当热水箱13的温度传感器4显示热水温度高于预设温度上限时，调节第一手动阀门5和第二手动阀门6的开度，分配自来水进入热水箱13和冷水箱15的比例，调节热水箱13内水温使其进入正常范围内工作。手动阀门调节开度大小应根据热水箱13内热水温度超标情况而定，直到稳态后热水箱13水温在合理范围内为止。当电动阀门8不能正常工作或者进入检修状态时及时关闭第三手动阀门10并临时开启备用阀门9实现正常工作。

在一实施例中，液位传感器11与自来水进水控制阀门—电动阀门8联锁，实现智能自动上水。具体地，液位传感器11根据冷水箱15中水位高低控制电动阀门8的开启和关闭。当冷水箱15中水位低于预设水位下限时，液位传感器11发出低位信号控制电动阀门8开启，自来水向冷水箱15中补给水量，水位上升。当冷水箱15中水位高于预设水位上限时，液位传感器11发出高位信号控制电动阀门8关闭，停止向冷水箱15供水。如此循环往复工作。

在一实施例中，储水箱热水区具有温度调节功能，防止软化水处理装置因温度过高而失效。

在一实施例中，根据保温材料3的特性采用发泡或者直接填充的方式将保温材料敷设在所述空隙中。在本发明实施例中，由于储水装置采用两个独立水箱之间缝隙填充保温材料3的结构将冷、热水区隔离，有效地保留了冷热水区温差势能，实现了冷、热水绝热。

本发明实施例中的储水装置中采用溢流板结构，使得多余的热水被回收利用，提高自来水利用率，节约装置运行成本，并且由于溢流板采用中空夹层设置高等级低导热系数的保温材料，实现了节能降耗。

本发明具有以下优点：1)将冷水箱与热水箱结合一体，降低造价，使得储水箱整体尺寸做到最小化，节省空间；2)储水箱采用溢流板结构，使得多余的热水被回收利用，提高自来水利用率，节约装置运行成本；3)溢流板采用中空夹层设置高等级低导热系数的隔热材料，实现了节能降耗；4)冷水箱15上设置液位计11，并与自来水进水控制阀门8联锁，实现了智能自动上水；5)储水箱热水区具有温度调节功能，防止软化水处理装置因温度过高而失效。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种冷热隔离式储水装置，其特征在于，所述储水装置包括：水箱底座、保温材料、温度传感器、阀门组合、液位传感器、热水箱、矩形管槽及冷水箱；

所述热水箱及冷水箱焊接固定在水箱底座上，热水箱与冷水箱之间留有一空隙；在热水箱及冷水箱相互靠近的侧壁上方分别设有对称的开口，矩形管槽的两端分别焊接固定在冷水箱开口及热水箱开口处，用于连通冷水箱和热水箱的上部；所述保温材料敷设于所述空隙中；自来水供水管路通过所述阀门组合分别与冷水箱、热水箱连通，用于提供水源；所述温度传感器安装在热水箱的顶盖上，用于检测热水箱中热水的温度；所述液位传感器安装在所述冷水箱的侧壁中间位置，用于检测冷水箱的水位。

2.根据权利要求1所述的冷热隔离式储水装置，其特征在于，在冷水箱和热水箱的箱体两侧壁下方分别焊接用于输出到冷却设备和软化水处理装置的出水管，并在出水管上安装阀门，以通过阀门将热水箱与软化水装置连接，并通过阀门将冷水箱与冷却设备连接。

3.根据权利要求2所述的冷热隔离式储水装置，其特征在于，所述储水装置还包括一输送泵，所述输送泵设置在冷水箱与冷却设备之间，用于将冷水箱中的水泵入冷却设备以进行冷却。

4.根据权利要求2所述的冷热隔离式储水装置，其特征在于，在所述热水箱的顶盖上焊接用于冷却设备回流热水的进水管并安装阀门。

5.根据权利要求1所述的冷热隔离式储水装置，其特征在于，所述储水装置还包括一放空管，所述放空管焊接在所述冷水箱的顶盖上。

6.根据权利要求2所述的冷热隔离式储水装置，其特征在于，在所述冷水箱的侧壁的上端和下端位置分别焊接冷水机进水管和冷水机出水管，并在冷水机进水管和冷水机出水管上分别安装阀门，以使所述冷水机通过阀门与冷水箱相连。

7.根据权利要求1所述的冷热隔离式储水装置，其特征在于，所述阀门组合包括第一手动阀门、第二手动阀门、第三手动阀门、电动阀门及备用阀门；所述备用阀门与串联在一起的电动阀门、第三手动阀门并联，第一手动阀门及第二手动阀门并联连接在所述备用阀门及电动阀门的管线汇集处，且第一手动阀门通过管路连接到热水箱的顶盖上，第二手动阀门通过管路连接到冷水箱的顶盖上。

8.根据权利要求7所述的冷热隔离式储水装置，其特征在于，所述液位传感器根据冷水箱水位高低控制电动阀门的开启和关闭；当冷水箱水位低于预设水位下限时，液位传感器发出低位信号控制电动阀门开启，以向冷水箱供水；当冷水箱水位高于预设水位上限时，液位传感器发出高位信号控制电动阀门关闭，以停止向冷水箱供水。

9.根据权利要求7所述的冷热隔离式储水装置，其特征在于，当所述温度传感器所显示的温度值在预设的正常水温范围内时，关闭第一手动阀门，开启第二手动阀门，以使自来水全部经过第二手动阀门的管线直接进入冷水箱；当所述温度传感器所显示的温度值高于预设温度上限时，调节第一手动阀门和第二手动阀门的开度，以控制自来水进入热水箱和冷水箱的比例，从而调节热水箱内的水温使其达到正常水温范围。

10.根据权利要求1所述的冷热隔离式储水装置，其特征在于，所述保温材料通过发泡方式或直接填充方式敷设在所述空隙中。

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