CN201853147U - 一种深冷容器低温保护控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种深冷容器低温保护控制系统，该控制系统的深冷容器与蒸发器连接，再与气体使用点连接，深冷容器与蒸发器间的管道上设有阀门机构，蒸发器与气体使用点间的管道上设有温度传感器，控制器根据温度传感器的温度信号控制阀门机构。对蒸发后介质温度状况进行监控并及时调整排液流量，使得深冷容器中介质在蒸发后使用更加安全，避免了生产安全隐患。

Description

一种深冷容器低温保护控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种安全控制系统，尤其涉及一种深冷容器在使用时的低温保护系统。

背景技术

目前，深冷容器在进行使用时，一般通过管道连接深冷容器与空气蒸发器或电加热器或其他加热装置，将深冷容器内的液态介质转变为气体，再通过管道将气体送至使用点，在深冷容器与空气蒸发器或电加热器或其他加热装置间通常不设置附加装置，或者是只设置一个液体泵，这样液态介质经过空气蒸发器或电加热器或其他加热装置时可能会由于蒸发器或电加热器或其他加热装置蒸发量过低，液态介质气化的不充分，在送至使用点或的气体中掺杂有液态介质，这就会给生产安全带来隐患，因为气体中掺杂的液态介质在送至使用点或中间缓冲装置进行使用时，掺杂的液态介质产生的低温使得使用点或中间缓冲装置的设备冲击韧性下降，可能使设备产生脆性破坏，同时这些液体会瞬间速膨胀变为气体(体积会膨胀1000倍以上)，同时产生高压对使用点或中间缓冲装置的使用造成安全隐患，尤其对于一些危险气体的使用，这样的安全隐患显得尤为突出。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是实现一种深冷容器在使用时，对于气化系统的状况和安全进行控制的装置，监控经过蒸发器的液态介质是否充分气化，并可以通过控制液态介质流量保证其充分气化。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：深冷容器低温保护控制系统，该控制系统的深冷容器与蒸发器、蒸发器与气体使用点间均通过管道连接，深冷容器与蒸发器间的管道上设有阀门机构，蒸发器与气体使用点间的管道上设有温度传感器，控制器根据温度传感器的温度信号控制阀门机构开合。

所述的蒸发器为带有电加热装置的蒸发器。

所述的控制器采用PID(比例积分微分控制)控制仪。

所述的控制器设有输入端口和显示、报警装置。

所述的阀门机构是由执行机构和调节阀组成。

所述的深冷容器与阀门机构间设有由控制器控制的液体泵。

深冷容器低温保护控制系统的保护控制方法，该方法包含下列步骤：

a)温度传感器接收从蒸发器输出的气体温度，并将温度信号传递给控制器；

b)当控制器接收温度信号小于10℃时，调节阀进行减小开度调节；

c)当控制器接收温度信号低于0℃时，调节阀完全关闭，并启动报警系统进行报警，在设有液体泵的情况下，同时关闭液体泵。

本实用新型的优点在于：对液体蒸发状况进行监控并及时调整液体流量，使得深冷容器液体蒸发过程更加安全，避免了安全隐患。

附图说明

下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为深冷容器低温保护控制系统原理框图；

图2为深冷容器低温保护控制系统流程框图；

上述图中的标记均为：

1、深冷容器；2、液体泵；3、调节阀；4、执行机构；5、显示、警报装置；6、控制器；7、蒸发器；8、温度传感器；9、气体使用点；10、输入端口。

具体实施方式

下面对照附图，通过对示例的描述，本实用新型专利的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的实用新型构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示的深冷容器低温保护控制系统原理框图可知，该保护控制系统的深冷容器1经蒸发器7或带有电加热器的蒸发器与使用点9或充装台连接，深冷容器1与蒸发器7或带有电加热器的蒸发器间的管道上设置有阀门机构，当涉及永久气体气瓶充装时，还设会液体泵2，蒸发器7或带有电加热器的蒸发器与使用点9或充装台间的管道上设有温度传感器8，控制器6根据温度传感器8的温度信号控制阀门机构。所述的深冷容器1与阀门机构可设有安全回流阀。

上述的阀门机构可以采用下列技术方案：

一、阀门机构使用电磁阀，电磁阀在接受到控制器6的开关信号后，对管道中液态介质的流通进行通断。电磁阀价格便宜，安装使用方便，但是电磁阀只能开启或者闭合，无法实现精确调控，对流速进行限制。

二、阀门机构由执行机构4和调节阀3组成，执行机构4在接收到控制器6的信号后对调节阀3的开关度进行调节，控制深冷容器1液体介质的流量。所述的执行机构4可采用气动或者电动执行机构，对于一些危险介质的流量控制，气动执行机构更加安全一些，可将将自身气源减压后变成驱动气源。

目前产品大多采用执行机构4和调节阀3组成的阀门机构，执行单元采用采用有两个方案：一个是由高压直行程平衡型笼式调节阀和智能型直行程执行机构组成阀门机构；另一个是角转位调节阀和智能型气动角转位执行机构组合单元，即便在高压的条件下也能通过温度的变化，调节阀体流量，使得在同样蒸发能力下，确保空气蒸发器7出口温度，从而满足被控系统的安全运行。

上面所述的控制器6主要采用PID技术，具体可使用香港昌辉SWP系列微处理化PID控制仪。PID智能数字低温保护系统应用了比例、微分和积分控制原理技术，应用微处理器对输入信号和输出信号进行自动计算，整定和控制，是一个成熟的自动化控制系统，其运行采用可靠的闭环式自控手段，在对温度控制的执行机构位置需要进行高精度工艺控制条件下，本PID控制方案是最可靠的系统设计。

根据图2所示的深冷容器低温保护控制系统流程框图可知深冷容器低温保护控制系统的保护控制方法，该方法包含下列步骤：

a)温度传感器接收从蒸发器7输出的气体温度，并将温度信号传递给控制器6；

b)当控制器6接收温度信号小于10℃时，调节阀3进行减小开度调节；

c)当控制器6接收温度信号低于0℃时，调节阀3完全关闭，并启动报警系统进行报警，在设有液体泵2的情况下，同时关闭液体泵2。

详细流程是：系统上电后，装置进行自检，数字表显示空气蒸发器7或带有电加热器的蒸发器的当前温度值；当被控系统运行，温度传感器8将检测到的模拟电信号上传至PID控制仪，PID进行A/D转换后，同时把收集到的数据和一个参考值进行比较将结果交由PID控制仪的中央处理器进行处理；中央处理器在对输入信号，用户设定参数进行运算，再进行D/A处理，将控制模拟信号输出给执行机构4，执行机构4控制调节阀3开度或关闭，控制系统的控制参数就将0℃-10℃的区间对调节阀进行开度的控制，控制器6输出为4-20mA标准信号的变送控制，这是一个动态量，且对应于管道0℃-10℃的区间的变化，如被控系统介质温度低于设定温度上限10℃时，输出电流开始由20mA减少，空气蒸发器7或带有电加热器的蒸发器出口端所检测的介质温度低于10℃时，输出电流高于标准信号上限，执行机构4开始驱动调节阀3调节阀口开度减小，如被检测温度不再降低，执行机构处于保位状态，调节阀开度不变，如系统温度回升，控制信号电流也上升，如电流恢复到20mA，阀门的开度也恢复到系统开始运行状态；如被检测温度继续降低，控制电流也将继续降低，执行机构4也将对应地将调节阀的开度进一步减小，如被控系统温度降至设定的控制下限0℃，对应的控制电流4mA将关闭调节阀并驱动报警装置，当有液体泵2时，同时可以关闭液体泵2。PID控制仪在输出信号的同时接收执行机构4反馈的信号，中央处理器将反馈信号与处理信号再进行比较和处理，以进行确认和精度调节。

当阀门机构采用电磁阀时，控制器6在接收温度信号低于0℃时直接关闭电磁阀，并发出警报。

本控制系统的显示、警报装置5是在控制箱面板设置了两路LED数字显示，用于显示检测到的当前被控系统管道介质温度和显示用户设定温度；执行机构4运行状况显示采用光柱百分比形式形象表示调节阀3阀口的开度，用户可十分直观地观察到执行机构4的开度或关闭状况；报警装置采用蜂鸣器。输入端口10采用触摸键进行参数设定，复位，清零等操作。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种深冷容器低温保护控制系统，该控制系统的深冷容器(1)与蒸发器(7)、蒸发器(7)与气体使用点(9)间均通过管道连接，其特征在于：深冷容器(1)与蒸发器(7)间的管道上设有阀门机构，蒸发器(7)与气体使用点(9)间的管道上设有温度传感器(8)，控制器(6)根据温度传感器(8)的温度信号控制阀门机构开合。

2.根据权利要求1所述的深冷容器低温保护控制系统，其特征在于：所述的蒸发器(7)为带有电加热装置的蒸发器。

3.根据权利要求1所述的深冷容器低温保护控制系统，其特征在于：所述的控制器(6)采用PID控制仪。

4.根据权利要求1或3所述的深冷容器低温保护控制系统，其特征在于：所述的控制器(6)设有输入端口(10)和显示、报警装置(5)。

5.根据权利要求4所述的深冷容器低温保护控制系统，其特征在于：所述的输入端口(10)为触摸键盘。

6.根据权利要求1所述的深冷容器低温保护控制系统，其特征在于：所述的阀门机构是由执行机构(4)和调节阀(3)组成。

7.根据权利要求1所述的深冷容器排液控制系统，其特征在于：所述的深冷容器(1)与阀门机构间设有由控制器(6)控制的液体泵(2)。

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