CN203217829U

CN203217829U - 一种去耦罐原理教学演示装置

Info

Publication number: CN203217829U
Application number: CN 201320207389
Authority: CN
Inventors: 史永征; 郭全; 徐鹏
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2023-04-22

Abstract

本实用新型公开了属于教学用具范围的一种去耦罐原理的教学演示装置。该装置为采用有机玻璃制作的透明去耦罐模型，在去耦罐内部轴向平面上安装一块随温度变化而自动变色的感温板，在感温板上均匀布置多个显示液体流向指示的飘带；在去耦罐的外壁的一侧固定一次侧供水管和一次侧回水管；另一侧固定二次侧供水管和二次侧回水管；去耦罐的上下端盖上分别连接自动排气阀和排污阀；上下端盖由法兰分别固定在去耦罐的上下端。本实用新型结构简单，直观性强，便于演示去耦罐的工作原理及应用，为教学工作带来便利。

Description

一种去耦罐原理教学演示装置

技术领域

本实用新型属于教学用具范围，特别涉及制作简单、直观性强的一种去耦罐原理教学演示装置。

背景技术

去耦罐俗称混水罐，是指在采暖水系统中，为降低一次侧与二次侧回路之间的互相影响，实现各回路之间的水力耦合，促进各回路的水力平衡而采用的一种结构简单的水力调节装置。绝大部分去耦罐采用中空结构，在教学过程中，因其结构过于简单而导致学生无法快速理解和掌握去耦罐的工作原理，影响教学效果。现有的采暖水力工况教学演示实验平台上也很少有该种装置的演示，无法通过实验来巩固和补充课堂理论教学知识点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对绝大部分去耦罐采用中空结构，在教学过程中，因其结构过于简单而导致学生无法快速理解和掌握去耦罐的工作原理，影响教学效果的不足，提供制作简单、直观性强的一种去耦罐原理教学演示装置，其特征在于，所述教学演示装置为采用有机玻璃制作的透明去耦罐模型，在去耦罐内部轴向平面上安装一块随温度变化而自动变色的感温板，在感温板上均匀布置多个显示液体流向指示的飘带；在去耦罐的外壁的一侧固定一次侧供水管和一次侧回水管，在一次侧供水管上还安装有示踪剂加入口；另一侧固定二次侧供水管和二次侧回水管；去耦罐的上下端盖上分别连接自动排气阀和排污阀；上下端盖由法兰分别固定在去耦罐的上下端。

所述感温板上按11行3列等间距分布有大圆孔，在大圆孔周围等间距固定飘带固定杆，飘带固定在飘带固定杆上，由此飘带在感温板上形成按12行4列布置；所述飘带具有显示液体流向指示的作用。

所述感温板采用塑料作为基材，表面覆有热敏变色粉及防水树脂薄膜，有效感温范围为20～80℃。

所述感温板的平面背板使用红外热像仪进行非接触的罐体内液体温度场的测量。

所述去耦罐罐体为圆形结构，感温板上中间两列飘带固定杆长度大于两侧飘带固定杆的长度，同时，中间两列飘带固定杆上沿轴向各安装两个飘带。

所述在教学演示装置的一次侧与二次侧各安装有热量表，安装有玻璃温度计，用于测量各回路的温度、流量、热量。

所述去耦罐的一次侧安装有手动调节三通阀，用于模拟不同的一次侧循环流量；在二次侧安装有手动调节阀和电动三通阀。

所述教学演示装置一次侧安装电加热器作为模拟供热热源，本电加热器连接加热温度控制器，二次侧安装散热风扇与散热器作为模拟用户热负荷；二次侧还安装二次侧循环水泵及压力表组，电动三通阀或手动调节阀连接在散热器和二次侧循环水泵及压力表组之间。

本实用新型的有益效果是由于去耦罐采用有机玻璃制作，罐体透明，通过罐内安装的液体流向飘带和感温板的颜色可直接观察流动状态，直观性强，通过安装在一次侧与二次侧的热量表还可以记录各回路的进出水温度、流量、热量等参数，演示去耦罐内液体的流动方向和温度场分布情况，便于测量。本实用新型结构简单，直观性强，可提高去耦罐原理的教学效果。

附图说明

图1为去耦罐结构示意图，图中1-去耦罐；2-一次侧供水管；3-一次侧回水管；4-二次侧供水管；5-二次侧回水管；6-自动排气阀；7-排污阀；8-连接法兰；9-感温板；10-流向指示飘带。

图2感温板位置图；图中1-去耦罐；21-二次侧供、回水管；22-感温板插槽。

图3感温板上视图，图中9-感温板；10-流向指示飘带；23-圆孔；24-飘带固定杆。

图4演示装置系统图，图中1-去耦罐；6-自动排气阀；7-排污阀；31-电加热器；32-加热温度控制器；33-安全阀；34-闭式膨胀罐；35-一次侧循环水泵及压力表组；36-一次侧温度传感器；37-手动三通阀；38-示踪剂加入口；39-一次侧进水温度计；40-一次侧回水温度计；41-一次侧热量表；42-二次侧供水温度计；43-手动调节阀；44-二次侧温度传感器；45--二次侧循环水泵及压力表组；46-电动三通阀；47-散热器；48-风扇；49-二次侧热量表；50-二次侧回水温度计。

具体实施方式

本实用新型提供制作简单、直观性强的一种去耦罐原理教学演示装置。下面结合附图予以说明。

如图1所示去耦罐结构示意图。图中教学演示装置为采用有机玻璃制作的透明去耦罐模型，在去耦罐1内部轴向平面上安装一块随温度变化而自动变色的感温板9，在感温板9上均匀布置了按11行3列等间距分布的大圆孔23，大圆孔23具有减小感温板9对罐体1内液体流动的影响的作用，在大圆孔23周围等间距固定飘带固定杆24，飘带固定杆24固定飘带10，由此飘带在感温板9上形成按12行4列布置结构（如图1和图3所示），去耦罐罐体为圆形结构，感温板9上中间两列飘带固定杆长度大于两侧飘带固定杆的长度，同时，中间两列飘带固定杆上沿轴向各安装两个飘带。该飘带10密度接近于水的密度，可绕固定杆自由旋转和随水流飘动，以显示微弱流体运动的方向，即飘带10具有显示液体流向指示的作用。在去耦罐1的外壁的一侧上部固定一次侧供水管2和下部固定一次侧回水管3；另一侧上部固定固定二次侧供水管4和下部固定二次侧回水管5；去耦罐1的上下端盖上分别连接自动排气阀6和排污阀7；上下端盖由法兰8分别固定在去耦罐1的上下端。

所述感温板9采用塑料作为基材，表面覆有热敏变色粉（高彩实业有限公司生产，隨溫度的昇高而迅速改變顔色，當溫度降低時，顏色還原。有“有色→無色”以及“有色→有色”兩種類型）及防水树脂薄膜（北京金汇利应用化工制品有限公司生产的HD-BE315水性丙烯酸改性环氧酯树脂），有效感温范围为20～80℃。

如图2所示，感温板9通过打开的端盖沿感温板插槽22垂直插入罐体。

图4为去耦罐原理的教学演示装置系统图。如图所示，在去耦罐1的一次侧，一次侧供水管2、一次侧进水温度计39、一次侧温度传感器36、示踪剂加入口38、手动调节三通阀37、一次侧循环水泵及压力表组35、电加热器31、一次侧热量表41、一次侧回水温度计40和一次侧回水管3组成串联回路；加热温度控制器32和安全阀33与电加热器31连接，闭式膨胀罐34与一次侧循环水泵及压力表组35连接；手动调节三通阀37还与一次侧热量表41和电加热器31的公共节点连接；所述闭式膨胀罐34与一次侧循环水泵及压力表组35连接；手动调节三通阀37还与一次侧热量表41和电加热器31的公共节点连接是用于模拟不同的一次侧循环流量。在二次侧，二次侧供水管4、二次侧进水温度计42、二次侧温度传感器44、手动调节阀43、二次侧循环水泵及压力表组45、电动三通阀46、散热器47、二次侧热量表49、二次侧回水温度计50和二次侧回水管5；组成串联回路；风扇48安装在散热器47附近；电动三通阀46还与散热器47和二次侧热量表49的公共节点连接是用于二次侧安装散热风扇与散热器作为模拟用户热负荷，实现模拟二次侧循环流量小于、等于和大于一次侧循环流量的三种水力工况。其中，在教学演示装置的一次侧与二次侧安装手动调节阀和电动三通阀、热量表，玻璃温度计，主要用于测量各回路的温度、流量、热量。

所述在一次侧供水管上还安装有示踪剂加入口，加入适量的示踪剂进行流动演示，示踪剂选用价格低廉的深色墨水。

所述教学演示装置一次侧安装电加热器作为模拟供热热源，本电加热器连接加热温度控制器，；二次侧还安装二次侧循环水泵及压力表组，电动三通阀或手动调节阀连接在散热器和二次侧循环水泵及压力表组之间，以实现模拟不同的循环流量和热负荷。该教学演示装置一次侧采用电加热器31模拟供热热源，由加热温度控制器32根据用户设定的供水温度自动启停电加热设备。二次侧采用散热风扇48和散热器47模拟用户热负荷。

进行教学演示时，首先开启一次侧的循环水泵35，根据假定供热量调节一次侧的手动三通阀37使循环流量达到合适的数值。之后启动电加热设备并转入自动运行状态。当一次侧供水温度稳定后，即可对去耦罐内的液体流动方向和温度分布进行直接观察（主要是观察流向指示飘带的方向和感温板的颜色），并通过热量表41记录一次侧的供回水温度、循环水量、供热量。注意，现在二次侧的循环水泵45并没有打开，二次侧处于关闭状态。

随后，启动二次侧循环水泵45，并通过手动调节阀43调节二次侧循环流量小于一次侧循环流量，待二次侧温度稳定后，观察去耦罐内的液体流动方向及温度分布状态，如果有条件，还可以使用红外热像仪对去耦罐内部温度场进行非接触测量。同时记录一次侧与二次侧的供回水温度、流量、供热量。

之后分别调节手动调节阀43使二次侧循环流量等于一次侧循环流量、大于一次侧循环流量等两种典型工况，重复上一步的观察和测量。

至此，去耦罐的三种典型工况演示及测量完成。以上过程也可以设置为自动调节模式，由温度传感器加电动三通阀46自动控制。因其调节过程为自动执行，学生需要定时观察和记录有关数据。

学生还可以模拟用户突然关闭某一循环支路或者突然开启循环阀门等现象发生时，去耦罐及一次侧的工作状态及参数的变化趋势，可加强学生对去耦罐工作原理的认识，提高去耦罐原理的教学效果。

Claims

1.一种去耦罐原理教学演示装置，其特征在于，所述教学演示装置为采用有机玻璃制作的透明去耦罐模型，在去耦罐内部轴向平面上安装一块随温度变化而自动变色的感温板，在感温板上均匀布置多个显示液体流向指示的飘带；在去耦罐的外壁的一侧固定一次侧供水管和一次侧回水管，在一次侧供水管上还安装有示踪剂加入口；另一侧固定二次侧供水管和二次侧回水管；去耦罐的上下端盖上分别连接自动排气阀和排污阀；上下端盖由法兰分别固定在去耦罐的上下端。

2.根据权利要求1所述一种去耦罐原理教学演示装置，其特征在于，所述感温板上按11行3列等间距分布有大圆孔，在大圆孔周围等间距固定飘带固定杆，飘带固定在飘带固定杆上，由此飘带在感温板上形成按12行4列布置；所述飘带具有显示液体流向指示的作用。

3.根据权利要求1所述一种去耦罐原理教学演示装置，其特征在于，所述感温板采用塑料作为基材，表面覆有热敏变色粉及防水树脂薄膜，有效感温范围为20～80℃。

4.根据权利要求1所述一种去耦罐原理教学演示装置，其特征在于，所述感温板的平面背板使用红外热像仪进行非接触的罐体内液体温度场的测量。

5.根据权利要求1所述一种去耦罐原理教学演示装置，其特征在于，所述去耦罐罐体为圆形结构，感温板上中间两列飘带固定杆长度大于两侧飘带固定杆的长度，同时，中间两列飘带固定杆上沿轴向各安装两个飘带。

6.根据权利要求1所述一种去耦罐原理教学演示装置，其特征在于，所述在教学演示装置的一次侧与二次侧各安装有热量表，安装有玻璃温度计，用于测量各回路的温度、流量、热量。

7.根据权利要求1所述一种去耦罐原理教学演示装置，其特征在于，所述去耦罐的一次侧安装有手动调节三通阀，用于模拟不同的一次侧循环流量；在二次侧安装有手动调节阀和电动三通阀。

8.根据权利要求1所述一种去耦罐原理教学演示装置，其特征在于，所述教学演示装置一次侧安装电加热器作为模拟供热热源，本电加热器连接加热温度控制器，二次侧安装散热风扇与散热器作为模拟用户热负荷；二次侧还安装二次侧循环水泵及压力表组，电动三通阀或手动调节阀连接在散热器和二次侧循环水泵及压力表组之间。