CN205140358U - 一种高级过程控制实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高级过程控制实训装置，包括机架、锅炉、滞后管、换热器、大水箱、下水箱、中水箱和上水箱，机架为三层结构，锅炉、中水箱和上水箱均设在机架上层，下水箱和上水箱内均被隔板分割为储水区和出水区，储水区与出水区之间通过闸板式出水口相连，隔板顶端与水箱顶部之间留有空隙，形成围堰式溢出结构，中水箱被隔板分割为储水一区、储水二区和出水区，隔板顶端与水箱顶部之间留有空隙，形成围堰式溢出结构，储水一区与储水二区之间的隔板上设有中间闸板，储水一区与出水区之间设有出口闸板；该高级过程控制实训装置，中水箱被隔板分割为储水一区、储水二区和出水区，能够同时提供竖直多容、水平多容及变容实验。

Description

一种高级过程控制实训装置

技术领域

本实用新型涉及一种教学用实验设备，具体是一种高级过程控制实训装置。

背景技术

过程控制实训装置是在进行《检测技术及仪表》、《控制仪表》、《过程控制原理》等课程的本科教学过程中，为了加深学生的理解以及提高学生的动手能力，而所用的实验设备。现有的过程控制实训装置的对象系统主要包括一个夹套锅炉、三个从小到大垂直叠放的圆形水箱、一个很长的滞后管、两个动力支路、以及一个体积较小的水箱。现有的过程控制实训装置具有以下缺陷：1、采用夹套锅炉，没有使用换热器，换热效果比较差；2、上面三个圆柱有机玻璃容器截面积过小，控制时间短；3、三个圆形水箱的出口为手阀，导致至少10厘米的虹吸长度，且出口直径小，由于进口为水泵，流速很快，导致容器很快就满，控制效果很差；4、溢出管口径小，在入口全速的情况下，导致液位无法从溢出管完全流出，而出现四处漏水的可能；5、储水箱太小，在进行温度实验时，整个系统都会很快升温，而导致无法完成温度实验；6、强电弱电都在一个配电柜中，导致系统的强电弱电没有分离，变频器与调压器都在一起，干扰很大，安全性也不够。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高级过程控制实训装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高级过程控制实训装置，包括机架、锅炉、滞后管、换热器、大水箱、下水箱、中水箱和上水箱；所述机架为三层结构，锅炉、中水箱和上水箱均设在机架上层，锅炉位于机架上层左侧，机架上层右侧被安装板分为两层，上水箱固定在安装板上方，中水箱位于安装板下方；所述下水箱和上水箱内均被隔板分割为储水区和出水区，储水区与出水区之间通过闸板式出水口相连，且出水区连接至大直径出水管道，隔板顶端与水箱顶部之间留有空隙，形成围堰式溢出结构；所述中水箱被隔板分割为储水一区、储水二区和出水区，且出水区连接至大直径出水管道，隔板顶端与水箱顶部之间留有空隙，形成围堰式溢出结构，储水一区与储水二区之间的隔板上设有中间闸板，储水一区与出水区之间设有出口闸板；所述锅炉外设有护套，且锅炉内置有防干烧装置；所述换热器设置在机架中层的后侧；所述上水箱设置在机架的下层。

作为本实用新型进一步的方案：所述换热器为板式换热器。

作为本实用新型再进一步的方案：所述换热器与锅炉配合组成的换热系统还包括两个液位开关、一个联锁保护系统、联锁保护及紧急停车系统。

作为本实用新型再进一步的方案：所述高级过程控制实训装置采用工业端子排，所述高级过程控制实训装置还包括容纳强电设备的控制箱。

作为本实用新型再进一步的方案：所述大水箱的长度为460mm，宽度为350mm，其出水口直径为38mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、该高级过程控制实训装置，其大水箱的截面积大，出水口直径大，使得流量可控范围更大；2、该高级过程控制实训装置，其下水箱、中水箱和上水箱均采用闸板式出水口，出水速度快，水箱不会很快充满，没有虹吸影响，保证了该装置可以从0到100％的控制范围，保证了入口流量从0到100％的控制范围，而且开度能够直观的目测出来，而传统的手阀的开度难以目测；3、该高级过程控制实训装置，其下水箱、中水箱和上水箱内的隔板顶端与水箱顶部之间留有空隙，形成围堰式溢出结构，即使在闸板式出水口关闭的情况下，入口流量达到100％时，水也不会溢出到水箱外；4、该高级过程控制实训装置，其中水箱被隔板分割为储水一区、储水二区和出水区，储水一区与储水二区之间的隔板上设有中间闸板，储水一区与出水区之间设有出口闸板，能够同时提供竖直多容和水平多容实验，并可以进行变容实验，而现有的过程控制实训装置只能进行竖直多容实验或只有进行水平多容实验；5、该高级过程控制实训装置，其锅炉外设有护套，能够避免烫伤，且锅炉内置有防干烧装置，安全可靠，传统过程控制实训装置一般采用夹套锅炉，换热效果不好，温度实验难以完成；6、该高级过程控制实训装置采用板式换热器，换热效果好，能够很好的完成温度试验；7、该高级过程控制实训装置采用工业端子排，提供方便的端子排连接，所有的接线部分不用拆任何螺钉，就可以打开，方便检测、维护、更改各个端子；8、该高级过程控制实训装置还包括容纳强电设备的控制箱，由于采用了工业端子排，而且所有强电设备都在控制箱中，所以具有最好的可扩展性，用户可以方便地搭建自己的控制系统。

附图说明

图1为高级过程控制实训装置的主视结构示意图。

图2为高级过程控制实训装置的立体结构示意图一。

图3为高级过程控制实训装置的立体结构示意图二。

图4为高级过程控制实训装置的工艺结构示意图。

图5为高级过程控制实训装置中上水箱的结构示意图。

图6为高级过程控制实训装置中中水箱的结构示意图。

图7为高级过程控制实训装置中下水箱的结构示意图。

图8为高级过程控制实训装置中闸板的结构示意图。

图中：1-机架、2-温度变送器、3-锅炉、4-电动调节阀、5-滞后管、6-换热器、7-屏蔽增压泵、8-行走轮、9-涡轮流量计、10-压力变送器、11-电磁流量计、12-大水箱、13-下水箱、14-中水箱、141-中间闸板、142-出口闸板、15-上水箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～8，本实用新型实施例中，一种高级过程控制实训装置，包括机架1、锅炉3、滞后管5、换热器6、大水箱12、下水箱13、中水箱14和上水箱15；所述机架1为三层结构，锅炉3、中水箱14和上水箱15均设在机架1上层，锅炉3位于机架1上层左侧，机架1上层右侧被安装板分为两层，上水箱15固定在安装板上方，中水箱14位于安装板下方；所述下水箱13和上水箱15内均被隔板分割为储水区和出水区，储水区与出水区之间通过闸板式出水口相连，且出水区连接至大直径出水管道，隔板顶端与水箱顶部之间留有空隙，形成围堰式溢出结构，即使在闸板式出水口关闭的情况下，入口流量达到100％时，水也不会溢出到水箱外，而是通过隔板顶端与有机玻璃箱顶部之间的空隙流入出水区内，进而通过大直径出水管道流出，采用闸板式出水口，出水速度快，水箱不会很快充满，没有虹吸影响，保证了该装置可以从0到100％的控制范围，保证了入口流量从0到100％的控制范围，而且开度能够直观的目测出来，而传统的手阀的开度难以目测；所述中水箱14被隔板分割为储水一区、储水二区和出水区，且出水区连接至大直径出水管道，隔板顶端与水箱顶部之间留有空隙，形成围堰式溢出结构，储水一区与储水二区之间的隔板上设有中间闸板141，储水一区与出水区之间设有出口闸板142，能够同时提供竖直多容和水平多容实验，并可以进行变容实验，其具体的调节方法为：(1)中间闸板开度小，出口闸板开度小，则成为水平双容。从而实现左右相互影响的双容设计。(2)中间闸板全打开，出口闸板开度小，则成为单容，全截面积的水箱。(3)中间闸板开度小，出口闸板全打开，则成为单容，一半截面积的水箱。从而实现了变容。在垂直双容串级设计中，就采用一半截面积的水箱，加快副回路的响应时间。(4)容许用户可以在储水二区内增加液位传感器，设置增加一个比例调节电动球阀，从而实现出口流量可变的控制，或水平双容串级。所述锅炉3外设有护套，能够避免烫伤，且锅炉3内置有防干烧装置，安全可靠；所述换热器6设置在机架1中层的后侧，优选的，所述换热器6为板式换热器，换热效果好，换热器6与锅炉3配合组成的换热系统还包括两个液位开关、一个联锁保护系统、联锁保护及紧急停车系统，联锁保护及紧急停车系统可以供客户编程，换热系统能够很好的完成温度试验，且换热效果好；所述高级过程控制实训装置采用工业端子排，提供方便的端子排连接，所有的接线部分不用拆任何螺钉，就可以打开，方便检测、维护、更改各个端子，高级过程控制实训装置还包括容纳强电设备的控制箱，由于采用了工业端子排，而且所有强电设备都在控制箱中，所以具有最好的可扩展性。用户可以方便地搭建自己的控制系统。所述上水箱15设置在机架1的下层，大水箱12的长度为460mm，宽度为350mm，其出水口直径为38mm，大水箱12的截面积大，出水口直径大，使得流量可控范围更大。

所述高级过程控制实训装置，其大水箱12的截面积大，出水口直径大，使得流量可控范围更大；所述高级过程控制实训装置，其下水箱13、中水箱14和上水箱15均采用闸板式出水口，出水速度快，水箱不会很快充满，没有虹吸影响，保证了该装置可以从0到100％的控制范围，保证了入口流量从0到100％的控制范围，而且开度能够直观的目测出来，而传统的手阀的开度难以目测；所述高级过程控制实训装置，其下水箱13、中水箱14和上水箱15内的隔板顶端与水箱顶部之间留有空隙，形成围堰式溢出结构，即使在闸板式出水口关闭的情况下，入口流量达到100％时，水也不会溢出到水箱外；所述高级过程控制实训装置，其中水箱14被隔板分割为储水一区、储水二区和出水区，储水一区与储水二区之间的隔板上设有中间闸板141，储水一区与出水区之间设有出口闸板142，能够同时提供竖直多容和水平多容实验，并可以进行变容实验，而现有的过程控制实训装置只能进行竖直多容实验或只有进行水平多容实验；所述高级过程控制实训装置，其锅炉3外设有护套，能够避免烫伤，且锅炉3内置有防干烧装置，安全可靠，传统过程控制实训装置一般采用夹套锅炉，换热效果不好，温度实验难以完成；所述高级过程控制实训装置采用板式换热器，换热效果好，能够很好的完成温度试验；所述高级过程控制实训装置采用工业端子排，提供方便的端子排连接，所有的接线部分不用拆任何螺钉，就可以打开，方便检测、维护、更改各个端子；所述高级过程控制实训装置还包括容纳强电设备的控制箱，由于采用了工业端子排，而且所有强电设备都在控制箱中，所以具有最好的可扩展性，用户可以方便地搭建自己的控制系统。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种高级过程控制实训装置，其特征在于，包括机架(1)、锅炉(3)、滞后管(5)、换热器(6)、大水箱(12)、下水箱(13)、中水箱(14)和上水箱(15)；所述机架(1)为三层结构，锅炉(3)、中水箱(14)和上水箱(15)均设在机架(1)上层，锅炉(3)位于机架(1)上层左侧，机架(1)上层右侧被安装板分为两层，上水箱(15)固定在安装板上方，中水箱(14)位于安装板下方；所述下水箱(13)和上水箱(15)内均被隔板分割为储水区和出水区，储水区与出水区之间通过闸板式出水口相连，且出水区连接至大直径出水管道，隔板顶端与水箱顶部之间留有空隙，形成围堰式溢出结构；所述中水箱(14)被隔板分割为储水一区、储水二区和出水区，且出水区连接至大直径出水管道，隔板顶端与水箱顶部之间留有空隙，形成围堰式溢出结构，储水一区与储水二区之间的隔板上设有中间闸板(141)，储水一区与出水区之间设有出口闸板(142)；所述锅炉(3)外设有护套，且锅炉(3)内置有防干烧装置；所述换热器(6)设置在机架(1)中层的后侧；所述上水箱(15)设置在机架(1)的下层。

2.根据权利要求1所述的高级过程控制实训装置，其特征在于，所述换热器(6)为板式换热器。

3.根据权利要求1或2所述的高级过程控制实训装置，其特征在于，所述换热器(6)与锅炉(3)配合组成的换热系统还包括两个液位开关、一个联锁保护系统、联锁保护及紧急停车系统。

4.根据权利要求3所述的高级过程控制实训装置，其特征在于，所述高级过程控制实训装置采用工业端子排，所述高级过程控制实训装置还包括容纳强电设备的控制箱。

5.根据权利要求1或2或4所述的高级过程控制实训装置，其特征在于，所述大水箱(12)的长度为460mm，宽度为350mm，其出水口直径为38mm。