CN209612974U - 一种基于pid控制器的温控回路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及化工设备领域，具体为一种基于PID控制器的温控回路，包括带夹套的反应釜，还包括控制器、循环泵、三通阀、第一温度计、第二温度计、出液管、进液管、加热管路和冷凝管路，循环泵设于出液管上，出液管的端头设有三通阀，三通阀的阀门分别与出液管、加热管路和冷凝管路连通，加热管路和冷凝管路的出口均与进液管连接，第一温度计置于反应釜上，用于测量反应釜内的温度，第二温度计置于夹套进口处，用于测量进入夹套内的流体的实际温度，控制器为PID控制器，PID控制器控制三通阀门的开度。本申请设计合理，基于低成本的PID控制器实现自动调节阀门，节省人力成本；管路结构简单，操作安全，不易出错。

Description

一种基于PID控制器的温控回路

技术领域

本申请涉及化工设备领域，具体为一种基于PID控制器的温控回路。

背景技术

现有技术中，化工行业生产系统的反应釜、加热罐等典型设备的温度控制以人工调节为主，常见的人工调节是由人工通过观察对照反应釜上的温度计来调节阀门的开度，当温度达到一定值时开关阀门，表示操作已经完成，但是人工操作容易出现误操作，且员工需较长时间在生产现场，耗费人力；并且现有技术调节反应釜温度常常使用不同的介质，如蒸汽、循环水、冰盐水等，不仅管路复杂，而且控温偏差大，冷热媒切换容易损坏设备。

例如：中国专利公开号CN2012205679871，公开日为2013年3月27日，公开了可控温的反应釜，包括顶部敞口的釜体，以及密封该釜体敞口的釜盖，还包括至少一组冷却管，所述至少一组冷却管的进水口和出水口设置在所述釜体外。本实用新型可控温的反应釜，通过在釜体内设置冷却管，且自下而上盘在釜体内形成冷却盘管，增加了其与反应物料之间的接触面积，从而能够更快地带走反应中产生的热量，即通过该冷却盘管来控制反应釜内的反应温度，防止釜体内温度过高而产生副反应或者产生副产物，进而有较好的反应效果。

不足之处：仅能降低反应釜内的温度，而且人工操作，适用范围窄。

鉴于此，如何克服上述现有技术中所存在的缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术中存在的技术问题，而提供一种介质单一、不需人工调节阀门、控温管道简单的基于PID控制器的温控回路。

本申请的目的是通过如下技术方案来完成的，

一种基于PID控制器的温控回路，包括带夹套的反应釜，还包括控制器、循环泵、三通阀、第一温度计、第二温度计、出液管、进液管、加热管路和冷凝管路，所述循环泵设于出液管上，所述出液管的端头设有三通阀，所述三通阀的阀门分别与出液管、加热管路和冷凝管路连通，所述加热管路和冷凝管路的出口均与进液管连接，所述加热管路上设有加热罐，所述加热罐内设置电加热器，所述冷凝管路上设有冷凝罐，往所述冷凝罐外部通冷凝水，所述进液管的端头与夹套的底部连通，所述第一温度计置于反应釜上，用于测量反应釜内的温度，所述第二温度计置于夹套进口处，用于测量进入夹套内的流体的实际温度，所述控制器为PID控制器，所述PID控制器控制三通阀门的开度。

所述出液管上设有止回阀，所述止回阀设于循环泵与三通阀之间。

所述出液管上设有控制阀，所述控制阀设于循环泵与夹套之间。

所述进液管和出液管上均设有安全阀。

所述进液管上设有视镜。

所述冷凝管路较加热管路置于远离反应釜的一侧。

本申请与现有技术相比，至少具有以下明显优点和效果：

1、本申请设计合理，基于低成本的PID控制器实现自动调节阀门，节省人力成本；

2、单一介质调节温度，对反应釜友好，管路结构简单，操作安全，不易出错。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的整体结构示意图。

附图中标记名称：1-反应釜；2-夹套；3-循环泵；4-三通阀；5-第一温度计；6-第二温度计；7-出液管；8-进液管；9-加热管路；91-加热罐；11-冷凝管路；111-冷凝罐；12-止回阀；13-控制阀；14-安全阀；15-视镜。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请中所述的一种基于PID控制器的温控回路，包括带夹套2的反应釜1，其特征在于，还包括控制器、循环泵3、三通阀4、第一温度计5、第二温度计6、出液管7、进液管8、加热管路9和冷凝管路11，所述循环泵3设于出液管7上，所述出液管7的端头设有三通阀4，所述三通阀4的阀门分别与出液管7、加热管路9和冷凝管路11连通，所述加热管路9和冷凝管路11的出口均与进液管8连接，所述加热管路9上设有加热罐91，所述加热罐91内设置电加热器，所述冷凝管路11上设有冷凝罐111，往所述冷凝罐111外部通冷凝水，所述进液管8的端头与夹套2的底部连通，所述第一温度计5置于反应釜1上，用于测量反应釜1内的温度，所述第二温度计6置于夹套2进口处，用于测量进入夹套2内的流体的实际温度，所述控制器为PID控制器，所述PID 控制器控制三通阀4门的开度；具有管路结构简单、操作简便、节约成本等效果。

本申请实施例中，

参见图1中所示，循环泵3设于出液管7上，三通阀4的阀门分别与出液管7、加热管路9和冷凝管路11连通，加热管路9和冷凝管路11的出口均与进液管8连接。

出液管7和进液管8分别与夹套2的顶部和底部连通，循环泵3的作用在于将夹套2内的介质形成循环，循环泵3将夹套2内的介质吸出，经出液管7 输送到三通阀4，经三通阀4分配后介质通过加热管路9或/和冷凝管路11加热或冷凝后到进液管8汇合，再输送到夹套2内，如此形成一个外循环，达到升高/降低/保持夹套2内介质的温度的目的，并且单一介质调节温度，对反应釜友好，不会腐蚀反应釜。

本申请实施例中，

加热管路9上设有加热罐91，加热罐91内设置电加热器，冷凝管路11上设有冷凝罐111，往冷凝罐111外部通冷凝水，冷凝管路11较加热管路9置于远离反应釜1的一侧。

要实现对加热罐91内介质的加热，可以在加热罐91内设置电加热器，若要升高的温度很高，则采用大功率的电加热器，往冷凝罐111的外部通冷凝水，加速介质温度的降低，冷凝管路11置于远离反应釜1的一侧，管道更长，降温效果较好，同时，加热管路9的管道较短也有助于介质的保温。

本申请实施例中，

所述第一温度计5置于反应釜1上，用于测量反应釜1内的温度，所述第二温度计6置于夹套2进口处，用于测量进入夹套2内的流体的实际温度，所述控制器为PID控制器，所述PID控制器控制三通阀门4的开度。

参见图1所示，PID控制器根据第一温度计5与第二温度计6的示数来调节三通阀门4的开度，从而尽快达到两个温度计相同，反应釜1反应过程中，循环泵3一直处于开启状态，若反应釜1内温度升高，则夹套2内的大量介质或者全部介质被三通阀4分配到加热管路9，然后再经进液管8回到夹套2内，从而实现夹套2内的温度在较短的时间内升高；若反应釜1内的温度降低，则夹套2内的大量介质或者全部介质被三通阀4分配到冷凝管路11，然后,再经进液管8回到夹套内，从而实现夹套2内的温度在较短的时间内降低；若反应釜内的温度保持恒定，则夹套2内的介质被三通阀4均匀分配到加热管路9和冷凝管路11。

本申请实施例中，

出液管7上设有止回阀12，止回阀12设于循环泵3与三通阀4之间。止回阀12保证了夹套2内的介质被循环泵3传输时不会回流。

出液管7上设有控制阀13，控制阀13设于循环泵13与夹套2之间。控制阀13控制出液管7的密闭与畅通，便于在实验过程中发生意外等情况时控制外循环回路。

进液管8和出液管7上均设有安全阀14。由于本循环回路为全密闭回路，设置的安全阀14市是为了当管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道介质压力超过规定数值，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。

进液管8上设有视镜15。视镜15的设置是为了观察回路内的介质情况，便于在发生意外时采取紧急措施。

上述所述本申请的一种基于PID控制器的温控回路较佳实施例的工作过程为：按附图连接管路，外循环回路与夹套2之间用法兰连接，连接稳固且便于拆装，打开控制阀13、止回阀12、安全阀14和循环泵3，介质在外循环回路循环流动，介质可以为乙二醇，乙二醇稳定且对反应釜友好，不会腐蚀反应釜，反应釜1内进行反应，PID控制器通过第一温度计5和第二温度计6的温度显示来调节三通阀4的阀门开口，直至两温度计的示数相同，循环泵3始终处于开启状态，反应釜1内不同的反应阶段温度不同，PID控制器根据温度计的示数实时调整介质的温度，使夹套2内的温度与反应釜1内的温度始终保持一致。该装置还可与PC端连接，设置升温、恒温、降温的时间段，实现全自动化操作。

以上所述仅为本申请的实施例而已,对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的构思和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种基于PID控制器的温控回路，包括带夹套(2)的反应釜(1)，其特征在于，还包括控制器、循环泵(3)、三通阀(4)、第一温度计(5)、第二温度计(6)、出液管(7)、进液管(8)、加热管路(9)和冷凝管路(11)，所述循环泵(3)设于出液管(7)上，所述出液管(7)的端头设有三通阀(4)，所述三通阀(4)的阀门分别与出液管(7)、加热管路(9)和冷凝管路(11)连通，所述加热管路(9)和冷凝管路(11)的出口均与进液管(8)连接，所述加热管路(9)上设有加热罐(91)，所述加热罐(91)内设置电加热器，所述冷凝管路(11)上设有冷凝罐(111)，往所述冷凝罐(111)外部通冷凝水，所述第一温度计(5)置于反应釜(1)上，用于测量反应釜(1)内的温度，所述第二温度计(6)置于夹套(2)进口处，用于测量进入夹套(2)内的流体的实际温度，所述控制器为PID控制器，所述PID控制器控制三通阀(4)门的开度。

2.根据权利要求1所述的一种基于PID控制器的温控回路，其特征在于，所述出液管(7)上设有止回阀(12)，所述止回阀(12)设于循环泵(3)与三通阀(4)之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于PID控制器的温控回路，其特征在于，所述出液管(7)上设有控制阀(13)，所述控制阀(13)设于循环泵(3)与夹套(2)之间。

4.根据权利要求1所述的一种基于PID控制器的温控回路，其特征在于，所述进液管(8)和出液管(7)上均设有安全阀(14)。

5.根据权利要求1所述的一种基于PID控制器的温控回路，其特征在于，所述进液管(8)上设有视镜(15)。