CN212645082U - 一种高低温液体循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高低温液体循环系统，其包括回液结构以及循环系统，所述循环系统与回液结构管连通；其所述循环系统包括低温循环系统和高温循环系统，所述低温循环系统和高温循环系统的进油端分别与回液结构相连通，所述低温循环系统和高温循环系统的共同出液端与回液结构相连通，且所述低温循环系统和高温循环系统的共同出液端设有功率控制系统；液体进入所述循环系统后，所述功率控制系统检测所述低温循环系统和高温循环系统的共同出液端内混合后的液体温度并调节低温循环系统和高温循环系统的工作功率。本实用新型具有能够提高液体温度控制精度，提高工作效率，适应多种温度的液体循环需求的效果。

Description

一种高低温液体循环系统

技术领域

本实用新型涉及高低温液体循环技术的技术领域，尤其是涉及一种高低温液体循环系统。

背景技术

目前在试验测试行业，通常需要根据实际试验情况，使液态介质保持在某一温度，其中高温范围通常为高温范围通常为100℃～200℃。当试验测试条件要求由高温降低至低温时，通常有两种降温方式。第一种是采用冷却水循环在介质高温区对介质进行间接降温，然后采用压缩机运行在介质低温区对介质进行间接降温；第二种做法是高温区和低温区均采用压缩机运行对介质进行全程降温。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：液态介质在两个温度区间循环时，液态介质的温度波动较大，当需要用某一温度的介质进行试验时，需要反复在两个温度区间进行多次循环才能达到目标温度，降低了工作效率；同时不同温度区间的循环泵的配件规格不同，在-150到450℃的温度区间进行工作时，不同温度区间的循环泵的工作状态不同，（如低温区的循环泵在高温状态下工作时配件因不耐热而老化、或密封性下降），因而单一的循环系统不能长时间工作在-150到450℃的温度区间，从而不能满足试验需求。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一是提供一种高低温液体循环系统，能够提高液体温度控制精度，提高工作效率，适应多种温度的液体循环需求。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高低温液体循环系统，包括回液结构以及循环系统，所述循环系统与回液结构管连通；其所述循环系统包括低温循环系统和高温循环系统，所述低温循环系统和高温循环系统的进油端分别与回液结构相连通，所述低温循环系统和高温循环系统的共同出液端与回液结构相连通，且所述低温循环系统和高温循环系统的共同出液端设有功率控制系统；液体进入所述循环系统后，所述功率控制系统检测所述低温循环系统和高温循环系统的共同出液端内混合后的液体温度并调节低温循环系统和高温循环系统的工作功率。

通过采用上述技术方案，先向循环系统内灌注足够的常温液体，随后常温液体分别在低温循环系统和/或高温循环系统内循环加热或降温，循环后的液体在两个循环系统的共同出液端相混合，使流向回液结构的液体温度波动较小，从而适应多种温度的液体循环需求，同时无需反复循环，提高了循环效率；随后，混合后的液体经回液结构重新回到两个循环系统内进行循环加热或降温；

循环过程中，混合后的液体触发功率控制系统，使功率控制系统根据预设的第一预设值、第二预设值以及液体温度之间的大小关系，调节高温循环系统和低温循环系统的工作功率，使液体最终达到指定温度，以使最终输出的液体符合使用需求，从而在避免液体温度波动过大的前提下保证加热效率，提高温度控制精度。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述回液结构包括回液口、出液口以及外界设备，所述外界设备的出液端和进液端分别与回液口和出液口相连通以形成循环管路；所述回液口连接有主回液管，所述主回液管分别与低温循环系统和高温循环系统的进液端相连通；所述出液口连接有主出液管，所述主出液管与低温循环系统和高温循环系统的出液端相连通。

通过采用上述技术方案，常温的液体经主回液管分别流向低温循环系统和高温循环系统，分别经低温循环系统和高温循环系统进行循环后，低温液体和高温液体在主出液管内混合，混合后的液体经出液口流入外界设备，再从外界设备流向回流口并从回流口流向主回液管，实现液体的循环。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述低温循环系统包括依次连通的低温加热器、低温循环泵以及低温换热器，所述低温加热器的进液端连接有低温进液管，所述低温进液管与主回液管相连通；所述低温换热器的出液端连接有低温循环管，所述低温循环管与主出液管相连通，且所述低温循环管上设有低温单向阀。

通过采用上述技术方案，低温循环泵工作使主回液管内的液体从低温进液管进入低温加热器，随后低温加热器对液体进行初步加热，随后加热后的液体经低温循环泵进入低温换热器使液体温度下降，降温后的液体从低温循环管进入主出液管并与高温循环系统的高温液体相混合，同时低温单向阀能够避免高温循环系统的高温液体进入低温循环系统，实现液体的低温加热。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述低温循环泵和所述低温换热器均设有至少两组，所述低温循环泵和所述低温换热器一一对应，且所述低温换热器的出液端均与低温循环管相连通，所述低温循环泵的进液端均与低温加热器相连通。

通过采用上述技术方案，多组低温循环泵和低温换热器能够提高低温系统的换热效率，从而使进入低温循环系统的液体能够迅速降温。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述高温循环系统包括依次连接的高温循环泵、高温加热器以及高温换热器，所述高温循环泵的进液端与主回液管相连通，所述高温换热器的出液端连接有高温循环管，所述高温循环管与主出液管相连通，且所述高温循环上设有高温单向阀。

通过采用上述技术方案，高温循环泵工作将主回液管内的液体抽送至高温加热器内进行高温加热，加热后的高温液体进入高温换热器进行温度交换，进行温度交换后的液体经高温循环管进入主出液管并与低温系循环统的低温液体进行混合，而高温单向阀能够避免低温液体进入高温循环管而影响高温循环效果。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述高温换热器设有液冷进口和液冷出口。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述功率控制系统包括：

液温检测模块，分别设置在低温循环系统和高温循环系统的管路上，用于检测管路内的液体温度；当检测到管路内的液体温度时，输出液温检测信号；

功率控制模块，连接于液温检测模块，用于接收液温检测信号；当接收到液温检测信号时，将液温检测信号分别与第一预设值和第二预设值进行对比，并比较第一预设值和第二预设值的大小，再根据比较结果输出功率调节信号；

功率调节模块，连接于功率控制模块、低温循环系统和高温循环系统，用于接收功率调节信号；当接收到功率调节信号时，调节低温循环系统和高温循环系统的工作功率。

通过采用上述技术方案，当液温检测模块检测管路内的液体温度时，液温检测模块输出液温检测信号；当功率控制模块接收到液温检测信号时，将液温检测信号分别与第一预设值和第二预设值进行对比，并比较第一预设值和第二预设值的大小，再根据比较结果输出功率调节信号；当功率调节模块接收到功率调节信号时，调节低温循环系统和高温循环系统的工作功率，实现液体加热的精确控制。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置低温循环系统、高温循环系统以及功率控制系统，能够实现对液体加热情况进行精确控制，适应多种温度的液体循环需求；

2.通过设置多组低温循环泵和低温换热器，能够提高液体的快速降温。

附图说明

图1是本公开的实施例中循环系统的整体结构示意图。

图2是本公开的实施例中功率控制系统的结构示意图。

图中，1、回液结构；11、回液口；12、出液口；13、外界设备；14、主回液管；15、主出液管；21、低温循环系统；211、低温加热器；212、第一低温循环泵；213、第一低温换热器；214、第二低温循环泵；215、第二低温换热器；216、低温单向阀；217、低温进液管；218、低温循环管；22、高温循环系统；221、高温循环泵；222、高温加热器；223、高温换热器；2231、液冷进口；2232、液冷出口；224、高温单向阀；225、高温循环管；3、功率控制系统；31、液温检测模块；32、功率控制模块；33、功率调节模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种高低温液体循环系统，包括回液结构1以及用于对液体进行加热或降温的循环系统，循环系统包括低温循环系统21和高温循环系统22，循环系统的进液端和出液端分别与回液结构1管连通；回液结构1包括回液口11、出液口12以及外界设备13，外界设备13的出液端和进液端分别与回液口11和出液口12相连通以形成循环管路；其中，回液口11连接有主回液管14，主回液管14远离外界设备13的一端为共同进液端并分别与低温循环系统21和高温循环系统22的进液端相连通；出液口12连接有主出液管15，主出液管15设为共同出液端并分别与低温循环系统21和高温循环系统22的出液端相连通。

先向循环系统内灌注足够的常温的液体，随后液体在其中一个循环系统或同时在两个循环系统进行加热或降温循环，并经主出液管15流向外界设备13；当液体同时在两个循环系统内循环时，循环后的液体最终在两个循环系统的共同出液端相混合，并经主出液管15流向外界设备13；当混合后的液体温度满足要求时，则从外界设备13流出；若混合后的液体温度不满足要求，则经外界设备13流向主回液管14并重复循环；由于两个循环系统的液体最终在共同出液端相混合，因而能够避免流向主出液管15的温度波动过大，从而适应多种温度的液体循环需求其中，液体可以是水，也可以是油，也可以是其它液态换热介质。

参照图1，低温循环系统21包括低温加热器211、至少两组低温循环泵以及低温换热器，低温循环泵和低温换热器一一对应，低温加热器211的进液端设有低温进液管217，低温进液管217与主回液管14相连通；低温循环泵均与低温加热器211相连通，低温换热器的进液端均与低温循环泵相连通；低温换热器的出液端均连接有低温循环管218，低温循环管218与主出液管15相连通，且低温循环管上设有低温单向阀216；以两组低温循环泵和低温加热器为例，低温循环泵包括第一低温循环泵212和第二低温循环泵214，低温换热器包括第一低温换热器213和第二低温换热器215。

第一低温循环泵212和第二低温循环泵214工作使主回液管14内的待处理液体从低温进液管217进入低温加热器211，随后低温加热器211对液体进行初步加热，加热后的液体分别经第一低温循环泵212和第二低温循环泵214进入第一低温换热器213和第二低温换热器215使液体温度下降，降温后的液体从低温循环管218进入主出液管15并与高温循环系统22的高温液体相混合，同时低温单向阀216能够避免高温循环系统22的高温液体进入低温循环系统21，实现液体的低温加热。

参照图1，高温循环系统22包括高温循环泵221、高温加热器222以及高温换热器223，高温循环泵221的进液端与主回液管14相连通，且高温循环泵221的出液端与高温加热器222相连通，高温加热器222的出液端与高温换热器223的进液端相连通，高温换热器223的出液端连接有高温循环管225，高温循环管225与主出液管15相连通，且高温循环上设有高温单向阀224；其中，高温换热器223设有液冷进口2231和液冷出口2232，当需要进行对高温液体进行热量交换时，换热介质从液冷进口2231进入，且换热后的换热介质从液冷出口2232流出，实现对高温循环系统22内的液体换热。

高温循环泵221工作将主回液管14内的液体抽送至高温加热器222内进行高温加热，加热后的高温液体进入高温换热器223进行温度交换，进行温度交换后的液体经高温循环管225进入主出液管15并与来自低温循环管218的低温液体进行混合，而高温单向阀224能够避免低温液体进入高温循环管225而影响高温循环效果。

为实现对液体温度的精确控制，参照图2，主出液管15上设有功率控制系统3，功率控制系统3包括：

液温检测模块31，分别设置在主回液管14、主出液管15、低温循环管218和高温循环管225上，用于检测管路内的液体温度；当检测到管路内的液体温度时，输出液温检测信号；

功率控制模块32，连接于液温检测模块31，用于接收液温检测信号；当接收到液温检测信号时，将液温检测信号分别与预设的第一预设值和第二预设值进行对比，并比较第一预设值和第二预设值的大小，再根据比较结果输出功率调节信号；

功率调节模块33，连接于功率控制模块32、低温循环泵和高温循环泵221，用于接收功率调节信号；当接收到功率调节信号时，调节低温循环泵和高温循环泵221的工作功率。

当液温检测模块31检测管路内的液体温度时，液温检测模块31输出液温检测信号；当功率控制模块32接收到液温检测信号时，低温循环泵和高温循环泵221将液温检测信号分别与第一预设值和第二预设值进行对比，并比较第一预设值和第二预设值的大小，再根据比较结果输出功率调节信号；

其中，第一预设值为分界值，第二预设值为需要的目标温度值；

当液体温度小于第一预设值和第二预设值，且第二预设值小于第一预设值时，功率控制模块32输出第一升温功率调节信号；

当液体温度小于第一预设值并大于第二预设值时，功率控制模块32输出第一降温功率调节信号；

当液体温度小于第一预设值和第二预设值，且第二预设值大于第一预设值时，功率控制模块32输出第二升温功率调节信号；

当液体温度大于第一预设值且第二预设值小于第一预设值时，功率控制模块32输出第二降温功率调节信号；

当液体温度大于第一预设值并小于第二预设值，功率控制模块32输出第三升温功率调节信号；

当液体温度大于第一预设值和第二预设值，且第二预设值大于第一预设值时，功率控制模块32输出第三降温功率调节信号；

当功率调节模块33接收到第一升温功率调节信号、第二升温功率调节信号、第三升温功率调节信号时，功率调节模块33控制低温循环泵和低温加热器211的工作功率减小，同时高温加热器222和高温循环泵221的工作功率增大；当混合后的液体温度大于等于第一预设值时，低温循环泵和低温加热器211停止工作；

同理，当功率调节模块33接收到第一降温功率调节信号、第二降温功率调节信号、第三降温功率调节信号时，功率调节模块33控制低温循环泵和低温加热器211的工作功率增大，同时高温加热器222和高温循环泵221的工作功率减小；当混合后的液体温度小于等于第一预设值时，高温循环泵221和高温加热器222停止工作，实现液体加热的精确控制；在本实施例中，功率调节模块33可以设置为变频器；功率控制模块32可以设置为型号为CN32PT的PID控制器，液温检测模块31设置为温度传感器。

以液体温度为40℃，第一预设值为70℃，第二设定值为20℃为例；此时低温循环系统21工作，高温循环系统22不工作，使液体只在低温循环系统21内进行循环工作；当液体温度（如30℃）接近第二预设值时，功率控制模块32输出第一降温信号，使低温循环系统21内的低温加热器211和低温循环泵的功率增大。

以液体温度为80℃，第一预设值为70℃，第二设定值为90℃为例；此时低温循环系统21不工作，高温循环系统22工作，使液体只在高温循环系统22内进行循环工作；当液体温度（如85℃）接近第二预设值时，功率控制模块32输出第三升温信号，使高温循环系统22内的高温加热器222和高温循环泵221的功率增大。

以液体温度为40℃，第一预设值为70℃，第二设定值为90℃为例；此时低温循环系统21和高温循环系统22分别对液体进行加热循环；当液温检测模块31检测管路内的液体温度（如50℃）接近第一预设值时，功率控制模块32输出第二升温功率调节信号，随后高温加热器222工作功率增大，同时低温循环系统21内的低温加热器211和低温循环泵的功率开始减小；当液温检测模块31检测管路内的液体温度到达70℃时，低温循环泵停止工作，高温加热器222和高温循环泵221的工作功率达到最大。

以液体温度为90℃，第一预设值为70℃，第二设定值为40℃为例；此时低温循环系统21和高温循环系统22分别对液体进行加热循环；当液温检测模块31检测管路内的液体温度（如80℃）接近第一预设值时，功率控制模块32输出第二降温功率调节信号，随后低温加热器211工作功率增大，同时高温循环系统22内的高温加热器221和高温循环泵222的功率开始减小；当液温检测模块31检测管路内的液体温度到达70℃时，高温循环泵222停止工作，低温换热器和低温循环泵的工作功率达到最大。

本实施例的实施原理为：先向循环系统内灌注足够的常温的液体；随后液体在其中一个循环系统或同时在两个循环系统进行加热或降温循环，并经主出液管15流向外界设备13；当液体同时在两个循环系统内循环时，循环后的液体最终在两个循环系统的共同出液端相混合，并经主出液管15流向外界设备13；当混合后的液体温度满足要求时，则从外界设备13流出；若混合后的液体温度不满足要求，则经外界设备13流向主回液管14并重复循环；

当液温检测模块31检测管路内的液体温度时，液温检测模块31输出液温检测信号；当功率控制模块32接收到液温检测信号时，低温循环泵和高温循环泵221将液温检测信号分别与第一预设值和第二预设值进行对比，并比较第一预设值和第二预设值的大小，再根据比较结果输出功率调节信号；当功率调节模块33接收到功率调节信号时，功率调节模块调节低温循环泵和高温循环泵221的工作功率，实现对液体温度的精确控制。

本实用新型通过设置低温循环系统21、高温循环系统22以及功率控制系统3，能够实现对液体加热情况进行精确控制，避免加热过程中温度波动过大引起的液体性质的变化；通过设置多组低温循环泵和低温换热器，能够提高液体的快速降温。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高低温液体循环系统，包括回液结构(1)以及循环系统，所述循环系统与回液结构(1)管连通；其特征在于：所述循环系统包括低温循环系统(21)和高温循环系统(22)，所述低温循环系统(21)和高温循环系统(22)的进油端分别与回液结构(1)相连通，所述低温循环系统(21)和高温循环系统(22)的共同出液端与回液结构(1)相连通，且所述低温循环系统(21)和高温循环系统(22)的共同出液端设有功率控制系统(3)；液体进入所述循环系统后，所述功率控制系统(3)检测所述低温循环系统(21)和高温循环系统(22)的共同出液端内混合后的液体温度并调节低温循环系统(21)和高温循环系统(22)的工作功率。

2.根据权利要求1所述的一种高低温液体循环系统，其特征在于：所述回液结构(1)包括回液口(11)、出液口(12)以及外界设备(13)，所述外界设备(13)的出液端和进液端分别与回液口(11)和出液口(12)相连通以形成循环管路；所述回液口(11)连接有主回液管(14)，所述主回液管(14)分别与低温循环系统(21)和高温循环系统(22)的进液端相连通；所述出液口(12)连接有主出液管(15)，所述主出液管(15)与低温循环系统(21)和高温循环系统(22)的出液端相连通。

3.根据权利要求2所述的一种高低温液体循环系统，其特征在于：所述低温循环系统(21)包括依次连通的低温加热器(211)、低温循环泵以及低温换热器，所述低温加热器(211)的进液端连接有低温进液管(217)，所述低温进液管(217)与主回液管(14)相连通；所述低温换热器的出液端连接有低温循环管(218)，所述低温循环管(218)与主出液管(15)相连通，且所述低温循环管(218)上设有低温单向阀(216)。

4.根据权利要求3所述的一种高低温液体循环系统，其特征在于：所述低温循环泵和所述低温换热器均设有至少两组，所述低温循环泵和所述低温换热器一一对应，且所述低温换热器的出液端均与低温循环管(218)相连通，所述低温循环泵的进液端均与低温加热器(211)相连通。

5.根据权利要求2所述的一种高低温液体循环系统，其特征在于：所述高温循环系统(22)包括依次连接的高温循环泵(221)、高温加热器(222)以及高温换热器(223)，所述高温循环泵(221)的进液端与主回液管(14)相连通，所述高温换热器(223)的出液端连接有高温循环管(225)，所述高温循环管(225)与主出液管(15)相连通，且所述高温循环上设有高温单向阀(224)。

6.根据权利要求5所述的一种高低温液体循环系统，其特征在于：所述高温换热器(223)设有液冷进口(2231)和液冷出口(2232)。

7.根据权利要求2所述的一种高低温液体循环系统，其特征在于：所述功率控制系统(3)包括：

液温检测模块(31)，分别设置在低温循环系统(21)和高温循环系统(22)的管路上，用于检测管路内的液体温度；当检测到管路内的液体温度时，输出液温检测信号；

功率控制模块(32)，连接于液温检测模块(31)，用于接收液温检测信号；当接收到液温检测信号时，将液温检测信号分别与第一预设值和第二预设值进行对比，并比较第一预设值和第二预设值的大小，再根据比较结果输出功率调节信号；

功率调节模块(33)，连接于功率控制模块(32)、低温循环系统(21)和高温循环系统(22)，用于接收功率调节信号；当接收到功率调节信号时，调节低温循环系统(21)和高温循环系统(22)的工作功率。

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