CN214000107U - 橡胶密炼机低冲击温度控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及温度控制技术领域，特别涉及一种橡胶密炼机低冲击温度控制装置，包括管道、机架和控制器，所述管道上分别设置有水泵、换热器、加热器和阀门，管道盘设固定在所述机架上，其特征是，所述管道由三路结构相似的通道集成而成，所述三路通道的通径根据冷却区热容大小按比例配置。所述换热器循环进水口和冷进总管上设有温度传感器或测温仪表。与现有的技术相比，本实用新型的优点是：1）将止回阀与调节阀相结合，减少液体冲击，各通道独立可按工艺需要分别进行各自的加热或冷却。2）三种工况通过控制阀门的开关实现切换，满足橡胶密炼机的工艺要求。3）各路通道通径根据冷却区热容按比例配置，能实现快速、有效地控制密炼机温度。

Description

橡胶密炼机低冲击温度控制装置

技术领域

本实用新型涉及温度控制技术领域，特别涉及一种橡胶密炼机低冲击温度控制装置。

背景技术

橡胶密炼机是橡胶产业企业里的最基本又是关键设备之一，温度控制对密炼机来说十分重要。橡胶密炼机传统的温度控制方法是对密炼机各区段的温度根据混炼过程工艺的要求，通过对温度调节仪表进行温度值设定，并对各区段的循环回水口（或循环出水口）的温度进行检测（温度传感器、热电偶或热电阻）作为测量值反馈，温度调节仪把设定值和测量值进行比较，使各区段的循环回水温度值控制在其设定温度附近值上下（恒温控制），由于温控装置与密炼机之间连接的循环管路较长，其循环水在循环管道内存在流动阻力。再加之测温元件有一定的感温时间，往往测量与控制间存在较大的信号传输滞后，这就严重影响密炼机内混炼物料在混炼过程温度控制的准确与及时，往往产生温度超调和震荡。

专利申请号为201821459412.1的中国实用新型专利公开了一种橡胶密炼机温度控制装置，包括通道、机架和控制器，所述通道上分别设置有水泵、换热器、加热器和阀门，所述通道盘设固定在所述机架上，所述管路通道为三路结构相似的独立通道集成而成，所述三路通道的通径根据冷却区热容大小按比例配置。所述换热器循环进水口处设有温度传感器或测温仪表。该温控系统中采用CKD电动开关阀，每套通路中安装有7个手动蝶阀，经过用户使用反馈发现，由于蝶阀较多，在启动、工作、故障等状态转换时，操作比较复杂，对系统不熟悉的人往往无从下手。而冷却开关阀瞬间开启或关闭，在管道内部产生较大的冲击，使泵的密封、板换的密封带来损坏，降低密封件的寿命。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种橡胶密炼机低冲击温度控制装置，克服现有技术的不足，在保证生产工艺的前提下，分别对各冷却区进行独立控制，将止回阀与调节阀相结合，减轻开关阀瞬间开启或关闭，对管道造成的冲击，以PLC为系统控制器，采用PID控制算法，控制加热和冷却的切换控制，以保证将冷却区温度快速、有效地控制在设定的第一温度值，延长温控制系统的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

橡胶密炼机低冲击温度控制装置，包括管道、机架和控制器，所述管道上分别设置有水泵、换热器、加热器和阀门，所述通道盘设固定在所述机架上，其特征在于，所述管道由三路结构相似的通道集成而成，三路所述通道的通径根据冷却区热容大小按比例配置,三路通道共用冷进总管、冷回总管和软化水总管，所述通道中包括第一循环管、第二循环管、第三循环管、第四循环管、第五循环管、第六循环管、第七循环管、第八循环管、第九循环管和第十循环管，所述第一循环管连接在软化水总管与水泵的进水口，所述第二循环管连接在水泵出水口与加热器的进水口之间，所述第三循环管的一端连接在加热器出水口，所述第三循环管的另一端与第四循环管的一端连接于第一三通处，所述第四循环管的另一端与冷进总管连接第二三通处，所述第五循环管的一端与所述第四循环管的一端和所述第三循环管的另一端相连接于第一三通处，所述第五循环管的另一端连接所述冷却区的进口，所述第六循环管的一端连通于所述第一循环管于第三三通处，所述第六循环管的另一端与所述换热器的循环出口相连接，所述第七循环管的一端与所述换热器的循环进口相连接，所述第七循环管的另一端与所述冷却区的出口相连接，所述第八循环管的一端与第七循环管的另一端和述冷却区的出口连接于第四三通处，所述第八循环管的另一端与所述冷出总管相连接于第五三通，所述第九循环管的一端连接在所述换热器的冷却出口，所述第九循环管的另一端连接于所述冷出总管上的第六三通，所述第十循环管的一端连接所述换热器的冷却入口，所述第十循环管的另一端连接所述冷进总管于第七三通处；

所述第一循环管上设有第二阀门，所述第二阀门位于所述第三三通与所述水泵的进水口之间，所述第二循环管上设有第三阀门，所述第四循环管上设有第五阀门，所述第七循环管上设有第一阀门，所述第八循环管上设有第四阀门；所述第三阀门为止回阀。

进一步的，所述冷却区分别为混炼室侧壁、转子和排料门。

进一步的，所述第十循环管上设有电驱动或气压驱动的冷却调节阀，所述冷却调节阀为KOSO气动薄膜式调节阀。

进一步的，所述通径比例优选为混炼室侧壁通道：转子通道：排料门通道＝DN65：DN50：DN40。

进一步的，所述通径比例优选为混炼室侧壁通道：转子通道：排料门通道＝DN50：DN50：DN40。

进一步的，所述第一阀门、第二阀门、第四阀门、第五阀门中的任一个为手动阀或电动阀。

进一步的，所述第一阀门、第二阀门、第四阀门、第五阀门中的任一个为蝶阀、球阀或闸板阀。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：1）三通道设置，配有独立的加热、冷却水循环及温控装置，通过检测密炼机出水温度、冷却水进水温度，比对设定温度，经过PID计算，准确调节控制冷却调节阀的开度，精准调控循环水温度，确保密炼机在最接近设定温度范围内工作，保持最小的温度变化幅度。2）将止回阀与调节阀相结合，简化控制，更方便地实现工艺状态的切换，满足橡胶密炼机的工艺要求，截止阀始终保持适当的开度，避免阀门骤开骤闭带来的冲击，可以延长温控系统泵、板换、加热器的使用寿命，同时降低噪声。3）多通道组合设置时，通径根据冷却区热容按比例配置，在保证生产工艺的前提下，能实现快速、有效地控制密炼机温度。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是图1的A向视图。

图3是本实用新型开机加热状态水路流向示意图，为开工状态时管路水流情况示意图。

图4是本实用新型正常冷却状态水路流向示意图，为正常生产时管路水流情况示意图。

图5是本实用新型换热器故障状态水路流向示意图，为换热器故障状态时管路水流情况示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进一步说明：

如图1、图2，是本实用新型橡胶密炼机低冲击温度控制装置实施例结构示意图，包括排料门通道11、转子通道12、混炼室侧壁通道13、机架1和PLC控制系统2。排料门通道11上设置有水泵111、换热器112、加热器113和若干阀门；转子通道12上设置有水泵121、换热器122、加热器123和若干阀门；混炼室侧壁通道13通道上设置有水泵131、换热器132、加热器133和若干阀门。使用时，可将三路通道（分别为混炼室侧壁通道、转子通道、排料门通道）盘设固定在机架1上。

本实用新型温控装置是确保密炼机正常工作的辅助设备。经过多年的经验积累和实际验证，人们发现生产橡胶橡胶的密炼机的混炼室侧壁、转子、排料门的温度必须在很小的范围内恒定才能保证橡胶的质量最佳，这个温度范围根据密炼橡胶的种类不同而有所区别，比如：用天然橡胶作为聚合物原料密炼生产橡胶橡胶时，混炼室侧壁的温度要在40±1.5℃，转子的温度要在30±1.5℃，排料门的温度在30±1.5℃范围内，正是基于密炼机每个冷却区域结构温度的区别，三个通路循环水路通径与冷却水管路通径不同，由于密炼机的加工能力不同，不同密炼机温控系统的管路通径也有区别。比如：BB430密炼机混炼室的容积是430升，它的温控系统混炼室侧壁、转子、排料门对应的温控管路通径分别是DN65、DN50、DN40，而BB305密炼机混炼室的容积是305升，它的温控系统混炼室侧壁、转子、排料门对应的温控管路通径分别是DN50、DN50、DN40，不过冷却水的进/出水总管通径一般都是DN100（小型密炼机通径更小，比如DN65），确保冷却水供应充足，而且带有0.3~0.7MPa的压力，进水口与出水口的压差保持不低于在0.25MPa，使系统正常工作。

见图3到图5，本实用新型管道是由三组结构相似的通道组成的，三路通道共用冷进总管3、冷回总管4和软化水总管5，冷进总管3一端开口于A端，另一端止于封板A0，冷回总管4一端开口于B端，另一端止于封板B0，软化水总管5一端开口于G端，另一端止于封板G0。以排料门通道为例，通道中包括第一循环管21、第二循环管22、第三循环管23、第四循环管24、第五循环管25、第六循环管26、第七循环管27、第八循环管28、第九循环管29和第十循环管30，第一循环管21连接在软化水总管5与水泵111的进水口；第二循环管22连接在水泵111出水口与加热器113的进水口之间；第三循环管23的一端连接在加热器113出水口，另一端与第四循环管24的一端连接于第一三通处T1，第四循环管24的另一端与冷进总管连接第二三通处T2；第五循环管25的一端与第四循环管的一端和第三循环管23的另一端相连接于第一三通处T1，第五循环管25的另一端连接排料门的进口；第六循环管26的一端连通于第一循环管21于第三三通处T3，第六循环管26的另一端与换热器112的循环出口相连接；第七循环管27的一端与换热器112的循环进口相连接，第七循环管27的另一端与排料门的出口相连接；第八循环管28的一端与第七循环管27的另一端和排料门的出口连接于第四三通处T4，第八循环管28的另一端与冷出总管4相连接于第五三通T5；第九循环管29的一端连接在换热器112的冷却出口，第九循环管29的另一端连接于冷出总管4上的第六三通T6；第十循环管30的一端连接换热器的冷却入口，第十循环管30的另一端连接冷进总管3于第七三通处T7；换热器112循环进水管路设有温度传感器33。

第一循环管21上设有第二阀门202，第二阀门位于第三三通T3与水泵111的进水口之间，第二循环管22上设有第三阀门203，第三阀门203为止回阀。第四循环管24上设有第五阀门205，第七循环管27上设有第一阀门201，第八循环管28上设有第四阀门204。第十循环管30上设有冷却调节阀206和流量传感器31，流量传感器能够判断第十循环管30中是否有循环水流动，只有有循环水流过，密炼机才能启动，否则控制系统发出信号，阻止密炼机启动。这样既保护密炼机避免因温度过高而损毁，也可以防止密炼不合格产品。位于高处的第七循环管27和第九循环管29上还设有排气阀32用于排出管路中的多余气体。

为了改善冷却调节阀骤开骤闭给管路带来的冲击和密封件的损坏，冷却调节阀206选用KOSO气动薄膜式调节阀代替CKD电动开关阀，采集的信号在密炼机出口循环水温度的基础上，在冷进总管3上增加了冷却水进水温度计34，比照设定的温度，经过PID计算，得出冷却水进水管路上KOSO气动薄膜式调节阀的开度，动态进行开度的调节，使密炼机保持在设定工作温度附近极小的变动范围，使密炼的橡胶产品质量更加稳定可靠。

本实用新型温控装置运行过程分开工状态、正常生产、异常情况三种状态。

各工况下阀门的开启、关闭状态如下表：

注：本图中的“DF”代表蝶阀，阀门开启：√，阀门关闭：×

（1）、开工状态

第一步:冷却水管加水。通道各阀门开闭状态如上表开工状态，此时通道上水，通道中的气体通过自动排气阀排出，上完冷却水以后保持冷却水系统处于工作状态。

第二步:循环水注水。软化水逐步注入到密炼机的混炼室侧壁、转子、排料门室，阀门开闭状态如上表开工状态。补水同时开启电加热器，通道中的气体由自动排气阀排出，确定混炼室侧壁,转子,排料门室三系统管路中的水注满。

第三步：循环水管路运行。分别启动混炼室侧壁管道循环泵111，转子管循环泵121，排料门管道循环泵131，三个系统的水循环起动以后,管路阀门开闭状态如上表开工状态。当循环水温度达到设定温度，整个系统正常运转，可以启动密炼机自动进入工作状态。此时，外供的软水必须保持一定压力的情况下一直供给，如果循环水系统缺水，由系统旁路的自动补水元件自动补充，保证循环水系统的水是一直充盈状态。

（2）、正常生产

根据密炼机的运转情况，仪表测量，自动调节全部投运，各种阀门调整合理的开度，保证密炼机的混炼室侧壁、转子、排料门三个室处于最佳的工作温度。管路阀门开闭状态如上表。正常工作时，电加热器关闭（当循环水温度低于25度时，加热器启动）。当循环水温度变动时，采集到的温度信号和流量信号及时传到控制系统，控制系统经过计算后发出准确的指令给冷却调节阀，调节阀开启合适的开度，确保温度保持在最佳的温度，而且在很小的范围内波动。

（3）、异常情况

当密炼机正常工作，而温控系统某台泵或换热器因机械故障等原因无法正常工作时，启动温控系统异常情况处理预案。管路阀门开闭状态如上表。例如混炼室侧壁管道循环泵停泵，冷却水直接进混炼室侧壁冷却，保证密炼机正常工作，不会因为温控系统管道循环泵出现故障而被迫停止密炼机工作，避免造成密炼机受损及产品浪费。

当转子管道循环泵和排料门管道循环泵因故停泵,参照上面混炼室侧壁管道循环泵因故停泵的紧急事故冷却预案方案执行。

（4）、正常停车

当密炼机正常停机后,保证温控系统的循环水和冷水都正常运转，待混炼室侧壁、转子、排料门三个系统的循环水温度降下来以后，分别停密炼机的混炼室侧壁管道循环泵，转子管道循环泵，排料门管道循环泵，放空三套循环水管路系统中的水并吹扫干净密封，三套冷却水系统全部停止供水，放空所有冷却水管路系统中的水并吹扫干净。

上述实施例中的名词解释：

循环水：在管路及热交换元件密闭环路内流动的水，分别不间断的流经混炼室侧壁、转子、排料门，为相应结构降温并确保温度在恒定的范围内波动。

冷却水：来自工厂内部供水系统，温度一般在25℃以下，在温控内部循环流动，在热交换器内与循环水进行热交换，降低循环水的温度。

软化水：经过软化处理的水，与循环系统相通，随时补充循环水的流失份额，同时保护离心泵。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用与限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.橡胶密炼机低冲击温度控制装置，包括管道、机架和控制器，所述管道上分别设置有水泵、换热器、加热器和阀门，所述管道盘设固定在所述机架上，其特征在于，所述管道由三路结构相似的通道集成而成，三路所述通道的通径根据冷却区热容大小按比例配置,三路通道共用冷进总管、冷回总管和软化水总管，所述通道中包括第一循环管、第二循环管、第三循环管、第四循环管、第五循环管、第六循环管、第七循环管、第八循环管、第九循环管和第十循环管，所述第一循环管连接在软化水总管与水泵的进水口，所述第二循环管连接在水泵出水口与加热器的进水口之间，所述第三循环管的一端连接在加热器出水口，所述第三循环管的另一端与第四循环管的一端连接于第一三通处，所述第四循环管的另一端与冷进总管连接第二三通处，所述第五循环管的一端与所述第四循环管的一端和所述第三循环管的另一端相连接于第一三通处，所述第五循环管的另一端连接所述冷却区的进口，所述第六循环管的一端连通于所述第一循环管于第三三通处，所述第六循环管的另一端与所述换热器的循环出口相连接，所述第七循环管的一端与所述换热器的循环进口相连接，所述第七循环管的另一端与所述冷却区的出口相连接，所述第八循环管的一端与第七循环管的另一端和述冷却区的出口连接于第四三通处，所述第八循环管的另一端与冷出总管相连接于第五三通，所述第九循环管的一端连接在所述换热器的冷却出口，所述第九循环管的另一端连接于所述冷出总管上的第六三通，所述第十循环管的一端连接所述换热器的冷却入口，所述第十循环管的另一端连接所述冷进总管于第七三通处；

所述第一循环管上设有第二阀门，所述第二阀门位于所述第三三通与所述水泵的进水口之间，所述第二循环管上设有第三阀门，所述第四循环管上设有第五阀门，所述第七循环管上设有第一阀门，所述第八循环管上设有第四阀门；所述第三阀门为止回阀。

2.根据权利要求1所述的橡胶密炼机低冲击温度控制装置，其特征在于，所述冷却区分别为混炼室侧壁、转子和排料门。

3.根据权利要求1所述的橡胶密炼机低冲击温度控制装置，其特征在于，所述第十循环管上设有电驱动或气压驱动的冷却调节阀，所述冷却调节阀为KOSO气动薄膜式调节阀。

4.根据权利要求1所述的橡胶密炼机低冲击温度控制装置，其特征在于，所述通径比例优选为混炼室侧壁通道：转子通道：排料门通道＝DN65：DN50：DN40。

5.根据权利要求1所述的橡胶密炼机低冲击温度控制装置，其特征在于，所述通径比例优选为混炼室侧壁通道：转子通道：排料门通道＝DN50：DN50：DN40。

6.根据权利要求1所述的橡胶密炼机低冲击温度控制装置，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门、第四阀门、第五阀门中的任一个为手动阀或电动阀。

7.根据权利要求6所述的橡胶密炼机低冲击温度控制装置，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门、第四阀门、第五阀门中的任一个为蝶阀、球阀或闸板阀。

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