CN2285484Y - 板式换热型智能控温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种由电气控制系统和机械部分构成的用于橡塑工业及化工等行业间接控制温度的板式换热型智能控温装置,其机械部分由加热均温罐、板式换热器、循环泵与管路组成,以可编程序控制器为核心并由电器元件经电路加工装配构成的独立结构的控制柜,既可以与机械部分组装成一体又可分体制装,便于基地式控制和控制室集中控制。采用智能化控制和新颖结构的加热均温罐与板式换热器,使整机具有使用安全可靠、应用范围广、控制精度高、节约能源等优点。

Description

板式换热型智能控温装置

本实用新型涉及一种由电气控制系统和机械部分构制而成的，主要用于橡胶、塑料及其化工行业的高精度、宽范围的板式换热型智能化温度控制装置。

目前，橡胶、塑料及其化工行业生产工艺中的温度控制方式主要有：一类是简单地调节蒸气与自来水阀门的开度，粗略控制进入加工设备的介质温度，这种方式简单，但稳定性差，精度低尤其是蒸气和水资源浪费严重；一类是运用介质循环、使循环介质与冷却介质直接接触，采用调节仪表控制电动或气动调节阀开度，实现较高精度的控制，但结构复杂、循环系统内压波动大，对循环泵、调节阀平稳运行不利，且体积较大、维护工作量大。另一类是采用列管式换热器实现热质传递控制温度，这种方式换热效率不够高，且体积大，特别是水质差时，使用日久结垢，清洗维护极为不便。归结起来，现有的温度控制装置一般存在结构复杂，换热效率不够高，使用维护不够方便，控制精度、整机稳定性、自动化水平还不够理想等问题。

本实用新型的发明目的就是针对现有控温设备存在的问题，面向当前自动控制高新技术发展前沿，面向新型器件，面向用户生产实际需要与可能，设计出一种控制实现智能化、整机机电一体化，结构既紧凑又便于维护，提高效率、节约能源、使整机具有较高的性能价格比的温度自动控制装置。

为了实现上述发明目的，本实用新型运用PC可编程序控制器作为控制核心，运用集成化微电子技术及器件，运行过程均由装入PC之中的软件监控下进行。整机由电器控制系统和机械部分构制而成，其电器控制系统采用常规技术制成，以PC可编程序控制器为核心并由电器元件经电路加工装配而成的电气控制系统构成独立结构的智能化控制柜；其机械部分由加热均温罐、板式换热器和循环泵及管路元件组成。主要由内外缸体及上下端盖组成的循环介质加热均温罐，其内缸体上焊有环形上分流均温隔板和下分流均温隔板，下端盖上焊有循环介质返回接口，内缸体的下端盖制成一体，上端盖上焊有电加热器安装座及液位传感器安装接口，外缸体上分别制有循环介质输出接口、排气泄压接口、循环介质补充接口，上下端盖与外缸体用螺钉连接，排气泄压接口在罐内连有向上直管段，其上端口与上端盖之间留有适当距离，以保证最高点排气。电气系统的智能化控制柜与机械部分可以组装成一体，也可以分体制装，以便于基地式控制和控制室集中控制。

本实用新型与现有技术相比具有结构新颖、性能安全可靠、智能化程度高、操作使用灵活、控温范围宽、精度高、应用范围广且节省能源等突出优点。

图1为本实用新型之加热均温罐结构示意图。

图2为本实用新型实施之装置原理示意图。

本实用新型实施时其机械部分与智能电气控制系统自成独立单元。智能电控系统包含参数设定键盘及显示单元(40)、温度检测信号调理及A/D转换单元(41)、电加热驱动单元(42)、排气泄压电磁阀和冷却电磁阀驱动单元(43)、循环系统内压及液位测控单元(44)、循环泵驱动单元(45)、各通道温度参数和运行状态控制跟踪显示单元(46)、PC可编程序控制器及I/O单元(47)、系统供电单元(48)、电源控制及智能电控柜内照明控制单元(49)、系统电源线电压及各相电流跟踪显示单元(50)，采用常规方式组装构成智能控制柜。采用套缸式加热均温罐(19)，其主要由内缸体(12)、外缸体(13)、上端盖(9)、下端盖(14)等组成。上端盖(9)上焊有电加热器(7)的安装座(8)及液位检测接口(1)，外缸体两端分别焊有法兰(2)和(6)，在前方焊有循环泵进水接口(循环介质出口)(5)，后方分别焊有循环介质补充接口(11)和循环系统排气泄压接口(10)，此接口在缸内弯有向上直管，其管口在组装后与上端盖间留有适当间隙，保证最高点排气功能。内缸体(12)上焊有上分流隔板(3)和下分流隔板(4)，且其上都开有非均匀的分流孔，靠近有输入输出接口处无孔，避免循环介质直通而影响混合均温效果，下端盖(14)为方形，便于安装固定，其上焊有循环介质返回接口(15)，下端盖(14)与内缸体(12)焊为一体。循环介质从出口(5)进入循环泵(38)并输出进入被控对象流道(39)，经感温元件(25)后进入板式换热器(27)的热介质进口(33)，又从热介质出口(26)到达加热均温罐(19)之循环介质返回接口(15)，循环介质自下而上与加热器供出的热量温合，又从上到下流经上分流隔板(3)和下分流隔板(4)分流混合，使从循环介质出口(5)进入循环泵(38)的循环介质温度均匀一致，达到理想的均温效果。

下面结合附图对本实用新型的原理、工作过程及实施过程进一步说明。

本实用新型设有循环系统内压及液位测控单元(44)，目的是使循环系统内充满循环介质，以免发生电加热器干烧及循环泵抽空而损坏密封件等现象。一方面在系统中接有自动排气阀(21)，使系统内的气体能随时自动排出，另一方面设电接点压力表(16)控制循环系统内的压力下限与上限。为防止假象内压(即气体未排尽)，还设有液位测控，绝对保证循环系统充满循环介质，当PC检测到循环系统内压力低于下限时，经数秒延时，若仍欠压，则停止循环泵；当PC检测到液位传感器(18)欠液时，立即停止循环泵；当PC检测到循环系统内的压力高于上限压力时，驱动电磁阀(24)进行泄压处理。当循环系统发生欠压或超压以及液位不正常时，PC均禁止加热。循环系统发生欠压、超压、欠液、循环泵缺相或过载、超温、欠温等情况时，均有音响提示报警。保证加热器、循环泵以及整个系统的安全运行。为限制循环系统的内压过高，内压测控除电接点压力表控制上限压力外，还在系统上装有安全阀(17)，并且安全阀的限压高于电接点压力表的上限压力，使系统安全可靠地运行。操作使用时，接上电源、连接好循环介质进入接管(53)、换热介质(冷却介质或加热介质)进入接管(54)及总排接管(55)，并与被控设备对接，装置即可启动工作。通电后，智能电控柜中控制中枢可编程序控制器，根据输入状态及软件程序作出相应输出，首先通过设定键盘对各通道控制参数进行设定。系统投运后，立即进入循环系统自动排气注入循环介质程序，直到系统内压达到下限，且液位检测正常为止，启动循环泵，并继续进行数秒排气处理。循环介质经过滤减压稳压单元(51)、阀门(35)、过滤器(36)、单向阀(20)、从加热均温罐循环介质入口(11)进入直至充满此罐，然后从加热均温罐之循环介质出口(5)经循环泵(38)进入被控对象流道(39)，流经感温元件(25)后从板式换热器(27)之热介质进口(33)进入板式换器热介质流道后，从热介质出口(26)到达加热均温罐循环介质返回口(15)，进入加热均温罐，形成闭合循环回路。

当循环介质通过感温元件，经过温度检测及A/D转换后，数据送PC可编程序控制器与设定参数进行比较运算，作出控制指令。当实际温度低于设定温度时，由PC控制电加热驱动单元(42)进行相应的加热过程，电加热器(7)产生的热量与不断循环的介质在加热均温罐(19)内先行混合均温后，由循环泵(38)送达被控对象流道(39)，并经板式换热器(27)形成循环。当实际湿度高于设定温度时，由PC控制冷却电磁阀驱动单元(43)，使冷却电磁阀(30)得电，冷却介质经定压单元(52)、阀门(32)、过滤器(31)、从板式换热器之冷介质进口(28)进入板式换热器换热介质流道，与热介质(循环介质)隔板进行热质交换，换热介质载带着交换的热量从冷介质出口(29)经电磁阀(30)排出系统，使循环介质的温度下降趋于设定值，从而实现温度的自动控制。

当系统排气注入循环介质或超压泄压时，电磁阀(24)得电，气体或超压循环介质经排气泄压接口(10)，一方面气体从自动排气阀(21)排空，一方面经过滤器(22)、阀门(23)、电磁阀(24)排出循环系统之外。阀门(23)是为调整系统的时间常数及控制质量而设，阀门(34)是为检查系统是否排尽气体而设。阀门(37)是为排污而设。

Claims (2)

1、一种用于橡胶、塑料及化工行业间接控制温度的板式换热型智能控温装置，由电器控制系统和机械部分构成，而机械部分由加热均温罐、板式换热器和循环泵及管路元件组成，其特征在于由内外缸体及上下端盖组成的循环介质加热均温罐，内缸体上焊有环形上分流均温隔板和下分流均温隔板，下端盖上焊有循环介质返回接口，内缸体和下端盖制成一体，上端盖上焊有电加热器安装座及液位传感器安装接口，外缸体上分别制有循环介质输出接口、排气泄压接口、循环介质补充接口，上下端盖与外缸体用螺钉连接，排气泄压接口在罐内连有向上直管段，其上端口与上端盖之间留有适当距离。

2、根据权利要求1所述的板式换热型智能控温装置，其特征在于智能化控制柜与机械部分可以组装成一体，也可分别制装，便于基地式控制和控制室集中控制。

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