矿用防爆柴油机性能试验用冷却液温控循环系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于矿用防爆柴油机性能试验的【技术领域】，具体是一种矿用防爆柴油机性能试验用的冷却液温控循环系统，解决了现有矿用防爆柴油机性能试验时存在开锅现象的问题。本发明防爆柴油机冷却液出口分为两个支路，一路与膨胀水箱的出口连接，一路与板式热交换器冷却液进口连接，板式热交换器冷却液出口与防爆柴油机冷却液进口连接，防爆柴油机的缸盖设缸盖水道，缸盖水道与膨胀水箱进口连接，防爆柴油机的排气歧管水道与膨胀水箱进口连接。本发明可以有效解决试验过程中满负荷长时间运行条件下系统存在的气阻和开锅现象，还可以对冷却液温度进行控制，能在线检测冷却液的进出口温度、冷却液流量。
【专利说明】矿用防爆柴油机性能试验用冷却液温控循环系统
【技术领域】
[0001]本发明属于矿用防爆柴油机性能试验的【技术领域】，具体是一种矿用防爆柴油机性能试验用的冷却液温控循环系统。
【背景技术】
[0002]矿用防爆柴油机在我国目前还处于发展阶段，为了满足《MT990-2006矿用防爆柴油机通用技术条件》煤炭行业标准要求的机体表面温度不超过150°C，排气温度不超过70°C，为了对防爆柴油机进行研究，在试验台架上进行性能试验是必不可少的手段。目前性能试验时矿用防爆柴油机的冷却液系统冷却方式常采用以下两种形式:一种是采用原机自带散热器水箱风扇进行冷却；一种是使用简易的外部冷却水热交换器进行冷却。由于矿用防爆柴油机冷却系统除了包含本机体的冷却，还包括排气系统的冷却。试验过程中采用以上两种冷却方式时发现在满负荷长时间运作时矿用柴油机缸盖和排气系统水道中的冷却水汽化现象较明显，严重时会出现气阻现象，导致矿用柴油机出现开锅现象和水路胶管崩开的现象。同时，为了对矿用柴油机在不同冷却液温度下的性能进行研究及对冷却系统进行设计，需要对矿用柴油机的冷却液温度进行控制，并对冷却液进出口温度和冷却液流量进行控制，现有冷却系统方式不能满足以上要求，本发明冷却液温控循环系统可以满足以上要求，同时有效解决冷却系统存在的气阻和开锅现象。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决现有矿用防爆柴油机性能试验时存在开锅现象的问题，提供一种矿用防爆柴油机性能试验用的冷却液温控循环系统。
[0004]本发明采用如下的技术方案完成:
矿用防爆柴油机性能试验用的冷却液温控循环系统，其特征在于:包括膨胀水箱、板式热交换器、低位水箱外部冷却水循环系统、自动补液系统以及自动放气系统，防爆柴油机冷却液出口分为两个支路，一路与膨胀水箱的出口连接，一路与板式热交换器冷却液进口连接，板式热交换器冷却液出口与防爆柴油机冷却液进口通过循环泵连接，防爆柴油机的缸盖设缸盖水道，缸盖水道通过排气管I与膨胀水箱进口连接，防爆柴油机的排气歧管水道通过排气管II与膨胀水箱进口连接，膨胀箱的补液口与低位水箱出水口连接，板式热交换器连接外部冷却水循环系统。
[0005]外部冷却水循环系统包括电动比例调节阀以及PID温控器，板式热交换器的外部冷却水进口与外界冷却水进口连接，板式热交换器外部冷却水出口与电动比例调节阀进口连接，电动比例调节阀出口与外部冷却水出水口连接，防爆柴油机的冷却液进口管道上安装温度传感器I，冷却液出口管道上安装温度传感器II，温度传感器I的信号输出端连接PID温控器的信号输入端，PID温控器的信号输出端连接电动调节阀的信号输入端，外部冷却水进口处设置过滤器I，板式热交换器冷却液进口处设有过滤器II。
[0006]自动补液系统包括膨胀水箱底部设置的液位传感器，膨胀水箱与低位水箱之间设有补液泵和过滤器，液位传感器信号输出端连接液位计的信号输入端，液位计的信号输入端连接补液泵的信号输入端，低位水箱设有进水接头、放水接头和液位计II，此外，膨胀水箱与低位水箱之间还设有溢流管。
[0007]自动放气系统包括膨胀水箱顶部设有的自动放气阀1、防爆柴油机缸盖水道的排气管I上设有的自动排气阀II以及在排气歧管水道排气管上设有的自动排气阀III。
[0008]在循环泵出口与防爆柴油机冷却液出口之间并联有旁通球阀，防爆柴油机冷却液进口前还设有流量计。
[0009]本发明具有自动放气、冷却液温度可控、还可以实时对冷却液温度和流量监测的功能。
[0010]本发明相对现有技术具有如下有益效果:
本发明可以有效解决试验过程中满负荷长时间运行条件下系统存在的气阻和开锅现象，还可以对冷却液温度进行控制，能在线检测冷却液的进出口温度、冷却液流量，为研究设计矿用柴油机的散热器水箱以及冷却系统提供了热平衡试验数据，避免了以前仅依靠理论计算和经验值而缺乏实际试验数据的缺点，使用该装置可以将冷却液出口温度设定在在70-95温度范围内使用，并且系统具有自动加液功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明原理结构图
图中:1-矿用柴油机，2-膨胀水箱，3-板式热交换器，4-循环泵，5-电动比例调节阀，6-PID温控器，7-过滤器II，8-温度传感器I，9-温度传感器II，10-球阀I，11-球阀II，12-自动放气阀I，13-自动放气阀II，14-自动排气阀III，15-液位传感器，16-液位计I，17-补液泵，18-过滤器III，19-低位水箱，20-进水接头，21-放水接头，22-溢流管，23-排气管I，24-排气管II，25-旁通球阀，26-球阀IV，27-过滤器I，28-球阀V，29-液位计II，30-流量计。
【具体实施方式】
[0012]矿用防爆柴油机性能试验用的冷却液温控循环系统，包括膨胀水箱2、板式热交换器3、管路循环泵4、低位水箱19、排气管I 23、排气管II 24、低位水箱19、电动比例调节阀
5、PID温控器6、自动排气阀补液泵17、过滤器等。
[0013]如图1所示，包括膨胀水箱2、板式热交换器3、低位水箱19外部冷却水循环系统、自动补液系统以及自动放气系统，防爆柴油机冷却液出口分为两个支路，一路与膨胀水箱2的出口连接，一路与板式热交换器3冷却液进口连接，板式热交换器3冷却液出口与防爆柴油机I冷却液进口通过循环泵4连接，防爆柴油机的缸盖设缸盖水道，缸盖水道通过排气管
I23与膨胀水箱2进口连接，防爆柴油机的排气歧管水道通过排气管II 24与膨胀水箱2进口连接，膨胀箱2的补液口与低位水箱19出水口连接，板式热交换器3连接外部冷却水循环系统。
[0014]外部冷却水循环系统包括电动比例调节阀5以及PID温控器6，板式热交换器3的外部冷却水进口与外界冷却水进口连接，板式热交换器3外部冷却水出口与电动比例调节阀5进口连接，电动比例调节阀5出口与外部冷却水出水口连接，防爆柴油机的冷却液进口管道上安装温度传感器I 8，冷却液出口管道上安装温度传感器II 9，温度传感器I 8的信号输出端连接PID温控器6的信号输入端，PID温控器6的信号输出端连接电动调节阀5的信号输入端，外部冷却水进口处设置过滤器I 27，板式热交换器3冷却液进口处设有过滤器 II 7。
[0015]自动补液系统包括膨胀水箱2底部设置的液位传感器15，膨胀水箱2与低位水箱19之间设有补液泵17和过滤器18，液位传感器15信号输出端连接液位计16的信号输入端，液位计16的信号输入端连接补液泵17的信号输入端，低位水箱19设有进水接头20、放水接头21和液位计II 29，此外，膨胀水箱2与低位水箱19之间还设有溢流管22。
[0016]自动放气系统包括膨胀水箱2顶部设有的自动放气阀I12、防爆柴油机缸盖水道的排气管I 23上设有的自动排气阀II 13以及在排气歧管水道排气管24上设有的自动排气阀III 14。
[0017]在循环泵4出口与防爆柴油机冷却液出口之间并联有旁通球阀25，防爆柴油机冷却液进口前还设有流量计30。
[0018]试验前先打开低位水箱19的进液接头20，加入冷却液，加液时观察低位水箱的液位计II 29的液位，加到指定高度时，停止加液关闭进水接头20，低位水箱19在箱体底部设有放水接头21。将矿用柴油机I的冷却液出口与球阀II 11连接，矿用柴油机的冷却液的进口与球阀I 10连接，矿用柴油机I的缸盖水道出口通道排气管I 23与膨胀水箱2上部入口连接，矿用柴油机I的排气歧管水道出口通道排气管II 24与膨胀水箱2的上部的另一入口连接，膨胀水箱顶部设有自动放气阀I 12，由于矿用防爆柴油机气化现象严重，为了增强排气效果，排气管I 23与排气管II 24管道上部安装有自动放气阀II和自动排气阀III。球阀
II11出口与膨胀箱2的出口连接，球阀II 11出口还与过滤器II 7的进口连接，过滤器II 7的出口与板式热交换器3的冷却液进口连接，板式热交换器3的冷却液出口与循环泵4的进口连接，循环泵4的出口与流量计30进口连接，循环泵4主要作用是补充系统管路压力损失，压力流量计30出口与球阀I 10连接，在矿用矿用柴油机冷却液进口管路处设有冷却液进口有温度传感器I 8与冷却液出口有温度传感器9，此外，在球阀II 11的出口与循环泵4的进口之间还并联有旁通支路和旁通球阀25，外部冷却水进口连接过滤器I 27，再连接球阀IV 26进入板式热交换器3的外部冷却水进口，板式热交换器3外部冷却水的出口与电动调节阀5的进口连接，电动调节阀5的出口与球阀V 28连接后返回外部冷却水池。
[0019]连接好各管路后，在设定好冷却液进口温度后，开启温控循环系统，循环泵4启动，膨胀箱2的出口向矿用柴油机I的各冷却水道和管路系统进行充液，当膨胀箱液位降低时，液位传感器15向液位计I 16发出信号，液位计I 16控制补液泵17向膨胀水箱2进行补液，当液位到达指定液位后补液泵17停止运行，膨胀水箱还设有溢流管22，当液位超过溢流口后冷却液流入低位水箱19，为了保护补液泵17，在补液泵17进口设有过滤器III 18。矿用柴油机I试验中，通过温度传感器I 8、温度传感器II 9和流量计30可以实时监测矿用柴油机冷却进口温度、出口温度和冷却液进口流量，随着管路系统中的冷却液的汽化，管路系统中的冷却液逐渐减小，膨胀水箱2通过出口向管路系统进行补液，当发现系统冷却液流量不够时，还可以打开旁通球阀25，调整旁通球阀25开度增加流量。
【权利要求】
1.一种矿用防爆柴油机性能试验用冷却液温控循环系统，其特征在于:包括膨胀水箱(2)、板式热交换器(3)、低位水箱(19)外部冷却水循环系统、自动补液系统以及自动放气系统，防爆柴油机冷却液出口分为两个支路，一路与膨胀水箱(2)的出口连接，一路与板式热交换器(3 )冷却液进口连接，板式热交换器(3 )冷却液出口与防爆柴油机(I)冷却液进口通过循环泵(4)连接，防爆柴油机的缸盖设缸盖水道，缸盖水道通过排气管I (23)与膨胀水箱(2)进口连接，防爆柴油机的排气歧管水道通过排气管II (24)与膨胀水箱(2)进口连接，膨胀箱(2)的补液口与低位水箱(19)出水口连接，板式热交换器(3)连接外部冷却水循环系统。
2.根据权利要求1所述的一种矿用防爆柴油机性能试验用冷却液温控循环系统，其特征在于:外部冷却水循环系统包括电动比例调节阀(5)以及PID温控器(6)，板式热交换器(3)的外部冷却水进口与外界冷却水出口连接，板式热交换器(3)外部冷却水出口与电动比例调节阀(5)进口连接，电动比例调节阀(5)出口与外部冷却水出水口连接，防爆柴油机的冷却液进口管道上安装温度传感器I (8)，冷却液出口管道上安装温度传感器II (9)，温度传感器I (8)的信号输出端连接PID温控器(6)的信号输入端,PID温控器(6)的信号输出端连接电动调节阀(5)的信号输入端，外部冷却水进口处设置过滤器I (27)，板式热交换器(3)冷却液进口处设有过滤器II (7)。
3.根据权利要求1或2所述的一种矿用防爆柴油机性能试验用冷却液温控循环系统，其特征在于:自动补液系统包括膨胀水箱(2)底部设置的液位传感器(15)，膨胀水箱(2)与低位水箱(19)之间设有补液泵(17)和过滤器(18)，液位传感器(15)信号输出端连接液位计(16)的信号输入端，液位计(16)的信号输入端连接补液泵(17)的信号输入端，低位水箱(19)设有进水接头(20)、放水接头(21)和液位计II (29)，此外，膨胀水箱(2)与低位水箱(19)之间还设有溢流管(22)。
4.根据权利要求3所述的一种矿用防爆柴油机性能试验用冷却液温控循环系统，其特征在于:自动放气系统包括膨胀水箱(2)顶部设有的自动放气阀I (12)、防爆柴油机缸盖水道的排气管1(23)上设有的自动排气阀II (13)以及在排气歧管水道排气管(24)上设有的自动排气阀111(14)。
5.根据权利要求4所述防爆柴油机性能试验用冷却液温控循环系统，其特征在于在循环泵(4)出口与防爆柴油机冷却液出口之间并联有旁通球阀(25)，防爆柴油机冷却液进口前还设有流量计(30 )。
【文档编号】F01P7/16GK104234813SQ201410435125
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月30日 优先权日:2014年8月30日
【发明者】杨文杰, 毛国正, 张建广, 阎志伟, 桑盛远, 石涛, 田原, 王海涛, 宋岩 申请人:中国煤炭科工集团太原研究院有限公司, 山西天地煤机装备有限公司