专利名称：实验室用过程控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实验室用过程控制装置，主要用于化工生产过程中工艺参数的自动检测和自动控制。
背景技术：
目前的过程控制装置通常是对生产中的一个简单设备进行控制，一般用模拟控制仪表对单个工艺参数进行检测控制。这种控制装置存在着一些缺陷，通常只能做单一实验，只能对单一参数进行控制，使用不方便，不能构成复杂控制系统，而且实验的准确性差，同时对所得实验数据的保存和日后调用分析也存在一定的问题。
实用新型内容根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够模拟实际生产，装置中有多个生产对象，能对每一对象的工艺参数进行自动检测控制的、操作简单、实用性强的实验室用过程控制装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是所述的实验室用过程控制装置，其特征在于包括储水槽、水箱、夹套式锅炉和换热器，水箱上安装液位检测装置，夹套式锅炉由锅炉内胆和锅炉夹套组成，锅炉内胆和锅炉夹套中均设有温度检测装置，锅炉内胆中还设有电加热管，储水槽的左侧出水管上顺次安装有手动切换阀、离心泵、压力检测装置和流量检测装置，储水槽的右侧出水管上顺次安装有手动切换阀、小流量泵、压力检测装置和流量检测装置，左、右侧出水管分别通过管路连接水箱、锅炉内胆、锅炉夹套和换热器的进口，手动切换阀和小流量泵之间的管路通过热水管连接锅炉内胆，右侧出水管支路连接换热器列管进口，换热器列管出口和换热器出口上均安装温度检测装置，左、右侧出水管支路和热水管上均设有手动切换阀，各检测装置均连接控制系统。工作原理及过程整个调节装置中对工艺参数的测量分别通过现场的流量、液位、压力、温度检测装置来完成的。实验前，先将实验室用过程控制装置的储水槽灌满水(至最高高度)。打开离心泵、手动切换阀、去水箱的手动切换阀，给水箱供水，利用液位检测装置可以实现对水箱的液位进行自动检测，配合控制系统可以实现对水箱的液位自动控制；关闭去水箱的手动切换阀，打开去锅炉内胆或者锅炉夹套的手动切换阀，可以实现对内胆或夹套供水，通过电加热管对锅炉内胆的水进行加热，内胆水温上升的时候，夹套水温也会发生变化，通过温度检测装置可以实现对锅炉内胆和锅炉夹套里的水的温度进行自动检测，又能配合控制系统对锅炉内胆和锅炉夹套里的水的温度进行自动控制；关闭去水箱、锅炉内胆、锅炉夹套的手动切换阀，打开小流量泵、热水管上的手动切换阀和去换热器的手动切换阀，可以将锅炉内胆中的热水以及储水槽中的冷水送入换热器中，实现对换热器中的两种不同温度的水进行换热，并利用温度检测装置对换热器出口的水的温度进行自动检测，配合控制系统可以实现对换热器水的温度进行自动控制。离心泵、小流量泵的出口压力可以通过压力检测装置进行自动检测，配合控制系统可以实现对泵出口压力进行自动控制；左、右侧出水管的给水流量可以通过流量检测装置来检测并将信号反馈给控制系统。其中所述的水箱、锅炉内胆、锅炉夹套和换热器出口均通过管路连接储水槽，各管路上均安装手动切换阀，从而能够实现储水槽中水的循环利用，既达到了实验目的，又节省了水资源。所述的换热器列管出口通过管路连接锅炉内胆，管路上安装手动切换阀，这样从换热器列管出来的冷却水可以进入锅炉中进行加热循环利用。所述的右侧出水管支路连接水箱的进口。关闭右侧出水管的手动切换阀，打开与锅炉内胆连接的热水管的手动切换阀，还可以将锅炉内胆加热后的热水输送给水箱，进行液位检测实验。·所述的左侧出水管上安装气动调节阀，气动调节阀通过导气管连接空气压缩机，气动调节阀上安装电气阀门定位器，气动调节阀还有一个旁路，旁路上安有电磁阀。气动调节阀所需能源由空气压缩机提供，即通过空气压缩机产生压缩空气(140Kpa)，使气动调节阀工作。整个调节装置中的控制过程都是通过控制系统来完成的，控制系统的输出信号通过电气阀门定位器传给气动调节阀，从而根据取得的温度或液位或流量信号控制气动调节阀开度，自动控制水位或温度或流量以满足设定值。所述的液位检测装置采用玻璃管式液位计或差压式液位变送器或两者同时采用。玻璃管式液位计能够将水箱内液位进行现场显示；差压式液位变送器能够通过导线把信号传到控制室控制台上，便于对所得实验数据进行永久保存和日后调用分析。所述的压力检测装置采用弹簧管式压力表或压力变送器或两者同时采用。弹簧管式压力表能够将离心泵及小流量泵的出口压力进行现场显示；压力变送器能够通过导线把信号传到控制室控制台上，便于对所得实验数据进行永久保存和日后调用分析。所述的流量检测装置是涡轮流量计或电磁流量计。所述的温度检测装置采用水温传感器或者热电阻温度变送器或两者同时采用。热电阻温度变送器能够通过导线把信号传到控制室控制台上，便于对所得实验数据进行永久保存和日后调用分析。为了保证本装置正常工作，按照常规方法在水箱、锅炉内胆、锅炉夹套中都设有溢流管，防止工作时水箱、锅炉内胆、锅炉夹套中的水溢出。本实用新型所具有的有益效果是本装置可以对化工生产中液位、流量、压力、温度四大工艺参数进行检测和控制，操作简单，实用性强；液位参数用差压式液位变送器测量；流量参数测量利用涡轮流量计和电磁流量计测量，测量形式简单、明了 ；离心泵后出口设有压力表和压力变送器，使测量出的压力参数既能通过压力表现场显示，也能通过压力显示仪表显示出来；温度参数用热电阻温度变送器测量，测量准确；所得实验数据及图表可以永久存储，在计算机组态软件中也可随时调用，以便操作结束后进行比较和分析。
[0020]图I是本实用新型的结构示意图。图中1、储水槽；2、手动切换阀；3、离心泵；4、手动切换阀；5、弹簧管式压力表；
6、压力变送器；7、涡轮流量计；8、电磁阀；9、气动调节阀；10、电气阀门定位器；11、导气管；12、空气压缩机；13、差压式液位变送器；14、手动切换阀；15、玻璃管式液位计；16、水箱；17、手动切换阀；18、手动切换阀；19、锅炉夹套；20、电加热管；21、锅炉内胆；22、水温传感器；23、水温传感器；24、热电阻温 度变送器；25、热电阻温度变送器；26、换热器；27、手动切换阀；28、手动切换阀；29、电磁流量计；30、压力变送器；31、弹簧管式压力表；32、手动切换阀；33、手动切换阀；34、小流量泵；35、手动切换阀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述如图I所示，实验室用过程控制装置，包括储水槽I、水箱16、夹套式锅炉和换热器26，水箱16上安装玻璃管式液位计15和差压式液位变送器13，夹套式锅炉由锅炉内胆21和锅炉夹套19组成，锅炉内胆21和锅炉夹套19中分别设有水温传感器23、22，锅炉内胆21中还设有电加热管20，储水槽I的左侧出水管上顺次安装有手动切换阀2、离心泵3、压力检测装置和涡轮流量计7，左、右侧出水管分别通过管路连接水箱16、锅炉内胆21、锅炉夹套19和换热器26的进口，水箱16、锅炉内胆21、锅炉夹套19和换热器26出口均通过管路(安装手动切换阀)连接储水槽1，储水槽I的右侧出水管上顺次安装有手动切换阀35、小流量泵34、压力检测装置和电磁流量计29，手动切换阀35和小流量泵34之间的管路通过热水管连接锅炉内胆21，右侧出水管支路连接换热器列管进口及水箱16的进口，换热器列管出口通过管路连接锅炉内胆21，换热器列管出口和换热器出口上分别安装热电阻温度变送器24、25，左、右侧出水管支路和热水管上均设有手动切换阀，各检测装置均连接控制系统。其中，压力检测装置采用弹簧管式压力表5、31和压力变送器6、30 ;左侧出水管上还安装有气动调节阀9，气动调节阀9通过导气管11连接空气压缩机12，气动调节阀9上安装电气阀门定位器10，气动调节阀9还有一个旁路，旁路上安有电磁阀8。工作原理及过程将实验室自动调节装置的储水槽I灌满水(至最高高度)。打开手动切换阀2、开启离心泵3、气动调节阀9、电气阀门定位器10组成的动力支路，离心泵3的出口压力就可以通过弹簧管式压力表5或者压力变送器6来检测，弹簧管式压力表5对检测到的压力参数进行现场显示，而压力变送器6将检测出的4 20mA信号远传到仪表操作台上显示，同时也可以传到上位计算机上进行显示保存。打开手动切换阀14后可以把储水槽I的水输送给水箱16。利用差压式液位变送器13把水箱16中的液位信号远传到控制室仪表操作台上进行显示。关闭手动切换阀14，打开手动切换阀17，可以实现把储水槽I的水输送给锅炉内胆21，打开手动切换阀18可以实现把储水槽I的水输送给锅炉夹套19，打开电加热管20的启动按钮可以给锅炉内胆21的水加热,锅炉内胆21和锅炉夹套19水温可以用水温传感器23和水温传感器22把温度信号远传到到控制室仪表操作台上进行显示。关闭手动切换阀17，打开手动切换阀27，可以有一路水进行换热器26。关闭手动切换阀2、打开手动切换阀35，开启小流量泵34，小流量泵34、电磁流量计29组成的动力支路，也可以实现把储水槽I的水输送给水箱16、锅炉内胆21、锅炉夹套19和换热器26。关闭手动切换阀35，打开手动切换阀33、32，还可以把锅炉内胆21的加热后的热水输送给水箱16，打开手动切换阀28可以有另一路水进行换热器26，实现换热。换热器26的两个出口温度用热电阻温度变送器24、25把温度信号传到到控制室仪表操作台上进行显示。为了保证本装置正常工作，按照常规方法在水箱16、锅炉内胆21、锅炉夹套19中都设有溢流管，防止工作时水箱16、锅炉内胆21、锅炉夹套19中的水溢出。此外，整个装置中的控制过程都是通过控制系统来完成的，控制系统的输出信号通过电气阀门定位器10传给气动调节阀9，从而根据取得的温度或液位或流量信号控制气动调节阀9开关，自动控制水位或温度或流量以满足设定值。气动调节阀9所需能源由 空气压缩机12提供，即通过空气压缩机12产生压缩空气(140Kpa),使气动调节阀9获得能源，进而接受智能控制器发出的信号来工作，智能控制器发出的控制信号要通过电气阀门定位器10转换成气信号，才能使气动调节阀9动作。
权利要求1.一种实验室用过程控制装置，其特征在于包括储水槽(I)、水箱(16)、夹套式锅炉和换热器(26)，水箱(16)上安装液位检测装置，夹套式锅炉由锅炉内胆(21)和锅炉夹套(19)组成，锅炉内胆(21)和锅炉夹套(19)中均设有温度检测装置，锅炉内胆(21)中还设有电加热管(20)，储水槽(I)的左侧出水管上顺次安装有手动切换阀(2)、离心泵(3)、压力检测装置和流量检测装置，储水槽(I)的右侧出水管上顺次安装有手动切换阀(35)、小流量泵(34)、压力检测装置和流量检测装置，左、右侧出水管分别通过管路连接水箱(16)、锅炉内胆(21)、锅炉夹套(19 )和换热器(26 )的进口，手动切换阀(35 )和小流量泵(34)之间的管路通过热水管连接锅炉内胆(21 )，右侧出水管支路连接换热器列管进口，换热器列管出口和换热器出口上均安装温度检测装置，左、右侧出水管支路和热水管上均设有手动切换阀，各检测装置均连接控制系统。
2.根据权利要求I所述的实验室用过程控制装置，其特征在于所述的水箱(16)、锅炉内胆(21 )、锅炉夹套(19)和换热器出口均通过管路连接储水槽(I )，各管路上均安装手动切换阀。
3.根据权利要求I或2所述的实验室用过程控制装置，其特征在于所述的换热器列管出口通过管路连接锅炉内胆(21)，管路上安装手动切换阀。
4.根据权利要求I或2所述的实验室用过程控制装置，其特征在于所述的右侧出水管支路连接水箱(16)的进口。
5.根据权利要求I所述的实验室用过程控制装置，其特征在于所述的左侧出水管上安装气动调节阀(9)，气动调节阀(9)通过导气管(11)连接空气压缩机(12)，气动调节阀(9)上安装电气阀门定位器(10)，气动调节阀(9)还有一个旁路，旁路上安有电磁阀(8)。
6.根据权利要求I所述的实验室用过程控制装置，其特征在于所述的液位检测装置采用玻璃管式液位计或差压式液位变送器或两者同时采用。
7.根据权利要求I所述的实验室用过程控制装置，其特征在于所述的压力检测装置采用压力变送器或弹簧管式压力表或两者同时采用。
8.根据权利要求I所述的实验室用过程控制装置，其特征在于所述的流量检测装置是润轮流量计或电磁流量计。
9.根据权利要求I所述的实验室用过程控制装置，其特征在于所述的温度检测装置采用水温传感器或者热电阻温度变送器或两者同时采用。
专利摘要实验室用过程控制装置包括储水槽、水箱、夹套式锅炉和换热器，水箱上安装液位检测装置，锅炉内胆中和锅炉夹套中均设有温度检测装置，锅炉内胆中还设有电加热管，储水槽的左侧出水管上顺次安装有手动切换阀、离心泵、压力检测装置和流量检测装置，储水槽的右侧出水管上顺次安装有手动切换阀、小流量泵、压力检测装置和流量检测装置，手动切换阀和小流量泵之间的管路通过热水管连接锅炉内胆，储水槽、水箱、锅炉内胆、锅炉夹套和换热器通过管路相通，右侧出水管支路连接换热器列管进口，换热器列管出口和换热器出口上均安装温度检测装置。本装置可对化工生产中液位、流量、压力、温度四大工艺参数进行检测和控制，操作简单，实验数据可永久存储。
文档编号G05D27/02GK202795102SQ201220326919
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者高娟 申请人:淄博职业学院