[實(shí)用新型]過(guò)程設(shè)備與控制多功能綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720148946.8
• 申請(qǐng)日: 2007-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201037967Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)才富;戴凌漢;金廣林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G09B25/02
• 分類(lèi)號(hào): G09B25/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型是一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，具體為一種過(guò)程設(shè)備與控制多功能綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)

化工設(shè)備與機(jī)械專(zhuān)業(yè)是工科高校的一個(gè)傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)，從1999年起，全國(guó)“化工設(shè)備與機(jī)械”專(zhuān)業(yè)改為“過(guò)程裝備與控制工程”專(zhuān)業(yè)，專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)是本專(zhuān)業(yè)一項(xiàng)十分重要的教學(xué)內(nèi)容。原“化工設(shè)備與機(jī)械”專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)主要是設(shè)備和機(jī)器的性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過(guò)于單一，已不能滿(mǎn)足“過(guò)程裝備與控制工程”專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)要求。目前，本專(zhuān)業(yè)在進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)時(shí)要在不同的實(shí)驗(yàn)裝置上完成，這種分散的實(shí)驗(yàn)裝置不僅功能單一，而且所占用的實(shí)驗(yàn)室面積大、設(shè)備投資高，每種設(shè)備的利用率低。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種過(guò)程設(shè)備與控制多功能綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)將設(shè)備實(shí)驗(yàn)、過(guò)程實(shí)驗(yàn)和控制實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合為一體。本實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以完成離心泵性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)、換熱器殼體應(yīng)力測(cè)定實(shí)驗(yàn)、換熱器換熱性能實(shí)驗(yàn)等多種控制實(shí)驗(yàn)。具有實(shí)驗(yàn)功能多、綜合性能強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)方案多、學(xué)生參與性強(qiáng)及可換組件多、與科研的互動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。主要包括有離心泵1、換熱器5、加熱爐13、水池14和控制臺(tái)15；其中，離心泵1的進(jìn)水口通過(guò)閥門(mén)F12與水池14相連通；離心泵1的出水口通過(guò)第四閥門(mén)F4與換熱器5的管程入口相連，離心泵1的出水口還通過(guò)第七閥門(mén)F7與換熱器5的殼程入口相連；換熱器5的殼程出口通過(guò)第八閥門(mén)F8、第十一閥門(mén)F11和第六閥門(mén)F6與水池14相連，換熱器5的殼程出口還通過(guò)第十閥門(mén)F10、熱水泵9與加熱爐13相連；換熱器5的管程出口通過(guò)第五閥門(mén)F5、第十一閥門(mén)F11、第六閥門(mén)F6和水池14相連，換熱器5的管程出口還通過(guò)第一閥門(mén)F1與加熱爐13相連；換熱器5的管程進(jìn)口還通過(guò)第二閥門(mén)F2與加熱爐13相連通，換熱器5的殼程進(jìn)口通過(guò)第九閥門(mén)F9與加熱爐13相連。

在離心泵1的進(jìn)出水口都設(shè)置有壓力傳感器2，在離心泵1的出水口還設(shè)置有流量傳感器3。在換熱器5的管程進(jìn)口、殼程進(jìn)口設(shè)置有第一壓力、溫度溫度傳感器4，換熱器5的管程出口、殼程出口都設(shè)置有第二壓力、溫度傳感器6。在熱水泵9的出水口設(shè)置有流量傳感器8。其中，以上所述的各傳感器均通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與控制臺(tái)15相連，將各參數(shù)傳輸至控制臺(tái)15顯示。

所述的離心泵1為具有變頻調(diào)速功能的離心泵。

控制臺(tái)是一個(gè)雙聯(lián)機(jī)柜，里邊配備有工控機(jī)、顯示器、穩(wěn)壓電源、電氣控制系統(tǒng)、交流變頻調(diào)速器、信號(hào)調(diào)理模塊、A/D和D/A轉(zhuǎn)換卡、智能工業(yè)調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示表。壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與控制臺(tái)相連，傳感器把得到的信號(hào)傳給工控機(jī)，不僅可以通過(guò)儀表實(shí)施顯示，而且可以根據(jù)給定的控制方式達(dá)到控制某個(gè)參數(shù)的目的。

本實(shí)用新型可進(jìn)行以下八種實(shí)驗(yàn)：1)離心泵性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)；2)換熱器殼體應(yīng)力(包括熱應(yīng)力和壓力引起的應(yīng)力)測(cè)定實(shí)驗(yàn)；3)換熱器換熱性能實(shí)驗(yàn)；4)流體傳熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)；5)換熱器管程和殼程壓力降測(cè)定實(shí)驗(yàn)；6)離心泵恒壓力控制實(shí)驗(yàn)；7)離心泵恒流量控制實(shí)驗(yàn)；8)換熱器出口溫度串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)在完成各種實(shí)驗(yàn)中，閥門(mén)的切換如下：

1)在進(jìn)行離心泵性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F4、F5、F6、F11、F12，其它閥門(mén)全部關(guān)閉。

2)換熱器殼體應(yīng)力測(cè)定實(shí)驗(yàn)，包括只有冷流體走殼程的實(shí)驗(yàn)和熱流體走管程、冷流體走殼程的實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行只有冷流體走殼程的實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F6、F7、F8、F11、F12，其它閥門(mén)全部關(guān)閉。在進(jìn)行熱流體走管程、冷流體走殼程的實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F1、F2、F3、F6、F7、F8、F11、F12，其它閥門(mén)全部關(guān)閉。

3)在進(jìn)行換熱器換熱性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F1、F2、F6、F7、F8、F11、F12，其它閥門(mén)全部關(guān)閉。

4)在進(jìn)行流體傳熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F1、F2、F6、F7、F8、F1?1、F12，其它閥門(mén)全部關(guān)閉。

5)換熱器管程和殼程壓力降測(cè)定實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行換熱器管程壓力降測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F12、F4、F5、F6、F1?1，其它閥門(mén)全部關(guān)閉。在進(jìn)行換熱器殼程壓力降測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F12、F7、F8、F6、F11，其他閥門(mén)全部關(guān)閉。

6)在進(jìn)行離心泵恒壓力控制實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F4、F5、F6、F11、F12，其它閥門(mén)全部關(guān)閉。為了保證離心泵的出口壓力恒定，離心泵出口的壓力傳感器將離心泵出口壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)放大器放大后輸出至工業(yè)調(diào)節(jié)器，工業(yè)調(diào)節(jié)器降壓力信號(hào)與壓力給定值比較后，按PI調(diào)節(jié)規(guī)律輸出4-20mA信號(hào)，驅(qū)動(dòng)變頻調(diào)速器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒定離心泵出口壓力的目的。