CN219349690U - 一种过程控制新技术实验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种开放性好、可控性高且直观的过程控制新技术实验平台。采用的技术方案:包括实验平台安装架和设在所述实验平台安装架上的主储水箱、副储水箱、一号水箱、二号水箱、三号水箱、四号水箱、滞后水箱、锅炉和换热器，其特征在于所述主储水箱的出水口通过球阀连接到变频泵冷水支路的进水口，变频泵冷水支路的出水口通过管道依次连接压力变送器冷水支路、电动调节阀、电磁流量计、镜面不锈钢三通，镜面不锈钢三通的一路出水口连接到所述换热器的冷水进水口处，镜面不锈钢三通的另一路出水口连接到所述换热器的冷水出水口处，所述换热器冷水出水口一路通过球阀连接到所述锅炉的内胆进水口，另一路通过两个闸阀分别连接到所述二号水箱、所述四号水箱的进水口。

Description

一种过程控制新技术实验平台

技术领域

本实用新型涉及教学仪器设备技术领域，具体涉及一种过程控制新技术实验平台。

背景技术

过程控制综合实验装置是模仿现代工业生产过程中常见的物理量，诸如温度、压力、流量、液位等参数，对其进行测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律的装置。 目前市面上用于学生教学实践考核的流程工业检测实训模型存在以下几方面的缺陷：1结构比较单一，不美观且通用性比较差，不便于对设备进行整改；2对于水箱的出口阻力没有经过建模分析，导致控制效果不理想，稍微复杂一些的实验达不到控制效果，很难打造一个合适的被控系统；3有些公司将水箱放入封闭的控制柜中，采用不透明软管工艺，使得学生只有正面才能看到实验现象且看不到实际液体流动方向，达不到使整个学生小组每个成员直观观察实验结果的效果。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种开放性好、可控性高且直观的过程控制新技术实验平台。

本实用新型过程控制新技术实验平台采用的技术方案: 包括实验平台安装架和设在所述实验平台安装架上的主储水箱、副储水箱、一号水箱、二号水箱、三号水箱、四号水箱、滞后水箱、锅炉和换热器，其特征在于所述主储水箱的出水口通过球阀连接到变频泵冷水支路的进水口，变频泵冷水支路的出水口通过管道依次连接压力变送器冷水支路、电动调节阀、电磁流量计、镜面不锈钢三通，镜面不锈钢三通的一路出水口连接到所述换热器的冷水进水口处，镜面不锈钢三通的另一路出水口连接到所述换热器的冷水出水口处，所述换热器冷水出水口一路通过球阀 连接到所述锅炉的内胆进水口，另一路通过两个闸阀分别连接到所述二号水箱、所述四号水箱的进水口；

所述副储水箱的出水口通过球阀 连接到变频泵热水支路，变频泵热水支路的进水口通过球阀 连接到所述锅炉的内胆出水口，变频泵热水支路的出水口通过管道依次连接压力变送器热水支路、涡轮流量计、镜面不锈钢三通，镜面不锈钢三通的一路出水口连接到所述换热器的热水进水口处，镜面不锈钢三通的另一路出水口连接到所述换热器的热水出水口处，所述换热器热水出水口一路通过闸阀 连接到所述滞后水箱的进水口，另一路通过两个闸阀分别连接到所述一号水箱、所述三号水箱的进水口；

所述滞后水箱的出水口通过球阀 连接到所述锅炉的内胆进水口，所述锅炉的夹套出水口通过球阀 连接到所述副储水箱的进水口，所述锅炉的内胆出水口、夹套出水口通过管道直接连接到所述副储水箱的进水口。

所述一号水箱与所述二号水箱通过球阀 连通，所述一号水箱的出水口通过两个球阀 分别连接到所述三号水箱、所述四号水箱的进水口，所述二号水箱的出水口通过两个球阀 分别连接到所述三号水箱、所述四号水箱的进水口；

所述三号水箱与所述四号水箱通过球阀 连通，所述三号水箱的出水口通过球阀连接到所述主储水箱，所述四号水箱的出水口通过球阀 连接到所述副储水箱。

所述一号水箱的底部通过编织软管连接到一号水箱压力变送器，所述二号水箱的底部通过编织软管连接到二号水箱压力变送器，所述三号水箱的底部通过编织软管连接到三号水箱压力变送器，所述四号水箱的底部通过编织软管连接到四号水箱压力变送器。

所述滞后水箱装有两个温度传感器，所述锅炉的内胆、夹套分别装有温度传感器，所述换热器的冷水进水口、冷水出水口、热水进水口、热水出水口分别装有温度传感器。

所述一号水箱、所述二号水箱、所述三号水箱、所述四号水箱、所述滞后水箱均采用淡蓝色有机玻璃材质。

所述一号水箱、所述二号水箱、所述三号水箱与所述四号水箱高度均大于30cm。

所述实验平台安装架包括安装架底座、设在所述安装架底座两端的外框架、安装架顶盖和铝型材框架，所述铝型材框架将所述实验平台安装架分为上、中、下三层。

所述一号水箱、所述二号水箱和所述滞后水箱置于所述实验平台安装架上层，所述三号水箱、所述四号水箱和所述锅炉置于所述实验平台安装架中层，所述主储水箱、所述副储水箱和所述换热器置于所述实验平台安装架下层。

所述实验平台安装架在所述安装架底座下方设有带刹车的脚轮。

本实用新型过程控制新技术实验平台的优点在于：该结构控制效果好、通用性好；高液位水箱改善被控系统、增大可控范围，具有扩容结构及非线性结构，能够满足多种数学模型的搭建；便于多个学生从多个角度查看实验效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型过程控制新技术实验平台的主视图；

图2是本实用新型过程控制新技术实验平台的右视图；

图3是本实用新型过程控制新技术实验平台的元器件连接原理图；

图4是本实用新型一号水箱和二号水箱的结构示意图；

图5是本实用新型三号水箱和四号水箱的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型涉及的过程控制新技术实验平台，包括实验平台安装架和设在所述实验平台安装架上的主储水箱22、副储水箱10、一号水箱28、二号水箱2、三号水箱25、四号水箱6、滞后水箱3、锅炉7和换热器17，所述主储水箱22的出水口通过球阀11连接到变频泵冷水支路20的进水口，变频泵冷水支路20的出水口通过管道依次连接压力变送器冷水支路21、电动调节阀23、电磁流量计18、镜面不锈钢三通16，镜面不锈钢三通16的一路出水口连接到所述换热器17的冷水进水口处，镜面不锈钢三通16的另一路出水口连接到所述换热器17的冷水出水口处，所述换热器17冷水出水口一路通过球阀 11连接到所述锅炉7的内胆进水口，另一路通过两个闸阀26分别连接到所述二号水箱2、所述四号水箱6的进水口；所述副储水箱10的出水口通过球阀 11连接到变频泵热水支路12，变频泵热水支路12的进水口通过球阀 11连接到所述锅炉7的内胆出水口，变频泵热水支路12的出水口通过管道依次连接压力变送器热水支路14、涡轮流量计15、镜面不锈钢三通16，镜面不锈钢三通16的一路出水口连接到所述换热器17的热水进水口处，镜面不锈钢三通16的另一路出水口连接到所述换热器17的热水出水口处，所述换热器17热水出水口一路通过闸阀 26连接到所述滞后水箱3的进水口，另一路通过两个闸阀26分别连接到所述一号水箱28、所述三号水箱25的进水口；所述滞后水箱3的出水口通过球阀 11连接到所述锅炉7的内胆进水口，所述锅炉7的夹套出水口通过球阀 11连接到所述副储水箱10的进水口，所述锅炉7的内胆出水口、夹套出水口通过管道直接连接到所述副储水箱10的进水口；所述一号水箱28与所述二号水箱2通过球阀 11连通，所述一号水箱28的出水口通过两个球阀 11分别连接到所述三号水箱25、所述四号水箱6的进水口，所述二号水箱2的出水口通过两个球阀 11分别连接到所述三号水箱25、所述四号水箱6的进水口；所述三号水箱25与所述四号水箱6通过球阀 11连通，所述三号水箱25的出水口通过球阀11连接到所述主储水箱22，所述四号水箱6的出水口通过球阀 11连接到所述副储水箱10，该结构控制效果好、通用性好，能满足多种方式下的液位、流量、温度及其组合实验，适用范围广。

所述滞后水箱3内部采用有机玻璃隔板分成8个扇区，采用大滞后水箱，能够看到液体流动的，小巧，与盘管相比节省了很大空间。

所述一号水箱28的底部通过编织软管连接到一号水箱压力变送器27，所述二号水箱2的底部通过编织软管连接到二号水箱压力变送器5，所述三号水箱25的底部通过编织软管连接到三号水箱压力变送器24，所述四号水箱6的底部通过编织软管连接到四号水箱压力变送器8。

所述滞后水箱3装有两个温度传感器35，所述锅炉7的内胆、夹套分别装有温度传感器35，所述换热器17的冷水进水口、冷水出水口、热水进水口、热水出水口分别装有温度传感器35。

所述一号水箱28、所述二号水箱2、所述三号水箱25、所述四号水箱6、所述滞后水箱3均采用淡蓝色有机玻璃材质，不但坚实耐用而且透明度高，便于多个学生从多个角度查看实验效果，采用多种管道工艺，使学生能够看到液体流动方向，便于学生直接观察实验效果。

所述一号水箱28、所述二号水箱2、所述三号水箱25与所述四号水箱6高度均大于30cm，与常规高度为20cm的水箱相比即使复杂的控制过程也可保证水位的动态过程可控，且会使水箱水位的可控范围更广。

所述实验平台安装架包括安装架底座19、设在所述安装架底座19两端的外框架4、安装架顶盖1和铝型材框架9，所述铝型材框架9将所述实验平台安装架分为上、中、下三层，整个系统管道采用卡压式管件31（安装架底座19处）、不锈钢焊接管件32（上水箱和下水箱进水口）、PVC透明管件30（上水箱和下水箱出水口及锅炉进出水口）连接而成，彻底避免了管道系统生锈的可能性，有效提高了实验装置的使用年限。

所述一号水箱28、所述二号水箱2和所述滞后水箱3置于所述实验平台安装架上层，所述三号水箱25、所述四号水箱6和所述锅炉7置于所述实验平台安装架中层，所述主储水箱22、所述副储水箱10和所述换热器17置于所述实验平台安装架下层，布局合理，开放性好。

所述实验平台安装架在所述安装架底座19下方设有带刹车的脚轮13，便于移动。

如图4和图5所示，图4为一号水箱28和二号水箱2的结构示意图，图5为三号水箱25与四号水箱6的结构示意图，所述一号水箱28、所述二号水箱2、所述三号水箱25与所述四号水箱6高度尺寸均为37cm×28cm×35cm，所述一号水箱28、所述二号水箱2、所述三号水箱25与所述四号水箱6均由六个槽组成，分别为进水槽41、工作槽42（由隔板隔开的三个槽组成）、溢流槽44和出水槽43，进水时水管的水先流入进水槽41，经过带燕尾槽的缓冲隔板流入工作槽42（通过无缝有机玻璃隔板可改变其容积和特性），这样经过缓冲和线性化的处理，工作槽42的液位较为稳定，便于观察。

水箱底部均接有扩散硅压力传感器与变送器，可对水箱的压力和液位进行检测和变送，工作槽42的水通过中间开有缝隙的隔板进入出水槽43。另外所述三号水箱25和所述四号水箱6可以做非线性实验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种过程控制新技术实验平台，包括实验平台安装架和设在所述实验平台安装架上的主储水箱(22)、副储水箱(10)、一号水箱（28）、二号水箱（2）、三号水箱（25）、四号水箱（6）、滞后水箱（3）、锅炉（7）和换热器（17），其特征在于：所述主储水箱(22)的出水口通过球阀(11)连接到变频泵冷水支路（20）的进水口，变频泵冷水支路（20）的出水口通过管道依次连接压力变送器冷水支路（21)、电动调节阀(23)、电磁流量计(18)、镜面不锈钢三通（16），镜面不锈钢三通（16）的一路出水口连接到所述换热器（17）的冷水进水口处，镜面不锈钢三通（16）的另一路出水口连接到所述换热器（17）的冷水出水口处，所述换热器（17）冷水出水口一路通过球阀 (11)连接到所述锅炉（7）的内胆进水口，另一路通过两个闸阀（26）分别连接到所述二号水箱（2）、所述四号水箱（6）的进水口；

所述副储水箱(10)的出水口通过球阀 (11)连接到变频泵热水支路（12），变频泵热水支路（12）的进水口通过球阀 (11)连接到所述锅炉（7）的内胆出水口，变频泵热水支路（12）的出水口通过管道依次连接压力变送器热水支路（14）、涡轮流量计（15）、镜面不锈钢三通（16），镜面不锈钢三通（16）的一路出水口连接到所述换热器（17）的热水进水口处，镜面不锈钢三通（16）的另一路出水口连接到所述换热器（17）的热水出水口处，所述换热器（17）热水出水口一路通过闸阀 (26)连接到所述滞后水箱（3）的进水口，另一路通过两个闸阀（26）分别连接到所述一号水箱（28）、所述三号水箱（25）的进水口；

所述滞后水箱（3）的出水口通过球阀 (11)连接到所述锅炉（7）的内胆进水口，所述锅炉（7）的夹套出水口通过球阀 (11)连接到所述副储水箱（10）的进水口，所述锅炉（7）的内胆出水口、夹套出水口通过管道直接连接到所述副储水箱（10）的进水口。

2.根据权利要求1所述的过程控制新技术实验平台，其特征在于：所述一号水箱（28）与所述二号水箱（2）通过球阀 (11)连通，所述一号水箱（28）的出水口通过两个球阀 (11)分别连接到所述三号水箱（25）、所述四号水箱（6）的进水口，所述二号水箱（2）的出水口通过两个球阀 (11)分别连接到所述三号水箱（25）、所述四号水箱（6）的进水口；

所述三号水箱（25）与所述四号水箱（6）通过球阀 (11)连通，所述三号水箱（25）的出水口通过球阀（11）连接到所述主储水箱（22），所述四号水箱（6）的出水口通过球阀 (11)连接到所述副储水箱（10）。

3.根据权利要求2所述的过程控制新技术实验平台，其特征在于：所述一号水箱（28）的底部通过编织软管连接到一号水箱压力变送器（27），所述二号水箱（2）的底部通过编织软管连接到二号水箱压力变送器（5），所述三号水箱（25）的底部通过编织软管连接到三号水箱压力变送器（24），所述四号水箱（6）的底部通过编织软管连接到四号水箱压力变送器（8）。

4.根据权利要求2所述的过程控制新技术实验平台，其特征在于：所述滞后水箱（3）装有两个温度传感器（35），所述锅炉（7）的内胆、夹套分别装有温度传感器（35），所述换热器（17）的冷水进水口、冷水出水口、热水进水口、热水出水口分别装有温度传感器（35）。

5.根据权利要求2所述的过程控制新技术实验平台，其特征在于：所述一号水箱（28）、所述二号水箱（2）、所述三号水箱（25）、所述四号水箱（6）、所述滞后水箱（3）均采用淡蓝色有机玻璃材质。

6.根据权利要求2所述的过程控制新技术实验平台，其特征在于：所述一号水箱（28）、所述二号水箱（2）、所述三号水箱（25）与所述四号水箱（6）高度均大于30cm。

7.根据权利要求2所述的过程控制新技术实验平台，其特征在于：所述实验平台安装架包括安装架底座（19）、设在所述安装架底座（19）两端的外框架（4）、安装架顶盖（1）和铝型材框架（9），所述铝型材框架（9）将所述实验平台安装架分为上、中、下三层。

8.根据权利要求7所述的过程控制新技术实验平台，其特征在于：所述一号水箱（28）、所述二号水箱（2）和所述滞后水箱（3）置于所述实验平台安装架上层，所述三号水箱（25）、所述四号水箱（6）和所述锅炉（7）置于所述实验平台安装架中层，所述主储水箱(22)、所述副储水箱(10)和所述换热器（17）置于所述实验平台安装架下层。

9.根据权利要求7所述的过程控制新技术实验平台，其特征在于：所述实验平台安装架在所述安装架底座（19）下方设有带刹车的脚轮（13）。

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