过控实训装置

实用新型名称
一种过控实训装置

摘要
本实用新型涉及一种过控实训装置，属于流体工业领域，特别适用于教学和实验用，其主要包括：控制台、实验台、装配台、换热器、翅片散热器、冷流体泵、热流体泵、冷流体储罐、热流体储罐、电加热器、各种传感器。本实用新型可以满足过控专业的多种教学和科研实验，而且实验台上的泵、换热器、阀门、传感器等可以自由拆换，操作维修比较方便。

权利要求
1 .一种过控实训装置，包括：控制台(1)、实验台(2)、装配台(3)、换热器c(4)、换热器b(5)、换热器a(6)，固定脚轮(201)、实验台本体(202)、活动脚轮(203)、翅片散热器(211)、冷流体泵(212)、热流体泵(213)、热流体泵出口管路阀(214)、冷流体泵出口管路阀(215)、热流体储罐回流管路阀(216)、冷流体储罐(217)、热流体储罐(218)、电加热器(219)、热流体流量传感器(221)、冷流体流量传感器(222)、热流体泵出口管路压力传感器(231)、热流体储罐回流管路压力传感器(232)、冷流体储罐回流管路压力传感器(233)、冷流体泵出口管路压力传感器(234)、热流体储罐液位传感器(235)、冷流体储罐液位传感器(236)、热流体泵出口管路温度传感器(241)、热流体储罐回流管路温度传感器(242)、冷流体储罐回流管路温度传感器(243)、冷流体泵出口管路温度传感器(244)、热流体储罐温度传感器(245)、冷流体储罐温度传感器(246)；其特征在于装配台(3)独立，实验台(2)和控制台(1)的动力和信号通过电缆连接；实验台(2)的上层台面以上仅有4个流体接口，分别为冷流体进口、冷流体出口、热流体进口、热流体出口，及其各接口与换热器相连的管路，其它冷、热管路系统均位于实验台(2)的上层台面以下；实训换热器至少包含管壳式热交换器中的固定管板式、U型管式、浮头式、填料函四种常用换热器中的三种；数据采集系统至少包含6个温度传感器、4个压力传感器、2个液位传感器、2个流量传感器；其中冷流体进口、冷流体出口、热流体进口、热流体出口分别设置1个压力传感器和1个温度传感器，冷流体储罐和热流体储罐分别设置1个液位传感器和1个温度传感器，冷流体管路系统和热流体管路系统各设置1个流量传感器。
2 .根据权利要求1所述的一种过控实训装置，其特征在于冷流体储罐(217)和热流体储罐(218)均为方形储罐。
3 .根据权利要求1所述的一种过控实训装置，其特征在于冷流体管路系统和热流体管路系统均采用金属软管和卡箍连接。
4 .根据权利要求1所述的一种过控实训装置，其特征在于数据采集系统的传感器均为可拆式结构。
5 .根据权利要求1所述的一种过控实训装置，其特征在于传感器所用信号线为工业级屏蔽线。
6 .根据权利要求1所述的一种过控实训装置，其特征在于冷流体泵(212)和热流体泵(213)的电机均采用变频器控制转速。
7 .根据权利要求1所述的一种过控实训装置，其特征在于翅片散热器(211)通过变频器调节风扇的转速。
8 .根据权利要求1所述的一种过控实训装置，其特征在于电加热器(219)采用电加热棒加热，通过调压可控硅改变电压。
9 .根据权利要求1所述的一种过控实训装置，其特征在于数据采集系统实时获取数据，通过控制系统处理数据，工控机实时计算换热器的换热系数K。

技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种过控实训装置，属于流体工业领域，特别适用于教学和科研用。

背景技术
[0002] 过程装备与控制工程是高等院校的一个工科专业，换热实验是本专业一项十分重要的教学与科研内容。原专业的实验设备和实验内容大多于二三十年前确定的，还停留在部件展示、实物剖析和换热结果验证等方面，既不能真实地展示设备属性，又无法将控制系统融入教学与研究；另一方面，涉及到化工原理的许多相关实验需要在不同的装置上实现，导致实验室面积大、设备投资大、设备闲置率高等问题。这样的状况已远远不能满足“过程装备与控制工程”专业的发展与进步。对于科研单位而言，许多物质的物理与化学参数均来自于书籍或者经验，缺乏严谨性，他们也迫切需要一种装置能够及时而准确地测试相关物质的理化数据。

发明内容
[0003] 为了解决上述问题，本实用新型提供了一种过控实训装置，包括实验台、装配台和控制台。其中实验台的上层台面上除留有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口、热流体出口外，还安装有管板式、U型管式、浮头式、填料函式四种管壳式换热器中的一种，其它几种换热器放置在装配台上，待调换使用。实验台的下层台面上安装有方形的冷流体储罐、方形的热流体储罐、冷流体泵、热流体泵、冷流体管路系统、热流体管路系统、翅片散热器、电加热器。数据采集系统至少包含6个温度传感器、4个压力传感器、2个液位传感器、2个流量传感器；其中冷流体进口、冷流体出口、热流体进口、热流体出口分别设置1个压力传感器和1个温度传感器，冷流体储罐和热流体储罐分别设置1个液位传感器和1个温度传感器，冷流体管路系统和热流体管路系统各设置1个流量传感器，且为可拆式结构。上述所用传感器所用信号线为工业级屏蔽线。冷流体泵和热流体泵为多级离心泵，采用变频器控制系统流量。翅片散热器通过变频器调节风扇的转速控制散热量。电加热器采用电加热棒加热，安装于热流体储罐内，通过调压可控硅改变电压，从而调节加热功率。冷流体管路系统和热流体管路系统均采用金属软管和卡箍连接，并安装有前述的流量传感器和控制阀。上层台面以上仅有4种换热器中已组装完毕的一种、连接用金属软管和4个流体接口，分别为冷流体进口、冷流体出口、热流体进口、热流体出口。装配台上层台面用于组装换热器，组装完毕后转移到实验台安装，下层台面用于放置拆卸后的换热器零件和安装配件。控制台为双琴工作台，面板一边安装显示器，另一边安装触摸屏、电源开关、控制按钮，内置工控机、控制模块、交流变频调速器、调压可控硅。其中控制按钮包括冷流体泵启停开关、热流体泵启停开关、翅片散热器风扇启停开关、电加热器启停开关。
[0004] 本实用新型可以满足过控专业的多种教学和科研实验，而且实验台上的泵、换热器、阀门、传感器等可以自由拆换，操作维修比较方便。

附图说明
[0005] 图1为本实用新型的总体结构图，图2为实验台本体结构图，图3为实验台设备整体布置图，图4为实验台部分设备布置图。
[0006] 图中:1-控制台、2-实验台、3-装配台、4-换热器c、5-换热器b、6-换热器a，201-固定脚轮、202-实验台本体、203-活动脚轮、211-翅片散热器、212-冷流体泵、213-热流体泵、214-热流体泵出口管路阀、215-冷流体泵出口管路阀、216-热流体储罐回流管路阀、217-冷流体储罐、218-热流体储罐、219-电加热器、221-热流体流量传感器、222-冷流体流量传感器、 231-热流体泵出口管路压力传感器、232-热流体储罐回流管路压力传感器、233-冷流体储罐回流管路压力传感器、234-冷流体泵出口管路压力传感器、235-热流体储罐液位传感器、236- 冷流体储罐液位传感器、241-热流体泵出口管路温度传感器、242-热流体储罐回流管路温度传感器、243-冷流体储罐回流管路温度传感器、244-冷流体泵出口管路温度传感器、245-热流体储罐温度传感器、246-冷流体储罐温度传感器。

具体实施方式
[0007] 下面结合图1～图4对本实用新型的实施作进一步的描述，使其结构更加明了。如图1所示，该实训装置包含实验台、装配台和控制台三大单元，其中装配台独立，实验台和控制台的动力和信号通过电缆连接。将在装配台上装配完毕的一种管壳式换热器安装在实验台的预设位置，通过4个流体接口连接换热器与实验台下层台面的冷流体管路系统和热流体管路系统。将控制台的动力线路与实验台下层台面的冷流体泵、热流体泵、翅片散热器的风扇、电加热器的电加热棒相连，将控制台的信号线路与实验台下层台面的各个传感器相连。待冷流体储罐和热流体储罐内的流体达到一定液位后，启动电源开关和控制按钮，在触摸屏上设置相关参数，整个装置便开始运行，并且逐渐达到预设的参数。在这个过程中，传感器实时采取数据，通过控制系统处理数据，工控机实时计算换热器的换热系数K。


附图1