一種噴淋密度測(cè)控裝置及其測(cè)控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種噴淋密度測(cè)控裝置及其測(cè)控方法，所述測(cè)控裝置包括：水槽(1)，進(jìn)料泵(2)，噴嘴，噴嘴定位系統(tǒng)，自動(dòng)控制部分；噴嘴定位系統(tǒng)，包括置于水槽(1)外圍的至少兩個(gè)水平方向滑道(4)，能夠沿著水平方向滑道(4)移動(dòng)的多個(gè)豎直方向滑道(5)，連接在不同豎直方向滑道(5)上的噴嘴滑道(6)，噴嘴(10)置于噴嘴滑道(6)上，噴嘴(10)與噴淋管路(9)與相連；在水槽(1)內(nèi)設(shè)置多個(gè)集液器(3)，每個(gè)集液器(3)的開口為圓形，在每個(gè)集液器(3)內(nèi)固定有多電極液位開關(guān)(13)，用于采集液位信號(hào)，在集液器(3)的底部設(shè)置排放電磁閥(12)。本發(fā)明技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)海水淡化用蒸發(fā)器內(nèi)的不同類型噴頭或噴頭不同排列時(shí)的噴淋效果評(píng)價(jià)，分析低溫多效海水淡化裝置中傳熱管液膜厚度和均勻度，從而提高工程應(yīng)用中傳熱管表面的熱量交換效率。
【專利說明】一種噴淋密度測(cè)控裝置及其測(cè)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種噴淋密度測(cè)控裝置及其測(cè)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水平管降膜蒸發(fā)器是從70年代發(fā)展起來的一種高效節(jié)能型蒸發(fā)器，其優(yōu)點(diǎn)在于傳熱系數(shù)值較高。在水平管降膜蒸發(fā)中，其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)是噴淋，噴淋系統(tǒng)把料液噴淋分布到傳熱管上蒸發(fā)，其噴淋密度對(duì)蒸發(fā)傳熱膜系數(shù)的影響較大，在噴淋不均勻或者噴淋量不夠的情況下，會(huì)產(chǎn)生傳熱管干壁的現(xiàn)象，嚴(yán)重降低傳熱系數(shù)、減少傳熱管的使用壽命。所以提供一種噴淋密度的測(cè)控裝置及測(cè)控方法對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)水量和傳熱管使用壽命具有重要的意義。
[0003]目前，常用的噴淋密度測(cè)試方法采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)液體流量和壓力，線性調(diào)節(jié)度較差；集液器多采用帶刻度的量筒，工況參數(shù)采用就地儀表顯示，通過人工讀數(shù)來記錄數(shù)據(jù)，檢測(cè)精度低，誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種噴淋密度測(cè)控裝置及其測(cè)控方法，以簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)且有效解決現(xiàn)有技術(shù)中噴淋密度測(cè)量手段智能化程度低，精度不高，誤差較大等現(xiàn)實(shí)問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的噴淋密度測(cè)控裝置及其測(cè)控方法通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0006]一種噴淋密度測(cè)控裝置，包括水槽(1)，進(jìn)料泵(2)，噴嘴，噴嘴定位系統(tǒng)，自動(dòng)控制部分，其特征在于，
[0007]所述的噴嘴定位系統(tǒng)，包括置于水槽(I)外圍的至少兩個(gè)水平方向滑道(4)，能夠沿著水平方向滑道(4)移動(dòng)的多個(gè)豎直方向滑道(5)，連接在不同豎直方向滑道(5)上的噴嘴滑道(6)，噴嘴(10)置于噴嘴滑道(6)上，噴嘴(10)與噴淋管路(9)與相連；
[0008]進(jìn)料泵⑵用于將水槽⑴內(nèi)的水抽取至各路述噴淋管路(9)內(nèi)；
[0009]在水槽(I)內(nèi)設(shè)置多個(gè)集液器(3)，每個(gè)集液器(3)的開口為圓形，在每個(gè)集液器
(3)內(nèi)固定有多電極液位開關(guān)(13)，用于采集液位信號(hào)；所述的多電極液位開關(guān)(13)包括三個(gè)電極:一個(gè)公共電極、一個(gè)低液位電極和一個(gè)高液位電極，公共電極基材為細(xì)鈦棒，外涂釕；低液位電極和高液位電極基材均為細(xì)銅棒，外套低溫收縮阻燃型套管，頂端裝有小圓柱形石墨作為電極接觸端在集液器(3)的底部設(shè)置排放電磁閥(12)。
[0010]所述的自動(dòng)控制部分包括變頻器，中央控制器、上位機(jī)；多電極液位開關(guān)(13)采集的信號(hào)被送入上位機(jī)，上位機(jī)通過中央控制器控制進(jìn)料泵(2)和電磁閥(12)。
[0011]作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述的噴淋密度測(cè)控裝置，其特征在于，在噴淋管路(9)的總管路上設(shè)置有壓力變送器(8)和流量變送器(7)，壓力變送器(8)和流量變送器(7)采集的信號(hào)被送入上位機(jī)，由上位機(jī)通過中央控制器及變頻器控制進(jìn)料泵(2)。
[0012]本發(fā)明同時(shí)提供所述的測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)的噴淋密度測(cè)控方法，包括下面的步驟:[0013]步驟I，打開電磁閥(12)，將集液器⑶排空；
[0014]步驟2，關(guān)閉電磁閥(12);啟動(dòng)進(jìn)料泵(2)，根據(jù)噴淋管路總管路的流量變送器7和壓力變送器8采集的信號(hào)，通過變頻器調(diào)節(jié)進(jìn)料泵2，從而使噴淋管路上的流量保持一致；
[0015]步驟3，中央控制器在集液器(3)內(nèi)的多電極液位開關(guān)到達(dá)低液位時(shí)開始計(jì)時(shí)?Υ，到達(dá)高液位時(shí)停止計(jì)時(shí)TH，計(jì)算蓄液時(shí)間Th-1Y ;計(jì)算集液器(3)的半徑記作R，高度記作H ；集液器3的外切正方形面積為2R2，則噴淋密度=R2H/[2R2Th-Tl]。
[0016]本發(fā)明的有益效果如下:
[0017](I)本發(fā)明提出的多電極液位開關(guān)的公共電極基材采用細(xì)鈦棒，外涂釕；液位電極基材采用細(xì)銅棒，外套DRS熱縮管絕緣，頂端裝有小圓柱形石墨作為電極接觸端；可以快速采集到液位信號(hào)，反應(yīng)靈敏。
[0018](2)本發(fā)明提出的中央控制器計(jì)時(shí)精度不低于10ms，整個(gè)計(jì)時(shí)過程都由人機(jī)接口設(shè)備控制，減少人為記錄的誤差，檢測(cè)精度高。
[0019]本發(fā)明的有益效果如下:
[0020](I)本發(fā)明系統(tǒng)選用高精度智能儀表、中央控制器和人機(jī)接口設(shè)備等先進(jìn)控制技術(shù)對(duì)裝置進(jìn)行智能監(jiān)控和 自動(dòng)控制，節(jié)省人工，提高數(shù)據(jù)精度；
[0021](2)本發(fā)明通過計(jì)采集集液器的由液位到高液位所需時(shí)間、集液器的體積，然后根據(jù)計(jì)算方法得到噴淋密度，具有操作便捷，造價(jià)成本低特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的噴淋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的多電極液位開關(guān)、集液器與電磁閥的安裝方式。
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的噴淋密度測(cè)控裝置及其測(cè)控方法框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0026]本發(fā)明的一種噴淋密度測(cè)控裝置所采用的噴淋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖1和圖2所示，包括I底座滑道上的水槽，2進(jìn)料泵，3集液器，4水平方向滑道，5豎直方向滑道，6噴嘴滑道，7流量變送器，8壓力變送器，9噴淋管路，10噴嘴、12電磁閥，13多電極液位開關(guān)，13-1低液位電極，13-2公共電極，13-3高液位電極，14人機(jī)接口設(shè)備，15傳熱管。
[0027]噴淋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由噴淋密度測(cè)量裝置和控制系統(tǒng)組成。噴淋平臺(tái)主體支架為長(zhǎng)方體形，其外形尺寸約為1800mm長(zhǎng)X 1600mm寬X 2500mm高。底部安裝水槽I，中部安裝傳熱管束15，上部安裝噴嘴定位系統(tǒng)，噴嘴定位系統(tǒng)主要由噴淋管路9、噴嘴10、噴嘴滑道6、水平方向滑道4和豎直方向滑道5組成；底部水槽I可以從傳熱管束15下面拉出；噴嘴定位系統(tǒng)中有兩個(gè)噴嘴滑道，每個(gè)噴嘴滑道上安裝2個(gè)噴嘴，噴嘴滑道4與水平方向滑道4和豎直方向滑道5相連，使噴嘴滑道4可以整體的上下左右移動(dòng)，這樣每個(gè)噴嘴可以在三維空間任意移動(dòng)；噴嘴10的底部到傳熱管束15最上層傳熱管的距離可在200mm~600mm內(nèi)調(diào)節(jié)。
[0028]多電極液位開關(guān)13包括三個(gè)電極，一個(gè)公共電極13-2，其基材為細(xì)鈦棒，外涂釕；一個(gè)低液位電極13-1和一個(gè)高液位電極13-3，其基材均為細(xì)銅棒，外套低溫收縮阻燃型套管，頂端裝有小圓柱形石墨作為電極接觸端，在集液器3的底部設(shè)置排放電磁閥12。
[0029]參見圖3，整個(gè)噴淋密度測(cè)控裝置除了上述的噴淋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)外，還包括自動(dòng)控制部分，如變頻器，中央控制器(PLC)、人機(jī)接口設(shè)備(上位機(jī))。多電極液位開關(guān)13、流量變送器7，壓力變送器8采集的信號(hào)被送入人機(jī)接口設(shè)備，人機(jī)接口設(shè)備通過中央控制器來控制進(jìn)料泵2，電磁閥12。
[0030]基于噴淋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的噴淋密度測(cè)控裝置及其測(cè)控方法的實(shí)施步驟如下:在人機(jī)接口設(shè)備上打開電磁閥12，將集液器3排空，然后關(guān)閉電磁閥12 ;啟動(dòng)進(jìn)料泵2，根據(jù)噴淋管路總管路的流量變送器7和壓力變送器8采集的信號(hào)，通過變頻器調(diào)節(jié)進(jìn)料泵2，從而使噴淋管路上的流量保持一致；集液器3內(nèi)的多電極液位開關(guān)到達(dá)低液位時(shí)開始計(jì)時(shí)?Υ，到達(dá)高液位時(shí)停止計(jì)時(shí)TH，計(jì)算蓄液時(shí)間Th-1Y ;集液器3的半徑記作R，高度記作H ;集液器3的外切正方形面積為2R2，則噴淋密度=JiR2H/[2R2TH-Tj，在上述過程完成后，通過電磁閥可進(jìn)行排放，進(jìn)入下一次測(cè)量。通過比較不同噴淋位置下的噴淋密度，從而對(duì)噴頭的性能或噴頭的排列進(jìn)行評(píng)價(jià)。本發(fā)明的噴淋密度測(cè)控系統(tǒng)與測(cè)控方法所采用的中央控制器計(jì)時(shí)精度達(dá)到IOms級(jí)，整個(gè)計(jì)時(shí)過程都由中央控制器控制，減少人為記錄的誤差，檢測(cè)精度高，測(cè)量數(shù)據(jù)報(bào)表也在檢測(cè)結(jié) 束后由人機(jī)接口設(shè)備自動(dòng)導(dǎo)出。
【權(quán)利要求】
1.一種噴淋密度測(cè)控裝置，包括水槽(1)，進(jìn)料泵(2)，噴嘴，噴嘴定位系統(tǒng)，自動(dòng)控制部分，其特征在于， 所述的噴嘴定位系統(tǒng)，包括置于水槽(I)外圍的至少兩個(gè)水平方向滑道(4)，能夠沿著水平方向滑道(4)移動(dòng)的多個(gè)豎直方向滑道(5)，連接在不同豎直方向滑道(5)上的噴嘴滑道(6)，噴嘴(10)置于噴嘴滑道(6)上，噴嘴(10)與噴淋管路(9)與相連； 進(jìn)料泵(2)用于將水槽(I)內(nèi)的水抽取至各路述噴淋管路(9)內(nèi)； 在水槽(I)內(nèi)設(shè)置多個(gè)集液器(3)，每個(gè)集液器(3)的開口為圓形，在每個(gè)集液器(3)內(nèi)固定有多電極液位開關(guān)(13)，用于采集液位信號(hào)；所述的多電極液位開關(guān)(13)包括三個(gè)電極:一個(gè)公共電極、一個(gè)低液位電極和一個(gè)高液位電極，公共電極基材為細(xì)鈦棒，外涂釕；低液位電極和高液位電極基材均為細(xì)銅棒，外套低溫收縮阻燃型套管，頂端裝有小圓柱形石墨作為電極接觸端在集液器(3)的底部設(shè)置排放電磁閥(12)。 所述的自動(dòng)控制部分包括變頻器，中央控制器、上位機(jī)；多電極液位開關(guān)(13)采集的信號(hào)被送入上位機(jī)，上位機(jī)通過中央控制器控制進(jìn)料泵(2)和電磁閥(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的噴淋密度測(cè)控裝置，其特征在于，在噴淋管路(9)的總管路上設(shè)置有壓力變送器(8)和流量變送器(7)，壓力變送器(8)和流量變送器(7)采集的信號(hào)被送入上位機(jī)，由上位機(jī)通過中央控制器及變頻器控制進(jìn)料泵(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴淋密度測(cè)控裝置，其特征在于，所述的多電極液位開關(guān)(13)的三個(gè)電極，公共電極基材為細(xì)鈦棒，外涂釕；低液位電極和高液位電極基材均為細(xì)銅棒，外套低溫收縮阻燃型套管，頂端裝有小圓柱形石墨作為電極接觸端。
4.權(quán)利要求1所述的測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)的噴淋密度測(cè)控方法，包括下面的步驟: 步驟1，打開電磁閥(12)，將集液器(3)排空； 步驟2，關(guān)閉電磁閥(12);啟動(dòng)進(jìn)料泵(2)，根據(jù)噴淋管路總管路的流量變送器7和壓力變送器8采集的信號(hào)，通過變頻器調(diào)節(jié)進(jìn)料泵2，從而使噴淋管路上的流量保持一致； 步驟3，中央控制器在集液器(3)內(nèi)的多電極液位開關(guān)到達(dá)低液位時(shí)開始計(jì)時(shí)?Υ，到達(dá)高液位時(shí)停止計(jì)時(shí)TH，計(jì)算蓄液時(shí)間Th-1Y ;計(jì)算集液器(3)的半徑記作R，高度記作H ;集液器3的外切正方形面積為2R2，則噴淋密度=R2H/[2R2Th-Tl]。
【文檔編號(hào)】B05B12/00GK103977925SQ201410223278
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】康權(quán), 王金燕, 李炎, 肖亞蘇, 俞永江, 苗超 申請(qǐng)人:國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所