專利名稱：一種化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺。
背景技術(shù)：
化工原理是一門關(guān)于化學(xué)加工過程的技術(shù)基礎(chǔ)課，它為過程工業(yè)(包括化工、輕工、醫(yī)藥、食品、環(huán)境、材料、冶金等工業(yè)部門)提供科學(xué)基礎(chǔ)，對化工及相近學(xué)科的發(fā)展起支撐作用?；ぴ碚n程以單元操作為內(nèi)容，以傳遞過程原理和研究方法論為主線，研究各個(gè)物理加工過程的基本規(guī)律，典型設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，過程的操作和調(diào)節(jié)原理。化工原理課程教學(xué)包括三個(gè)環(huán)節(jié)，即理論課教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)和課程設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)環(huán)節(jié)中，實(shí)際應(yīng)用的化工原理相關(guān)設(shè)備由于體積龐大、分布廣、不直觀形象，不適宜直接作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝 置。目前市場上化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置雖然很多，但還沒有集成化的化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。許多廠家生產(chǎn)的化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，仍然沿用了傳統(tǒng)的人工計(jì)量和檢測方式，實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)大量時(shí)間，因計(jì)量誤差大而與理論結(jié)果有較大出入，數(shù)據(jù)處理過程也因數(shù)據(jù)量大而較容易出錯(cuò)，最后生成的數(shù)據(jù)報(bào)表和數(shù)據(jù)曲線質(zhì)量也不高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案主要由上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)和控制對象構(gòu)成，所述上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)配有上位監(jiān)控系統(tǒng)，所述上位監(jiān)控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間通過MODBUS總線網(wǎng)絡(luò)通訊，所述控制對象將產(chǎn)生的包括溫度、壓力、差壓、流量、轉(zhuǎn)速、功率的變量傳送至控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)通過包括多通道無紙記錄儀、智能測速儀或功率表接收控制對象上傳的標(biāo)準(zhǔn)信號，且就地顯示并通過MODBUS總線向上位監(jiān)控系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，所述上位監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并生成數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線。所述的化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的控制對象包括離心泵特性測定實(shí)驗(yàn)裝置、流體流動(dòng)阻力測定實(shí)驗(yàn)裝置和流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)裝置。所述的系列化的化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的離心泵特性測定實(shí)驗(yàn)裝置包括泵底閥、水箱、漏斗、真空表/傳感器、離心泵、壓力表/傳感器、熱電阻、轉(zhuǎn)速傳感器、功率測試裝置、渦輪流量計(jì)和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。所述的系列化的化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的流體流動(dòng)阻力測定實(shí)驗(yàn)裝置包括儲水箱、管道泵、渦輪流量計(jì)、第一倒U型管壓差計(jì)、第二倒U型管壓差計(jì)、第三倒U型管壓差計(jì)和壓差傳感器。所述的系列化的化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)裝置包括管道泵、孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、倒U型管壓差計(jì)、流向轉(zhuǎn)換器和計(jì)量筒。本實(shí)用新型化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置通過上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)、控制對象完整的模擬了實(shí)際化工現(xiàn)場應(yīng)用的化工單元，集成了在行業(yè)廣泛采用的各種控制方式、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，整套裝置具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整、技術(shù)先進(jìn)、直觀形象和覆蓋大專院校專業(yè)面廣的特點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I為本實(shí)用新型的控制流程圖。圖2為離心泵特性測定實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為流體流動(dòng)阻力測定實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型的化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置主要由上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)和控制對象構(gòu)成，所述上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)配有上位監(jiān)控系統(tǒng)，所述上位監(jiān)控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間通過MODBUS總線網(wǎng)絡(luò)通訊，所述控制對象將產(chǎn)生的包括溫度、壓力、差壓、流量、轉(zhuǎn)速、功率的變量傳送至控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)通過包括多通道無紙記錄儀、智能測速儀和功率表接收控制對象上傳的標(biāo)準(zhǔn)信號，且就地顯示并通過MODBUS總線向上位監(jiān)控系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，所述上位監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并生成數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線。所述的控制對象包括離心泵特性測定實(shí)驗(yàn)裝置、流體流動(dòng)阻力測定實(shí)驗(yàn)裝置和流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)裝置。如圖2所示，本實(shí)用新型的離心泵特性測定實(shí)驗(yàn)裝置主要由泵底閥I、水箱2、漏斗
3、真空表/傳感器4、離心泵5、壓力表/傳感器6、熱電阻7、轉(zhuǎn)速傳感器8、功率測試裝置
9、渦輪流量計(jì)10和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥11等組成。實(shí)驗(yàn)時(shí)，水從儲水箱2經(jīng)泵底閥I吸入，經(jīng)管路到離心泵5，經(jīng)離心泵增壓后，流經(jīng)熱電阻7、渦輪流量計(jì)10、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥11返回水箱2，循環(huán)使用。離心泵運(yùn)行前，需將進(jìn)口管路充滿水，水可從漏斗3加入。在離心泵的進(jìn)、出口管線上分別裝有真空表/傳感器4、壓力表/傳感器6，管路內(nèi)溫度由熱電阻7檢測，流量由渦輪流量計(jì)10測量，并由出口的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥11調(diào)節(jié)流量，電機(jī)轉(zhuǎn)速、功率分別用轉(zhuǎn)速傳感器
8、功率測試裝置9來檢測?？刂葡到y(tǒng)由智能測速儀、多通道無紙記錄儀以及智能功率表等組成，其可對壓力、流量等變量進(jìn)行就地顯示并通過MODBUS總線向上位監(jiān)控系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，上位監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并生成數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線。如圖3所示，本實(shí)用新型的流體流動(dòng)阻力測定實(shí)驗(yàn)裝置主要由儲水箱12、管道泵13、渦輪流量計(jì)14、光滑測試管、粗糙測試管、局部阻力測試管、第一倒U型管壓差計(jì)15、第二倒U型管壓差計(jì)16、第三倒U型管壓差計(jì)17、熱電阻、壓差傳感器18和不銹鋼進(jìn)、出管道等組成。實(shí)驗(yàn)時(shí)，水從儲水箱由管道泵輸送至管路，流經(jīng)渦輪流量計(jì)、實(shí)驗(yàn)測試管路和流量調(diào)節(jié)閥后返回儲水箱，循環(huán)使用。實(shí)驗(yàn)測試管路有三段并聯(lián)的水平管組成，自上而下分別用于測定光滑測試管(不銹鋼管)直管阻力、粗糙測試管(鍍鋅管)直管阻力和全開閘閥的局部阻力，測定局部阻力時(shí)使用不銹鋼管，中間裝有待測的閘閥。在每段測試管路的進(jìn)口處分別裝有切換閥，用于選擇不同的實(shí)驗(yàn)測試內(nèi)容。管路內(nèi)的流量由渦輪流量計(jì)測量，并由出口流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，光滑測試管直管阻力、粗糙測試管直管阻力和閘閥的局部阻力可分別用于各自相連的倒U型管壓差計(jì)測量，同時(shí)也可用與之并聯(lián)的壓差傳感器來測量，各傳感器將信號傳送至控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)由多通道無紙記錄儀等組成，其可對溫度、壓差、流量等變量進(jìn)行就地顯示并向上位監(jiān)控系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，上位監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并生成數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線。如圖4所示，本實(shí)用新型的流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)裝置主要由儲水箱、管道泵19、孔板流量計(jì)21、文丘里流量計(jì)22、倒U型管壓差計(jì)20、流向轉(zhuǎn)換器23、計(jì)量筒24、各種閥門和不銹鋼進(jìn)、出水管道等組成。實(shí)驗(yàn)時(shí)，水從儲水箱由管道泵輸送至管路，分別流經(jīng)孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)所在測試管路和流量調(diào)節(jié)閥后，通過流向轉(zhuǎn)換器到達(dá)計(jì)量筒進(jìn)行計(jì)量，然后返回儲水箱，循環(huán)使用。實(shí)驗(yàn)測試管路有二段并聯(lián)的水平管組成，自上而下分別用于孔板流量 計(jì)和文丘里流量計(jì)的性能測試。在每段測試管路的進(jìn)口上，分別裝有切換閥，用于選擇不同的實(shí)驗(yàn)測試內(nèi)容。管路內(nèi)流量由計(jì)量筒和秒表配合進(jìn)行測量，并由出口流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，流體流過孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)的壓差可分別用與各流量計(jì)相連的倒U型管壓差計(jì)測量，流體的溫度可用溫度計(jì)直接測量?？刂葡到y(tǒng)由空氣開關(guān)、漏電保護(hù)器等組成。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于該裝置主要由上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)和控制對象構(gòu)成，所述上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)配有上位監(jiān)控系統(tǒng)，所述上位監(jiān)控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間通過MODBUS總線網(wǎng)絡(luò)通訊，所述控制對象將產(chǎn)生的包括溫度、壓力、差壓、流量、轉(zhuǎn)速、功率的變量傳送至控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)通過包括多通道無紙記錄儀、智能測速儀和功率表接收控制對象上傳的標(biāo)準(zhǔn)信號，且就地顯示并通過MODBUS總線向上位監(jiān)控系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，所述上位監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并生成數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于所述的控制對象包括離心泵特性測定實(shí)驗(yàn)裝置、流體流動(dòng)阻力測定實(shí)驗(yàn)裝置和流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于所述的離心泵特性測定實(shí)驗(yàn)裝置包括泵底閥(I)、水箱(2)、漏斗(3)、真空表/傳感器(4)、離心泵(5)、壓力表/傳感器(6)、熱電阻(7)、轉(zhuǎn)速傳感器(8)、功率測試裝置(9)、渦輪流量計(jì)(10)和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于所述的流體流動(dòng)阻力測定實(shí)驗(yàn)裝置包括儲水箱(12)、管道泵(13)、渦輪流量計(jì)(14)、第一倒U型管壓差計(jì)(15)、第二倒U型管壓差計(jì)(16 )、第三倒U型管壓差計(jì)(17 )和壓差傳感器(18 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于所述的流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)裝置包括管道泵(19)、孔板流量計(jì)(21)、文丘里流量計(jì)(22)、倒U型管壓差計(jì)(20)、流向轉(zhuǎn)換器(23)和計(jì)量筒(24)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺。采用的技術(shù)方案主要由上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)和控制對象構(gòu)成，所述上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)配有上位監(jiān)控系統(tǒng)，所述上位監(jiān)控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間通過MODBUS總線網(wǎng)絡(luò)通訊，所述控制對象將產(chǎn)生的包括溫度、壓力、差壓、流量、轉(zhuǎn)速、功率的變量傳送至控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)通過包括多通道無紙記錄儀、智能測速儀或功率表接收控制對象上傳的標(biāo)準(zhǔn)信號，且就地顯示并通過MODBUS總線向上位監(jiān)控系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，所述上位監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并生成數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線。
文檔編號G09B25/02GK202711568SQ20122029395
公開日2013年1月30日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者黃華圣, 崔富義, 王治江, 李堅(jiān)堅(jiān) 申請人:浙江天煌科技實(shí)業(yè)有限公司