CN106338170A - 一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，包括自来水净化设备、蓄水池、水泵、多个用于冷却高超声速试验装备的冷却单元、具有PLC主机的控制室以及用于连接所述自来水净化设备、蓄水池、水泵、冷却单元的管网；所述蓄水池带有注水口、出水口和回水口，所述注水口连接所述自来水净化设备，所述回水口连接所述冷却单元的出口，所述水泵位于所述冷却单元的入口与所述出水口之间。本发明避免了设备重复建设、布置分散、设备闲置严重、利用率低，高效节能，并且实现了流量、压力、温度在线实时监测，可根据要求调节流量或压力。

Description

一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***
技术领域
本发明属于高超声速推进试验装备的技术领域，具体地涉及一种可用于多套并行的高超声速推进试验装备的冷却水***，主要用于对风洞***包括加热器、喷管、试验件、超扩段等设备进行冷却。
背景技术
飞行器地面试验装置是进行飞行器地面试验必不可少的设备。每一种新型飞行器的研制过程中都要经过大量的地面试验。而冷却水***又是长时间风洞设备必不可少的组成部分。例如：高超声速推进风洞中，加热器提供模型试验所需的高温高压气体；气体由喷管加速到所需马赫数进入实验舱；实验舱内需维持飞行高度相应的大气条件。所属设备都工作在1000℃以上的高温高压环境中，一般材料很难承受，导致结构变形或破坏造成实验失败。特殊材料价格高昂，经济上难以承受。对装备的关键部件进行冷却，通过降低其表面温度来改善工作条件。不失为解决问题的最佳途径。
在飞行器地面试验中，冷却水作为试验中非常常见的公共工程，其用电量往往占据实验总用电量的70％以上。有效的循环冷却水的节能方案，直接影响实验的动力成本。传统的循环冷却水***常采用分散式的供水方式，设备数量多，布置分散，闲置严重，利用率低。通常也采用高效泵、变频技术，但效果甚微。虽说循环水***有一定的共性，但要做到最大化的节能，就必须考虑循环冷却水的个性特点，单独的采用某种节能技术不是最优选择，因此为了实现节能最大化，有必要采用组合节能技术。即通过对循环水组成结构、工艺要求、工作环境等进行能效分析，提出最佳的节能技术组合。
发明内容
本发明解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种用于多套并行的试验装备的节能冷却水***，在满足试验需求的前提下最大限度的节约了电力能源。并可实现流量、压力、温度实时监测，并可根据要求调节流量或压力。
为了解决上述问题，本发明提供一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，包括自来水净化设备、蓄水池、水泵、多个用于冷却高超声速试验装备的冷却单元、具有PLC主机的控制室以及用于连接所述自来水净化设备、蓄水池、水泵、冷却单元的管网；所述蓄水池带有注水口、出水口和回水口，所述注水口连接所述自来水净化设备，所述回水口连接所述冷却单元的出口，所述水泵位于所述冷却单元的入口与所述出水口之间。
进一步，所述自来水净化设备采用离子交换树脂的方法进行净化水制取，并通过出水口压力值判断自动启动或停止制水过程。
进一步，所述***还设有水位自动检测补给装置，所述水位自动检测补给装置的传感器设置在所述蓄水池内，电信号输出端与注水控制电磁阀相连。
进一步，所述水泵为自动调压高低压泵组，高压泵组三台高压泵并联，低压泵组两台低压泵并联，每一台水泵都带有变频器，所有泵组由远程PLC主机控制，PLC主机根据管网出口压力变送器及下游流量，自动控制每个泵组起泵台数和启动的每台水泵的频率。
进一步，所述蓄水池为地下水池，外层经过保温处理，水池内部采用PVC材料进行密封净化处理。
进一步，所述蓄水池带有清洁用排污坑，所述蓄水池的出水口带有过滤器及截止用球阀。
进一步，所述蓄水池还设有带有喷淋泵的闭式冷却塔，冷却塔只与蓄水池连接，不与管网相连，必要时才启动。
进一步，所述管网均采用不锈钢管件，高低压水路出水母管通往每个试验台分路上都配有电磁阀，可根据实验需求，在控制室远程打开或关闭电磁阀，高低压水路流经冷却单元后，分别汇流高低压回水母管后，连接至蓄水池回水口；所述管网高低压出水端都带有温度变送器，变送器信号连接至控制室的PLC主机。
进一步，所述冷却单元的每一条分路都包括流量变送器、压力变送器、用于调节流量的调节阀以及冷却单元下游温度变送器，温度、压力、流量信号均连接至控制室，由PLC主机监视存储其信息。
本发明与现有技术相比有以下优势和效果：
1)本发明提供了循环冷却水***采用高低压分开、一拖三设计方案，避免了设备重复建设，布置分散，设备闲置严重，利用率低。
2)本发明提供了循环冷却水***采用节能组合方案，包括了高效泵节能，变频节能，闭式冷却塔节能等循环冷却水节能技术的成套装置。
3)本发明提供了循环冷却水***设置高低压泵组组合，通过冷却单元需求PLC主机按需控制启动水泵台数，极大地节约电力避免了资源浪费。
4)本发明提供了循环冷却水***提供了净化水设备，带有蓄水池，形成了闭合的循环体系，冷却水可重复利用，极大地节约了水资源。
5)本发明提供了循环冷却水***提供了净化水设备，实现了流量、压力、温度在线实时监测，可根据要求调节流量或压力。
附图说明
图1为本发明的蓄水池结构示意图。
图2为本发明低压泵组冷却***的结构示意图。
图3为本发明高压泵组冷却***的结构示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例一：
本发明提供了如附图1-3所示的一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，包括自来水净化设备1、蓄水池5、水泵9、多个用于冷却高超声速试验装备的冷却单元16、具有PLC主机的控制室以及用于连接自来水净化设备1、蓄水池5、水泵9、冷却单元16的管网；蓄水池带有注水口51、出水口52和回水口53，注水口51连接自来水净化设备1，回水口53连接冷却单元16的出口，水泵9位于冷却单元16的入口与出水口52之间。
进一步，自来水净化设备1采用离子交换树脂的方法进行净化水制取，并通过出水口52压力值判断自动启动或停止制水过程。
进一步，***还设有水位自动检测补给装置3，水位自动检测补给装置3的传感器设置在蓄水池内，电信号输出端与注水控制电磁阀2相连。
进一步，水泵9为自动调压高低压泵组，高压泵组三台高压泵并联，低压泵组两台低压泵并联，每一台水泵都带有变频器，所有泵组由远程PLC主机控制，PLC主机根据管网出口压力变送器10及下游流量，自动控制每个泵组起泵台数和启动的每台水泵的频率。
进一步，蓄水池5为地下水池，外层经过保温处理，水池内部采用PVC材料进行密封净化处理。
进一步，蓄水池5带有清洁用排污坑4，蓄水池的出水口52带有过滤器7及截止用球阀8。
进一步，蓄水池5还设有带有喷淋泵的闭式冷却塔6，冷却塔6只与蓄水池5连接，不与管网相连，一般***用蓄水池5中的水进行循环，必要时才启动。
进一步，管网均采用不锈钢管件，高低压水路出水母管通往每个试验台分路上都配有电磁阀，可根据实验需求，在控制室远程打开或关闭电磁阀，高低压水路流经冷却单元16后，分别汇流高低压回水母管后，连接至蓄水池回水口53；管网高低压出水端都带有温度变送器，变送器信号连接至控制室的PLC主机。
进一步，冷却单元16的每一条分路都包括流量变送器、压力变送器、用于调节流量的调节阀以及冷却单元下游温度变送器，温度、压力、流量信号均连接至控制室，由PLC主机监视存储其信息。
本发明与现有技术相比有以下优势和效果：
1)本发明提供了循环冷却水***采用高低压分开、一拖三设计方案，避免了设备重复建设，布置分散，设备闲置严重，利用率低。
2)本发明提供了循环冷却水***采用节能组合方案，包括了高效泵节能，变频节能，闭式冷却塔节能等循环冷却水节能技术的成套装置。
3)本发明提供了循环冷却水***设置高低压泵组组合，通过冷却单元需求PLC主机按需控制启动水泵台数，极大地节约电力避免了资源浪费。
4)本发明提供了循环冷却水***提供了净化水设备，带有蓄水池，形成了闭合的循环体系，冷却水可重复利用，极大地节约了水资源。
5)本发明提供了循环冷却水***提供了净化水设备，实现了流量、压力、温度在线实时监测，可根据要求调节流量或压力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，其特征在于，包括自来水净化设备、蓄水池、水泵、多个用于冷却高超声速试验装备的冷却单元、具有PLC主机的控制室以及用于连接所述自来水净化设备、蓄水池、水泵、冷却单元的管网；所述蓄水池带有注水口、出水口和回水口，所述注水口连接所述自来水净化设备，所述回水口连接所述冷却单元的出口，所述水泵位于所述冷却单元的入口与所述出水口之间。
2.如权利要求1所述的一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，其特征在于：
所述自来水净化设备采用离子交换树脂的方法进行净化水制取，并通过出水口压力值判断自动启动或停止制水过程。
3.如权利要求2所述的一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，其特征在于：
所述***还设有水位自动检测补给装置，所述水位自动检测补给装置的传感器设置在所述蓄水池内，电信号输出端与注水控制电磁阀相连。
4.如权利要求3所述的一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，其特征在于：
所述水泵为自动调压高低压泵组，高压泵组三台高压泵并联，低压泵组两台低压泵并联，每一台水泵都带有变频器，所有泵组由远程PLC主机控制，PLC主机根据管网出口压力变送器及下游流量，自动控制每个泵组起泵台数和启动的每台水泵的频率。
5.如权利要求4所述的一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，其特征在于：
所述蓄水池为地下水池，外层经过保温处理，水池内部采用PVC材料进行密封净化处理。
6.如权利要求5所述的一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，其特征在于：
所述蓄水池带有清洁用排污坑，所述蓄水池的出水口带有过滤器及截止用球阀。
7.如权利要求6所述的一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，其特征在于：
所述蓄水池还设有带有喷淋泵的闭式冷却塔，冷却塔只与蓄水池连接，不与管网相连，必要时才启动。
8.如权利要求7所述的一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，其特征在于：
所述管网均采用不锈钢管件，高低压水路出水母管通往每个试验台分路上都配有电磁阀，可根据实验需求，在控制室远程打开或关闭电磁阀，高低压水路流经冷却单元后，分别汇流高低压回水母管后，连接至蓄水池回水口；所述管网高低压出水端都带有温度变送器，变送器信号连接至控制室的PLC主机。
9.如权利要求8所述的一种用于多个高超声速试验装备的循环冷却水供给***，其特征在于：
所述冷却单元的每一条分路都包括流量变送器、压力变送器、用于调节流量的调节阀以及冷却单元下游温度变送器，温度、压力、流量信号均连接至控制室，由PLC主机监视存储其信息。
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