用于聚合物纤维液体冷却的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于聚合物纤维液体冷却的装置，包括冷却液箱，冷却液箱采用双层结构，中间夹带保温材料；冷却液箱底部与丝杆带动的移动平台连接；冷却液箱中设有与冷却液进行热交换的冷却盘管，冷却液箱中设有加热装置；冷却液箱中设有温度传感器、液位传感器和浓度传感器；冷却液箱一侧设有放置冷却液的溶质溶液的浓缩液槽，浓缩液槽下方设有离子渗透膜和隔离阀，通过隔离阀控制离子渗透膜的交换面积。本发明专利技术温度、液位控制精度高，能实时调节控制冷却液浓度、提高聚合物纤维生产效率和产品质量。

【技术实现步骤摘要】
用于聚合物纤维液体冷却的装置
本专利技术涉及一种用于聚合物纤维液体冷却的装置。
技术介绍
在纤维纺丝过程中会用到盐溶液冷却高温溶体，冷却液的温度浓度；及液位直接影响到聚合物纤维生产的效率及质量；现有设备仅有加热装置而没有冷却装置，高温聚合物纤维进入冷却液后携带的大量热量仅通过自然散热无法保证冷却液恒温，且现有设备没有浓度传感器，无法实时监测冷却液的浓度值，冷却液浓度变化幅度比较大，导致聚合物纤维生产效率低，产品质量差。现有冷却装置位置仅有一个方向可以调整，且没有监测调整浓度的装置；溶液浓度需要人工调配，成本高，质量得不到保证，温度及液位的控制精度达不到要求，经常超温；液位调整经常溢流，浪费比较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种温度、液位控制精度高，能实时调节控制冷却液浓度、提高聚合物纤维生产效率和产品质量的用于聚合物纤维液体冷却的装置。本专利技术的技术解决方案是：一种用于聚合物纤维液体冷却的装置，其特征是：包括冷却液箱，冷却液箱采用双层结构，中间夹带保温材料；冷却液箱底部与丝杆带动的移动平台连接；冷却液箱中设有与冷却液进行热交换的冷却盘管，冷却液箱中设有加热装置；冷却液箱中设有温度传感器、液位传感器和浓度传感器；冷却液箱一侧设有放置冷却液的溶质溶液的高压浓缩液槽，高压浓缩液槽与冷却液箱之间设有离子渗透膜和隔离阀，通过隔离阀控制离子渗透膜的交换面积；高压浓缩液槽通过设有高压泵的管道与常压浓缩液槽连接；工作时，采用控制系统进行控制；上位机PC与可编程逻辑控制器之间的通信通过RS485实现，其中上位机的程序是通过可编程控制器组态软件组态编译完成的；并且通过对组态软件实现了上位机对PID调节器的监控和数据收发的功能；利用串口通信，上位机主要完成对PID参数的设定、测量数据的图像显示、执行器开度的控制、定制控制给定值设置、通信使用EtherCAT通信协议与下位机通信；下位机则接收上位机传输的数据，进行PID参数的设置，同时显示上位机传来的PID的设定值；下位机通过按键来改变PID的值，通信也采用EtherCAT通信协议；温度控制流程：系统初始化，温度传感器采集冷却液温度参数，在人机交互界面显示冷却液温度，判断温度显示是否正常，不正常系统报警处理，显示正常，通过人机交互界面（上位机）给定满足生产所需冷却液极端温度参数范围及设定合适的精确温度值；系统判断温度传感器值反馈给控制器温度值，若温度值低于设定温度值得最低值，则全力启动装置加热器给冷却液升温；若温度值高于设定温度值最高值，则全力启动冷却水循环泵，全力制冷；若温度值介于设定温度范围之间且与设定值之间存在偏差，系统通过PID整定控制参数再控制系统加热器及冷却水循环泵将温度控制趋于设定温度值；浓度控制流程：系统初始化，浓度传感器采集冷却溶液浓度参数，在人机交互界面显示冷却溶液浓度，判断浓度显示是否正常，不正常系统报警处理，显示正常，通过人机交互界面给定满足生产所需冷却溶液极端浓度参数范围及满足生产需要精确的浓度值；系统判断浓度传感器值反馈给控制器浓度值，若浓度值低于设定浓度值得最低值，则全力启动浓缩液增压泵及隔离阀开度，加快离子通过离子渗透膜，从而达到系统所需浓度值；若浓度值高于设定浓度值最高值，则关闭隔离阀；打开蒸馏水管道电磁阀；给冷却装置内通蒸馏水，降低冷却溶液浓度值；若浓度值在给定的极端浓度范围内且与设定的精确值之间存在偏差，系统通过PID整定控制参数再控制离子交换装置的压力及阀的开度及蒸馏水电磁阀，从而将浓度值控制趋于设定的精确值来满足生产工艺需求；系统循环泵控制：冷却装置开机则流体微循环泵启动，装置关闭则泵关闭，流微循环泵常开，加速冷却液流体热交换及加快离子扩散速度；液位控制流程：通过上位机给定装置液位值，当液位传感器反馈液位出现偏差，控制器通过PID调节阀门开度补充装置内溶液液位或者打开排液口阀门排液以控制装置内液位。冷却液箱底部装有流体微循环泵。本专利技术通过温度传感器，浓度传感器及液位传感器实时监测冷却液状态，并反馈给控制器，实时调节冷却液的温度、浓度及液位；通过循环射流泵替代机械式搅拌，降低冷却液流动对聚合物纤维生产的扰动。从而来满足聚合物纤维的生产要求及提高生产效率，降低成本。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术一个实施例的结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是图1的侧面视图。图4是高压浓缩液槽的结构示意图。具体实施方式一种用于聚合物纤维液体冷却的装置，包括冷却液箱1，冷却液箱采用双层结构，中间夹带保温材料；冷却液箱底部与丝杆带动的移动平台2连接；冷却液箱中设有与冷却液进行热交换的冷却盘管3，冷却液箱中设有加热装置4；冷却液箱中设有温度传感器5、液位传感器7和浓度传感器6；冷却液箱一侧设有放置冷却液的溶质溶液的高压浓缩液槽8，高压浓缩液槽与冷却液箱之间设有离子渗透膜9和隔离阀10，通过隔离阀控制离子渗透膜的交换面积；高压浓缩液槽通过设有高压泵13的管道与常压浓缩液槽12连接；工作时，采用控制系统进行控制；上位机PC与可编程逻辑控制器之间的通信通过RS485实现，其中上位机的程序是通过可编程控制器组态软件组态编译完成的；并且通过对组态软件实现了上位机对PID调节器的监控和数据收发的功能；利用串口通信，上位机主要完成对PID参数的设定、测量数据的图像显示、执行器开度的控制、定制控制给定值设置、通信使用EtherCAT通信协议与下位机通信；下位机则接收上位机传输的数据，进行PID参数的设置，同时显示上位机传来的PID的设定值；下位机通过按键来改变PID的值，通信也采用EtherCAT通信协议；温度控制流程：系统初始化，温度传感器采集冷却液温度参数，在人机交互界面显示冷却液温度，判断温度显示是否正常，不正常系统报警处理，显示正常，通过人机交互界面（上位机）给定满足生产所需冷却液极端温度参数范围及设定合适的精确温度值；系统判断温度传感器值反馈给控制器温度值，若温度值低于设定温度值得最低值，则全力启动装置加热器给冷却液升温；若温度值高于设定温度值最高值，则全力启动冷却水循环泵，全力制冷；若温度值介于设定温度范围之间且与设定值之间存在偏差，系统通过PID整定控制参数再控制系统加热器及冷却水循环泵将温度控制趋于设定温度值；浓度控制流程：系统初始化，浓度传感器采集冷却溶液浓度参数，在人机交互界面显示冷却溶液浓度，判断浓度显示是否正常，不正常系统报警处理，显示正常，通过人机交互界面给定满足生产所需冷却溶液极端浓度参数范围及满足生产需要精确的浓度值；系统判断浓度传感器值反馈给控制器浓度值，若浓度值低于设定浓度值得最低值，则全力启动浓缩液增压泵及隔离阀开度，加快离子通过离子渗透膜，从而达到系统所需浓度值；若浓度值高于设定浓度值最高值，则关闭隔离阀；打开蒸馏水管道电磁阀；给冷却装置内通蒸馏水，降低冷却溶液浓度值；若浓度值在给定的极端浓度范围内且与设定的精确值之间存在偏差，系统通过PID整定控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于聚合物纤维液体冷却的装置，其特征是：包括冷却液箱，冷却液箱采用双层结构，中间夹带保温材料；冷却液箱底部与丝杆带动的移动平台连接；冷却液箱中设有与冷却液进行热交换的冷却盘管，冷却液箱中设有加热装置；冷却液箱中设有温度传感器、液位传感器和浓度传感器；冷却液箱一侧设有放置冷却液的溶质溶液的高压浓缩液槽，高压浓缩液槽与冷却液箱之间设有离子渗透膜和隔离阀，通过隔离阀控制离子渗透膜的交换面积；高压浓缩液槽通过设有高压泵的管道与常压浓缩液槽连接；/n工作时，采用控制系统进行控制；上位机PC与可编程逻辑控制器之间的通信通过RS485实现，其中上位机的程序是通过可编程控制器组态软件组态编译完成的；并且通过对组态软件实现了上位机对PID调节器的监控和数据收发的功能；利用串口通信，上位机主要完成对PID参数的设定、测量数据的图像显示、执行器开度的控制、定制控制给定值设置、通信使用EtherCAT通信协议与下位机通信；下位机则接收上位机传输的数据，进行PID参数的设置，同时显示上位机传来的PID的设定值；下位机通过按键来改变PID的值，通信也采用EtherCAT通信协议；/n温度控制流程：系统初始化，温度传感器采集冷却液温度参数，在人机交互界面显示冷却液温度，判断温度显示是否正常，不正常系统报警处理，显示正常，通过人机交互界面给定满足生产所需冷却液极端温度参数范围及设定合适的精确温度值；系统判断温度传感器值反馈给控制器温度值，若温度值低于设定温度值得最低值，则全力启动装置加热器给冷却液升温；若温度值高于设定温度值最高值，则全力启动冷却水循环泵，全力制冷；若温度值介于设定温度范围之间且与设定值之间存在偏差，系统通过PID整定控制参数再控制系统加热器及冷却水循环泵将温度控制趋于设定温度值；/n浓度控制流程：系统初始化，浓度传感器采集冷却溶液浓度参数，在人机交互界面显示冷却溶液浓度，判断浓度显示是否正常，不正常系统报警处理，显示正常，通过人机交互界面给定满足生产所需冷却溶液极端浓度参数范围及满足生产需要精确的浓度值；系统判断浓度传感器值反馈给控制器浓度值，若浓度值低于设定浓度值得最低值，则全力启动浓缩液增压泵及隔离阀开度，加快离子通过离子渗透膜，从而达到系统所需浓度值；若浓度值高于设定浓度值最高值，则关闭隔离阀；打开蒸馏水管道电磁阀；给冷却装置内通蒸馏水，降低冷却溶液浓度值；若浓度值在给定的极端浓度范围内且与设定的精确值之间存在偏差，系统通过PID整定控制参数再控制离子交换装置的压力及阀的开度及蒸馏水电磁阀，从而将浓度值控制趋于设定的精确值来满足生产工艺需求；/n系统循环泵控制：冷却装置开机则流体微循环泵启动，装置关闭则泵关闭，流微循环泵常开，加速冷却液流体热交换及加快离子扩散速度；/n液位控制流程：通过上位机给定装置液位值，当液位传感器反馈液位出现偏差，控制器通过PID调节阀门开度补充装置内溶液液位或者打开排液口阀门排液以控制装置内液位。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于聚合物纤维液体冷却的装置，其特征是：包括冷却液箱，冷却液箱采用双层结构，中间夹带保温材料；冷却液箱底部与丝杆带动的移动平台连接；冷却液箱中设有与冷却液进行热交换的冷却盘管，冷却液箱中设有加热装置；冷却液箱中设有温度传感器、液位传感器和浓度传感器；冷却液箱一侧设有放置冷却液的溶质溶液的高压浓缩液槽，高压浓缩液槽与冷却液箱之间设有离子渗透膜和隔离阀，通过隔离阀控制离子渗透膜的交换面积；高压浓缩液槽通过设有高压泵的管道与常压浓缩液槽连接；
工作时，采用控制系统进行控制；上位机PC与可编程逻辑控制器之间的通信通过RS485实现，其中上位机的程序是通过可编程控制器组态软件组态编译完成的；并且通过对组态软件实现了上位机对PID调节器的监控和数据收发的功能；利用串口通信，上位机主要完成对PID参数的设定、测量数据的图像显示、执行器开度的控制、定制控制给定值设置、通信使用EtherCAT通信协议与下位机通信；下位机则接收上位机传输的数据，进行PID参数的设置，同时显示上位机传来的PID的设定值；下位机通过按键来改变PID的值，通信也采用EtherCAT通信协议；
温度控制流程：系统初始化，温度传感器采集冷却液温度参数，在人机交互界面显示冷却液温度，判断温度显示是否正常，不正常系统报警处理，显示正常，通过人机交互界面给定满足生产所需冷却液极端温度参数范围及设定合适的精确温度值；系统判断温度传感器值反馈给控制器温度值，若温度值低于设定温度值得最低值，则全力启动装置加热器给冷却液...

【专利技术属性】
技术研发人员：马海燕，杨西峰，张平平，马海军，王亚军，张冬燕，
申请(专利权)人：南通新帝克单丝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32