一种分离式均布加热储气控制装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种分离式均布加热储气控制装置及其使用方法，包括：加热容弹本体、加热弹下端盖、加热弹上端盖、弹体密封垫、出气口、出气通道、出气阀座、进气阀座、进气通道、容器底座、环形进气板、高压气罐、压力变送器、流量控制阀、温度传感器、压力传感器、PLC控制器，其用于接收压力变送器、温度传感器和压力传感器的输出信号，生成相应的控制指令从而调节流量控制阀。针对分离式均布加热储气控制装置的使用方法来说，外部高压气罐内的气体通过进气口和进气通道进入环形进气板中，再经环形进气板上多个间隔角度均匀的进气孔，形成多道更小的气流进入加热容弹本体中，进行加热和存储。本发明专利技术有利于提升加热效率。明有利于提升加热效率。明有利于提升加热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种分离式均布加热储气控制装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及内燃机喷雾燃烧研究领域，尤其涉及一种分离式均布加热储气控制装置。
[0002]本专利技术还涉及上述分离式均布加热储气控制装置的使用方法。

技术介绍

[0003]现有技术技术中，定容弹进气需要外部加热系统提前加热，目前主流的加热方法是在定容弹内部布置加热器，例如加热丝，这种加热方案的缺点是加热器发光会影响光学测试，而且加热比较慢，而且定容弹内部加热时：在光学实验时需要先将前一个工况的实验气体排出，然后再进行加热加压到想要的实验工况，从而使得加热周期长，时间成本高。
[0004]同时，有部分研究机构采用外部加热，即将氮气或空气在外部加热器中进行预加热然后导入定容弹内部，这种方案可以消除加热器发光对光学测试的影响，但是没有解决加热弹直通循环进气的需求，而且，目前外部加热系统的加热手段加热不均匀，加热效率低，从而也难以满足定容弹定压，定温的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种分离式均布加热储气装置，其能作为定容弹的外部加热系统，对气体提前加热，并提高加热效率，能满足定容弹对所需进气稳定的温度和压力要求。
[0006]本专利技术的另一个目的是提供上述分离式均布加热储气装置的使用方法，能保障定容弹进气能迅速达到稳定的目标温度和压力值。
[0007]针对一种分离式均布加热储气装置这一技术主题来说，其包括：
[0008]加热容弹本体，其内部中空；
[0009]加热弹下端盖，其对接在所述加热容弹本体的下端；
[0010]加热弹上端盖，其对接在所述加热容弹本体的上端；
[0011]弹体密封垫，其设置在所述加热容弹本体与所述加热弹下端盖之间，以及加热弹上端盖与所述加热容弹本体之间；
[0012]出气口，其开设在加热弹上端盖上面；
[0013]出气通道，其连通出气口，并向加热弹上端盖中延伸，直至连通所述加热容弹本体；
[0014]出气阀座，其对接在出气口上，用于安装电磁阀以关闭或打开出气口；
[0015]进气口，其开设在加热弹下端盖外周面上；
[0016]进气阀座，其与所述进气口对接，用于安装电磁阀以关闭或打开所述进气口；
[0017]进气通道，其连通进气口，并向加热弹下端盖中延伸，并转向加热容弹本体中延伸，使加热弹下端盖与加热容弹本体相连通；
[0018]容器底座，其固接在加热弹下端盖上；
[0019]环形进气板，其固定在加热弹下端盖上，以对接进气通道，其上间隔角度分布有多个进气孔；
[0020]高压气罐，其作为气体输入端经气管连通进气阀座上的电磁阀；
[0021]压力变送器，其用于检测气管内的压力；
[0022]流量控制阀，其用于检测气管内的流量体积；
[0023]温度传感器，用于检测加热容弹本体内的温度；
[0024]压力传感器，用于检测加热容弹本体内的压强；
[0025]PLC控制器，用于接收压力变送器、温度传感器和压力传感器的输出信号，生成相应的控制指令从而调节流量控制阀。
[0026]作为分离式均布加热储气装置进一步的改进，所述加热容弹本体的内壁上设有弹体隔热垫；加热弹下端盖的上端面设有下端隔热垫；加热弹上端盖的下端面上设有上端隔热垫，所述进气通道穿过下端隔热垫连通所述环形进气板。
[0027]作为分离式均布加热储气装置进一步的改进，所述环形进气板与其下方的隔热垫之间设有密封压板，所述进气通道穿过所述密封压板。
[0028]作为分离式均布加热储气装置进一步的改进，所述加热弹下端盖上固定有向上延伸的底部支架，底座支架上固定有绝缘支架以和加热弹下端盖相间隔，绝缘支架上安置有加热丝，电热丝由PLC控制器控制。
[0029]作为分离式均布加热储气装置进一步的改进，所述加热丝具有沿加热容弹本体轴向延伸的螺旋状结构，并在加热容弹本体内设置沿其轴向延伸的绝缘层，以将螺旋状结构包围。
[0030]作为分离式均布加热储气装置进一步的改进，所述环形进气板的进气孔的分布直径等于加热丝的螺旋状结构的螺旋直径。
[0031]针对分离式均布加热储气装置的使用方法这一技术主题来来说，外部高压气罐内的气体通过进气阀座上的电磁阀，然后经进气口和进气通道进入环形进气板中，沿环形进气板环形流动，再经环形进气板上多个间隔角度均匀的进气孔，形成多道更小的气流进入加热容弹本体中，进行加热和存储；
[0032]使用时，气体经出气通道、出气口以及出气阀座上的电磁阀进入到定容弹里进行光学实验。
[0033]作为分离式均布加热储气装置的使用方法进一步的改进：
[0034]作为输入端的高压气罐，由电磁阀控制气管进气，由压力变送器检测气管气体压力，由流量控制阀控制气管进气的体积流量，在气体进入加热容弹本体中加热时，由布置在加热容弹本体顶部和底部的温度传感器和压力传感器检测气体在加热容弹本体顶部和底部的温度和压力，压力变送器、温度传感器和压力传感器传输输入信号连接PLC控制器，由PLC控制器根据输入信号生成输出指令，驱动流量控制阀调节进气的体积流量。
[0035]作为分离式均布加热储气装置的使用方法进一步的改进，具体包括如下步骤：
[0036]获取容弹弹体内部的初始温度值T1和压强值P1，其中初始温度值T1为：当读取的容弹本体内顶部和底部温度值的差值不超过设定范围(根据实验校准得出约为10开氏温度)时，T1取弹体顶部读取的温度，超过该设定范围时，则T1取顶部和底部温度值的平均值，以及设置最终要获得的容器内的输入目标温度值T0和压强值P0，根据目标值P0、T0，初始值P1、T1，
计算出作为中间状态定容加热过程的定容加热初始状态弹体内部压强P2，温度T2，进一步的，温度压力控制系统的加压加温过程分为两个阶段，第一阶段为定容加压过程，即容弹内部温度和压强由T1、P1到T2、P2过程，第二阶段为定容加热过程，使容弹内部温度和压强由T2、P2到目标温度和压强值T0、P0；其中第二阶段的调控末尾也同时存在压力补偿的情况；
[0037]其中，P2和T2的计算方式如下：
[0038]设容弹的内部容积设计值为V0，氛围气体选择为惰性气体N2，根据第二阶段，密闭容器气体体积不变，质量不变，假定为绝热过程，由理想气体状态方程PV＝mrT，其中，P为压强，m为质量，r为R/M即气体常数R与平均摩尔质量M的比值，T为温度，则得出理论关系式一：P0/T0＝P2/T2(1)，即P2/T2为常数；再根据第一阶段，由测得的初始值T1、P1，建立气体方程P1V0＝n1RT1(2)，则可以计算出容器内初始的物质量n1，然后由P2V0＝n2RT2(3)可以计算出定容加热初始状态的物质量n2，再由PLC控制器(25)根据高压气罐上的温度值T
’
，和压力变送器测得的进气压力P
’
，控制流量控制器的检测的体积流量换算得出的进气体积V
’...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分离式均布加热储气控制装置，其特征在于包括：加热容弹本体(1)，其内部中空；加热弹下端盖(3)，其对接在所述加热容弹本体(1)的下端；加热弹上端盖(16)，其对接在所述加热容弹本体(1)的上端；弹体密封垫(2)，其设置在所述加热容弹本体(1)与所述加热弹下端盖(3)之间，以及加热弹上端盖(10)与所述加热容弹本体(1)之间；出气口(29)，其开设在加热弹上端盖(16)上面；出气通道(30)，其连通出气口(29)，并向加热弹上端盖(16)中延伸，直至连通所述加热容弹本体(1)；出气阀座(31)，其对接在出气口(29)上，用于安装电磁阀以关闭或打开出气口(29)；进气口(32)，其开设在加热弹下端盖(3)外周面上；进气阀座(18)，其与所述进气口(32)对接，用于安装电磁阀(24)以关闭或打开所述进气口(32)；进气通道(33)，其连通进气口(32)，并向加热弹下端盖(3)中延伸，并转向加热容弹本体(1)中延伸，使加热弹下端盖(3)与加热容弹本体(1)相连通；容器底座(5)，其固接在加热弹下端盖(3)上；环形进气板(9)，其固定在加热弹下端盖(3)上，以对接进气通道(33)，其上间隔角度分布有多个进气孔；高压气罐(28)，其作为气体输入端经气管连通进气阀座(18)上的电磁阀(24)；压力变送器(27)，其用于检测气管内的压力；流量控制阀(26)，其用于检测气管内的流量体积；温度传感器，用于检测加热容弹本体(1)内的温度；压力传感器，用于检测加热容弹本体(1)内的压力；PLC控制器(25)，用于接收压力变送器(27)、温度传感器和压力传感器的输出信号，生成相应的控制指令从而调节流量控制阀(26)。2.根据权利要求1所述分离式均布加热储气控制装置，其特征在于所述加热容弹本体(1)的内壁上设有弹体隔热垫(12)；加热弹下端盖(3)的上端面设有下端隔热垫(7)；加热弹上端盖(16)的下端面上设有上端隔热垫(20)，所述进气通道(33)穿过下端隔热垫(7)连通所述环形进气板(9)。3.根据权利要求2所述分离式均布加热储气控制装置，其特征在于所述环形进气板(9)与其下方的隔热垫(7)之间设有密封压板(8)，所述进气通道(33)穿过所述密封压板(8)。4.根据权利要求3所述分离式均布加热储气控制装置，其特征在于所述加热弹下端盖(3)上固定有向上延伸的底部支架(10)，底座支架(10)上固定有绝缘支架(11)以和加热弹下端盖(3)相间隔，绝缘支架(11)上安置有加热丝(14)，所述加热丝(14)受PLC控制器(25)控制。5.根据权利要求4所述分离式均布加热储气控制装置，其特征在于所述加热丝(14)具有沿加热容弹本体(1)轴向延伸的螺旋状结构，并在加热容弹本体(1)内设置沿其轴向延伸的绝缘层(13)，以将螺旋状结构包围。6.根据权利要求5所述分离式均布加热储气控制装置，其特征在于所述环形进气板(9)
的进气孔的分布直径等于加热丝(14)的螺旋状结构的螺旋直径。7.一种权利要求1所述分离式均布加热储气控制装置的使用方法，其特征在于外部高压气罐(28)内的气体通过进气阀座(18)上的电磁阀(24)，然后经进气口(32)和进气通道(33)进入环形进气板(9)中，沿环形进气板(9)环形流动，再经环形进气板(9)上多个间隔角度均匀的进气孔，形成多道更小的气流进入加热容弹本体(1)中，进行加热和存储；使用时，气体经出气通道(30)、出气口(32)以及出气阀座(31)上的电磁阀(24)进入到定容弹里进行光学实验。8.根据权利要求7所述分离式均布加热储气控制装置的使用方法，其特征在于作为输入端的高压气罐(28)，由电磁阀(24)控制气管进气，由压力变送器(27)检测气管气体压力，由流量控制阀(26)控制气管进气的体积流量，在气体进入加热容弹本体(1)中加热时，由布置在加热容弹本体(1)顶部和底部的温度传感器和压力传感器检测气体在加热容弹本体(1)顶部和底部的温度和压力，压力变送器(27)、温度传感器和压力传感器传输输入信号连接PLC控制器(25)，由PLC控制器(25)根据输入信号生成输出指令，驱动流量控制阀(26)调节进气的体积流量。9.根据权利要求8所述分离式均布加热储气控制装置的使用方法，其特征在于具体包括如下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊义哲，许敏，袁志远，杨晓力，黄阳军，
申请(专利权)人：湖南敏行汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：