[实用新型]高精度泵注水流恒温控制装置

说明书

本实用新型公开了一种高精度泵注水流恒温控制装置。装置由液体恒压恒流高精度注入系统和冷驱热水流恒温控制系统组成，冷驱热水流恒温控制系统通过精准控制的两个双向活塞缸进行补液、注液交替工作，将冷水作为动力驱动热水进入用水装置，外部恒温箱进行温度补偿，将系统出口水温误差控制在±0.5℃。本装置改变了传统的水流恒温思路，只对小范围液体加热恒温，回避双缸泵注入管路段的保温问题，将大范围加热保温难题转变为小范围加热保温，温度损失小，控温更容易；提高了恒温控制的精度，且设备体积小不受空间限制，用水装置的水可以循环回流到高低温恒温水浴中，保证了热液的循环使用。

技术领域

本实用新型涉及一种控制装置，具体是一种高精度泵注水流恒温控制装置，属于矿山地热与热害防治领域。

背景技术

随着我国东部及部分中部地区进入深地开采，高地温矿井越来越普遍，针对深循环上升地下水引起的高热异常矿井，其地热资源进行主动利用或被动防治成为绿色矿山新方向。该课题需要解决的关键科学问题包括岩体裂隙网络中水-热迁移特性研究，其中进行单裂隙渗流-传热特性试验研究是基础工作。

该试验需要的试验条件之一为高精度泵注水流的恒温控制，需要达到的技术要求包括：①系统出口的水流温度恒定为设计值；②系统出口的水流温度波动范围在±1℃。为达到上述技术要求，国内外解决思路包括：①对泵注水源进行加热，经泵打出后在沿程进行保温和温度补偿，直到温度达到设定值。②经泵打出后，在水流行进路线上进行温度加热及温度补偿，如盘管水浴系统。

上述两种思路有明显缺点，思路①对水源进行加热，对泵的耐温有极高要求，且沿程热损失较明显，因为泵是刚材料(热的良导体)，且沿程路线较长，温度控制较难且不准确；思路②的盘管水浴，对小流量液体进行循环加热可行，但当水量较大时，盘管水浴来不及加热流体。上述两种方法的温度控制凭反复调试的经验，主观性较大，导致系统出口水温波动较大，若实验需要长时间用水时，上述两种方法效果较差。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种高精度泵注水流恒温控制装置，热损失小，控制简单，控制过程不受主观性影响，能够精确控制系统出口水流温度、精度较高，且水温波动小。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高精度泵注水流恒温控制装置，包括液体恒压恒流高精度注入系统和冷驱热水流恒温控制系统，

所述液体恒压恒流高精度注入系统包括恒压恒流双缸泵和连接在恒压恒流双缸泵入口上的冷水容器；

所述冷驱热水流恒温控制系统包括并排设在一恒温箱中的第一双向活塞缸和第二双向活塞缸，所述第一双向活塞缸的一端开口通过输水管线分别连接至一第一转换阀、一第二转换阀的一端，第二转换阀的另一端连通至大气，所述第二双向活塞缸的一端开口通过输水管线分别连接至一第三转换阀、一第四转换阀的一端，第三转换阀的另一端连通至大气，第一转换阀的另一端、第四转换阀的另一端通过输水管线共同连接至恒压恒流双缸泵的出口；所述第一双向活塞缸的另一端开口通过输水管线分别连接至一第五转换阀、一第六转换阀的一端，第二双向活塞缸的另一端开口通过输水管线分别连接至一第七转换阀、一第八转换阀的一端，第六转换阀、第七转换阀的另一端通过输水管线共同连接至一补液泵的泵出口，补液泵的泵入口与一高低温恒温水浴连接；所述第五转换阀、第八转换阀的另一端共同通过输水管线连接至外部的用水装置。

进一步的，还包括一控制器，所述第一双向活塞缸、第二双向活塞缸外部分别设有一位移传感器，第一双向活塞缸、第二双向活塞缸的活塞分别连接至对应的位移传感器，所述位移传感器与控制器的输入端连接，控制器的输出端分别与各转换阀连接。位移传感器能够实时得知第一双向活塞缸、第二双向活塞缸中的活塞的位置，并将位置信号传输至控制器，控制器控制各转换阀的开闭从而控制第一双向活塞缸、第二双向活塞缸的交替补液和注液。

优选的，所述恒压恒流双缸泵的量程为150MPa或50MPa。