一种用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统，包括：电机本体，所述电机主体通过电机支架安装在发酵罐上，用以对所述发酵罐提供动力，所述电机本体的电机输出轴与发酵罐搅拌轴直驱连接；水冷结构，包括进水口、出水口和水道，所述进水口和所述出水口设置在所述水道两端，所述水冷结构安装在电机外壳上，用以对所述电机进行降温；控制系统：所述控制系统包括温度传感器组、进水口温度调节组、流量传感器组、止流阀组和控制器，通过所述控制器对进水口温度和流量的调节实现实时对电机输出轴的温度调节控制，以使电机处于标准工作温度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统
本专利技术涉及发酵罐搅拌驱动系统领域，尤其是一种用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统。
技术介绍
在制药类企业中，发酵罐的搅拌驱动系统需要消耗大量电能，因此制药类企业一直在努力节能降耗。目前发酵罐的搅拌驱动系统主要采用异步电机和减速器，为保证电机的散热还需要增加通风换热系统。然而，异步电机的工作效率不高，齿轮传动或者皮带传动系统会进一步降低系统工作效率。而且，通风换热系统还直接将电机的热耗转移到工作车间内，显著的提高了车间内的环境温度。因此，以上驱动系统，具有额定效率较低，风噪大，工作环境温度较高，电机工作温度难以控制等问题。例如，公告号为CN208586296U的中国技术专利，公开了“一种基于生物工程的发酵罐搅拌器”，其结构包括通气盖、电机、减速机、上盖、辅料口、底座、发酵罐，本技术公开了一种型号为YW系列的三相异步电机，通过减速机与搅拌轴连接进行搅拌工作，该发酵罐的搅拌驱动系统额定效率较低。又如，公告号为CN207276627U的中国技术专利，公开了“一种生物制药发酵罐”，包括罐体、电机、搅拌轴、搅拌叶、加料口，本技术旨在控制发酵温度，同样忽视了电机效率问题。再如，公告号为CN209260061U的中国技术专利，公开了“一种制药发酵罐装置”，包括制药发酵罐、进药口、电机、支架连接板、发酵罐支架、支腿调节杆、支腿、紧固插杆，本技术旨在提高发酵罐的稳定性，对发酵罐的搅拌驱动系统的效率问题没有考虑。这样的发酵罐的搅拌驱动系统的效率较低，并且属于自然风冷，风噪大，工作环境温度较高。因此，本专利技术提供一种新型驱动系统装置的控制系统，具有较高的工作效率，省去中间的传动装置，显著降低工作损耗，对工作环境温度影响较小，降低环境噪音，并通过控制系统对电机输出轴的温度进行实时的控制和调整。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统，用以克服现有技术中发酵罐的搅拌驱动系统工作环境温度较高的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统，其特征在于，包括：电机本体，所述电机主体通过电机支架安装在发酵罐上，用以对所述发酵罐提供动力，所述电机本体的电机输出轴与发酵罐搅拌轴直驱连接；水冷结构，包括进水口、出水口和水道，所述进水口和所述出水口设置在所述水道两端，所述水冷结构安装在电机外壳上，用以对所述电机进行降温；控制系统，其包括温度传感器组、进水口温度调节组、流量传感器组、止流阀组和控制器，所述温度传感器组包括第一温度传感器组和第二温度传感器组，所述第一温度传感器组设置在所述电机输出轴上，所述第二温度传感器组设置在所述进水口管道上，所述进水口温度调节组、所述流量传感器组和所述止流阀组均设置在所述进水口管道上，所述控制器电连接所述温度传感器组、进水口温度调节组、流量传感器组和止流阀组；其中，所述控制器内储存有进水口标准流量Qo，进水口水流最低温度为To，电机输出轴的最低温度为tmin，电机输出轴的最高温度为tmax，电机输出轴标准温度为to，所述控制器将所述第一温度传感器组测出的实时温度ts与电机输出轴的标准温度to相比较，判断电机输出轴需要降温还是升温，控制器控制止流阀组对进水口的实时水流量Qs进行控制调整和控制，所述进水口温度调节组对进水口水温度Ts实时进行调整。进一步地，所述止流阀组包括第一止流阀和第二止流阀，所述第一止流阀设置在所述进水口管道的预设位置，关闭所述第一止流阀能够完全截断进水口水流，所述第二止流阀设置在所述第一止流阀与进水口的中间位置，关闭所述第二止流阀能够部分截断所述进水口水流。进一步地，当电机输出轴实时温度ts低于电机输出轴最高温度tmax且高于电机输出轴最低温度tmin时，判断电机输出轴实时温度ts与to+a和to-a的关系，当电机输出轴实时温度ts大于to+a，判断所述电机输出轴需要降温，所述控制器控制所述第二止流阀按照预设的第一流量Q1开启时间T1，以使所述进水口水流量的增大；同时所述控制器控制所述进水口温度调节组进行温度调低，以使电机输出轴实时温度ts小于to+a；当电机输出轴实时温度ts小于to-a，判断所述电机输出轴需要升温，所述控制器控制第二止流阀按照第二预设流量Q2开始时间T2，以使所述进水口水流量的减少；同时所述控制器控制所述进水口温度调节组进行温度调高，以使电机输出轴实时温度ts大于to-a，此时再重新判断实时流速Qs和标准流速Qo的关系。进一步地，当所述电机输出轴实时温度ts大于电机输出轴最高温度tmax时，所述控制器控制所述第二止流阀工作，以使所述进水口实时水流量Qs达到标准流量Qo，同时控制器控制进水口温度调节组工作，对进水口温度进行调低控制，直到电机输出轴温度ts在标准温度to的a容差范围内；当所述电机输出轴实时温度ts小于电机输出轴最低温度tmin时，所述控制器控制第二止流阀工作，以使所述进水口实时水流量Qs降低为标准流量Qo的一半，同时控制器控制进水口温度调节组工作，对进水口温度进行调高控制，直到电机输出轴温度ts在标准温度to的a容差范围内。进一步地，所述控制器控制所述进水口温度调节组进行温度调低，以使电机输出轴实时温度ts小于to+a，在该过程中，所述温度调节组按照第一预设温度调节方式调节，ts＝ts1-Tx(tmax-tmin)/T3T3表示预设的调节时间，ts1表示电机输出轴初始测定超过于预设to+a时的温度值，T表示调节时间，随着调节时间的变化，温度调节组按照线性方式调整；其中，T3<T1。进一步地，所述控制器控制所述进水口温度调节组进行温度调高，以使电机输出轴实时温度ts大于to-a，在该过程中，所述温度调节组按照第二预设温度调节方式调节，ts＝ts2+Tx(tmax-tmin)/T4T4表示预设的调节时间，ts2表示电机输出轴初始测定小于预设to-a时的温度值，T表示调节时间，随着调节时间的变化，温度调节组按照线性方式调整；其中，T3<T2。进一步地，所述电机输出轴下端设置有油封，所述油封包括第一道油封和第二道油封，所述第一道油封包括油封支撑盖和V型密封圈，所述第二道油封包括油封支撑盖和唇形密封圈；所述电机输出轴的转动通过圆锥滚子轴承支撑，所述圆锥滚子轴承通过轴承支撑盖固定在电机下端。进一步地，所述V型密封圈与所述电机输出轴紧密配合，并通过所述V型密封圈的触角接触所述油封支撑盖，形成第一道油封；所述唇形密封圈粘贴在所述油封支撑盖上，并通过所述唇形密封圈的内圈与所述电机输出轴紧密配合，形成第二道油封。进一步地，所述油封支撑盖通过螺栓固定到所述轴承支撑盖上，所述油封支撑盖与所述轴承支撑盖均设有密封沟槽结构，装配时在所述密封沟槽中安装密封条；所述电机本体所用转子为轮毂转子，所述轮毂转子固定在电机输出轴上。进一步地，所述电机输出轴与所述发酵罐搅拌轴通过联轴器直驱连接，所述电机输出轴特定区域喷涂绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统，其特征在于，包括：/n电机本体，所述电机主体通过电机支架安装在发酵罐上，用以对所述发酵罐提供动力，所述电机本体的电机输出轴与发酵罐搅拌轴直驱连接；/n水冷结构，包括进水口、出水口和水道，所述进水口和所述出水口设置在所述水道两端，所述水冷结构安装在电机外壳上，用以对所述电机进行降温；/n控制系统，其包括温度传感器组、进水口温度调节组、流量传感器组、止流阀组和控制器，所述温度传感器组包括第一温度传感器组和第二温度传感器组，所述第一温度传感器组设置在所述电机输出轴上，所述第二温度传感器组设置在所述进水口管道上，所述进水口温度调节组、所述流量传感器组和所述止流阀组均设置在所述进水口管道上，所述控制器电连接所述温度传感器组、进水口温度调节组、流量传感器组和止流阀组；/n其中，所述控制器内储存有进水口标准流量Qo，进水口水流最低温度为To，电机输出轴的最低温度为tmin，电机输出轴的最高温度为tmax，电机输出轴标准温度为to，所述控制器将所述第一温度传感器组测出的实时温度ts与电机输出轴的标准温度to相比较，判断电机输出轴需要降温还是升温，控制器控制止流阀组对进水口的实时水流量Qs进行控制调整和控制，所述进水口温度调节组对进水口水温度Ts实时进行调整。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统，其特征在于，包括：
电机本体，所述电机主体通过电机支架安装在发酵罐上，用以对所述发酵罐提供动力，所述电机本体的电机输出轴与发酵罐搅拌轴直驱连接；
水冷结构，包括进水口、出水口和水道，所述进水口和所述出水口设置在所述水道两端，所述水冷结构安装在电机外壳上，用以对所述电机进行降温；
控制系统，其包括温度传感器组、进水口温度调节组、流量传感器组、止流阀组和控制器，所述温度传感器组包括第一温度传感器组和第二温度传感器组，所述第一温度传感器组设置在所述电机输出轴上，所述第二温度传感器组设置在所述进水口管道上，所述进水口温度调节组、所述流量传感器组和所述止流阀组均设置在所述进水口管道上，所述控制器电连接所述温度传感器组、进水口温度调节组、流量传感器组和止流阀组；
其中，所述控制器内储存有进水口标准流量Qo，进水口水流最低温度为To，电机输出轴的最低温度为tmin，电机输出轴的最高温度为tmax，电机输出轴标准温度为to，所述控制器将所述第一温度传感器组测出的实时温度ts与电机输出轴的标准温度to相比较，判断电机输出轴需要降温还是升温，控制器控制止流阀组对进水口的实时水流量Qs进行控制调整和控制，所述进水口温度调节组对进水口水温度Ts实时进行调整。


2.根据权利要求1所述的用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统，其特征在于，所述止流阀组包括第一止流阀和第二止流阀，所述第一止流阀设置在所述进水口管道的预设位置，关闭所述第一止流阀能够完全截断进水口水流，所述第二止流阀设置在所述第一止流阀与进水口的中间位置，关闭所述第二止流阀能够部分截断所述进水口水流。


3.根据权利要求2所述的用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统，其特征在于，当电机输出轴实时温度ts低于电机输出轴最高温度tmax且高于电机输出轴最低温度tmin时，判断电机输出轴实时温度ts与to+a和to-a的关系，当电机输出轴实时温度ts大于to+a，判断所述电机输出轴需要降温，所述控制器控制所述第二止流阀按照预设的第一流量Q1开启时间T1，以使所述进水口水流量的增大；同时所述控制器控制所述进水口温度调节组进行温度调低，以使电机输出轴实时温度ts小于to+a；当电机输出轴实时温度ts小于to-a，判断所述电机输出轴需要升温，所述控制器控制第二止流阀按照第二预设流量Q2开始时间T2，以使所述进水口水流量的减少；同时所述控制器控制所述进水口温度调节组进行温度调高，以使电机输出轴实时温度ts大于to-a，此时再重新判断实时流速Qs和标准流速Qo的关系。


4.根据权利要求3所述的用于发酵罐搅拌动力的智能电机的控制系统，其特征在于，当所述电机输出轴实时温度ts大于电机输出轴最高温度tmax时，所述控制器控制所述第二止流阀工作，以使所述进水口实时水流量Qs达到标准流量Qo，同时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，邹明杰，
申请(专利权)人：北京中鼎恒业科技股份有限公司，昆山华辰电动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11