冷却液恒温装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术为冷却液恒温装置及其控制方法，本装置的电动调节阀含流量分配阀、受控电机，流量分配阀外有热液入口、冷液入口、第一和第二出口，热液入口直接与阀腔相通，冷液入口和第二出口与流道连通，流道和第一出口经启闭件与阀腔相通。启闭件与电机控制的转动轴相接。储液箱、泵、发热体、电动调节阀和制冷机连接成环路。控制单元接储液箱和制冷机内的二温度传感器和电动调节阀的电机。其控制方法为控制单元按储液箱内液温控制调节阀启闭件转动，按相同比例开或关第一出口并关或开流道，改变进入储液箱的冷热液比例，调节温度。控制单元按制冷机内液温控制其启停，并确定停机大于安全间隔才启动。本发明专利技术简单、成本低，可准确控制液温。

Coolant constant temperature device and control method thereof

The invention relates to a cooling liquid thermostatic device and its control method, the device of the electric control valve with flow distribution valve, valve controlled motor, flow distribution with hot and cold liquid liquid entrance entrance, the first and second outlet, hot liquid entrance is directly communicated with the valve cavity, cold liquid entrance and second outlet communicated with the flow passage, and the passage the first outlet opening and closing parts communicated with the valve cavity. The opening and closing parts are connected with the rotating shaft controlled by the motor. The liquid storage box, the pump, the heating body, the electric regulating valve and the refrigerating machine are connected into a loop. The control unit is connected with a liquid storage box and a two temperature sensor in the refrigerator and an electric motor of the electric control valve. The control method is that the control unit rotates the opening and closing parts of the regulating valve according to the liquid temperature in the liquid storage tank, opens or closes the first outlet according to the same proportion, closes or opens the flow passage, and changes the proportion of the hot and cold liquid entering the liquid storage tank, and regulates the temperature. The control unit controls the start and stop of the refrigerator according to the liquid temperature in the refrigerator, and determines that the stop is larger than the safe interval before starting. The invention has simple and low cost and can control liquid temperature accurately.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动调节温度的装置及其控制方法，具体为一种冷却液 恒温装置及其控制方法。(二)
技术介绍
在很多个工业应用领域需要对冷却液作恒温控制，例如激光标刻机需要 对冷却水作恒温控制，以保证激光输出功率稳定、光束质量较好。常用的冷 却液恒温控制方法有窗口控制式和变频连续调节式。窗口控制式测量冷却液的温度，冷却液温高于设定上限值启动制冷机， 低于设定下限值关停制冷机，冷却液温度控制在设定的上下限之间变动。由 于制冷机不宜频繁启动/停机，冷却液热惯性的影响，故此方法虽然简单，但 控温精度不高， 一般为士3'C左右，不适合恒温要求高的场合。连续调节式设定期望的恒温值，依据实测的温度反馈值通过控制器连 续调节制冷系统压縮机的转速、进而调节其制冷能力，闭环控制液温达到恒 温的目的。此方案控温精度较高，但控制器成本较高、不经济，影响了其推 广应用。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种，精确控制冷却 液的温度，且装置结构简单、成本低。本专利技术设计的冷却液恒温装置包括控制单元、制冷机、电动调节阀、两 个温度传感器、储液箱，本装置外接泵和发热体；所述制冷机是可以冷却液 体的常规制冷机；冷却液为油或水。电动调节阀含流量分配阀、电机和电机 控制器，流量分配阀外部有四个口，分别为热液入口、冷液入口、第一出口 和第二出口，热液入口直接与阀腔相通，冷液入口和第二出口与流道连通， 流道和第一出口经启闭件与阀腔相通。阀腔内的启闭件与转动轴相接，该启 闭件在按比例关闭或开启第一出口的同时按同样比例开启或关闭流道口。储 液箱外接泵的吸入口、泵的出口连接发热体冷却液入口、发热体冷却液出口 连接电动调节阀热液入口，电动调节阀第一出口连接制冷机冷却液入口，制 冷机冷却液出口连接电动调节阀冷液入口 ，第二出口连接储液箱。流量分配阀内转动轴带动的启闭件处于不同位置时，启闭件开启或关闭 第一出口和关闭或开启流道的比例相同、此比例随启闭件位置改变，改变从 热液入口进入阀体的热液流进第一出口和流进流道直接从第二出口流出的 比例。从热液入口进入的热液体部分由第一出口送到制冷机、经过制冷再接入 冷液入口 ，另一部分热液直接进入流道与来自冷液入口的制冷机送出的冷却 液汇合，经第二出水口流入储液箱，泵转动后形成冷却液循环。流量分配阀的转动轴连接电机驱动轴、电机绕组连接电机控制器并受其控制运行、电机控制器连接控制单元；M温度传感器用于测定冷液温度，放 置在制冷机或相连接的冷却液管路中；N温度传感器用于测定需保持恒温的 冷却液温度，放置在储液箱或其它目标点冷却液内，M、 N二温度传感器连接 控制单元；控制单元还连接制冷机启动/停机的电路；所述电机为步进电机 或其它类型的伺服电机，电机控制器为与所用电机配合的控制器，；控制单 元为单片机或计算机，其内存储有控制程序。本专利技术冷却液恒温装置的控制方法的目标是使储液箱内N温度传感器附 近目标点液温恒定。本控制方法如下控制单元设定液温期望值，并动态地 通过N温度传感器获取当前目标点液温，当前液温低于设定值时，控制单元 通过电机控制器控制电机转过相应角度、调节流量分配阀转动轴的位置，加 大热液直接经流道流出第二出口的流量，减少热液经第一出口进入制冷机的 流量，即减少由冷液入口进入流量分配阀的冷液流量，第二出口流出的进入 储液箱的冷却液中热液比例上升冷液比例下降，使目标点液温升高；当储液 箱内目标点液温高于设定值时，控制单元作相反的调整，使目标点液温降低； 当目标点液温等于设定值时，控制单元维持当前控制状态，使目标点液温稳 定于设定值或在附近小幅波动；如此动态读取N温度传感器的值、动态调节 流量分配阀转动轴的位置以调节冷热水的混合比例、循环调节，实现对目标 点液温的闭环控制。与此同时，控制单元设定制冷机内冷却液的温度上限和下限，控制单元 通过M温度传感器动态获取制冷机内冷却液温度，当前制冷机内液温小于下 限时，控制单元控制制冷机停机；当前制冷机内液温大于上限时，控制单元 控制制冷机开机；当前制冷机内的液温介于温度上限和下限之间时，控制单元维持前一时刻制冷机的状态。每次停止制冷机时，控制单元开始计时，若 停机时间小于制冷机要求的安全间隔，即使制冷机内冷却液温度大于上限也 不启动制冷机，仅由控制单元通过电动调节阀调整目标点的温度，直至停机 时间大于安全间隔才启动制冷机，以保护其可靠运行。本控制方法采取动态调节冷热液混合比例，并结合对制冷机启停控制， 动态循环调节，使储液箱内目标点液温稳定于期望值。本专利技术的优点为1、装置结构简单、成本低，可实现目标控制点冷却液液温的准确控制，使液温保持在T士0.3摄 氏度以内；有利于保持发热体温度恒定；2、本装置对制冷机进行启停控制 并保证其停机的安全间隔，保护制冷机可靠运行；3、本装置应用于激光标 刻机的冷却，可使激光器的温度恒定，从而保证激光标刻机输出功率稳定、 光束一致性好。(四) 附图说明图1为本冷却液恒温装置实施例的结构框图内标号为1、控制单元，2、制冷机，3、 M温度传感器，4、电动调 节阀，4-1、流量分配阀，4-2、电机，4-3、电机控制器，5、 N温度传感器， 6、储液箱，7、泵，8、发热体，图内双箭头表示冷却液管道，单箭头表示 电控制信号线。图2为本冷却液恒温装置的控制方法实施例流程图。具体实施方式 本专利技术的冷却液恒温装置实施例的结构如图1所示，包括控制单元1、制冷机2、电动调节阀4、 M温度传感器3和N温度传感器5、储液箱6，本 装置外接泵7和发热体8;所述制冷机1是可以冷却液体的常规制冷机；冷 却液是纯净水，发热体8为激光标刻机的激光器；电动调节阀4含流量分配 阀4-1、电机4-2和电机控制器4-3，所用电机4-2和电机控制器4-3为步 进电机和步进电机驱动器。流量分配阀4-l外部有四个口，分别为热液入口 A、冷液入口C、第一出口B和第二出口D，热液入口 A直接与阀腔相通，冷 液入口 C和第二出口 D与流道E连通，流道E和第一出口 B经启闭件与阀腔 相通。阀腔内的启闭件与转动轴相接，该启闭件在按比例关闭或开启第一出 口 B的同时按同样比例开启或关闭流道E与阀腔的流通口。热液体由热液入口A进入，由第一出口 B和/或第二出口 D流出；流量分配阀4-l的转动轴 处于不同位置时，启闭件开启或关闭第一出口 B和关闭或开启流道E的比例 相同、此比例随转动轴的位置改变，可改变热液流进第一出口B和流进流道 E直接从第二出口D流出的比例。储液箱6外接泵7吸入口、泵7出口连接发热体8的冷却液入口、发热 体8的冷却液出口连接电动调节阀4热液入口 A，电动调节阀4第一出口 B 连制冷机2冷却液入口 ，制冷机2冷却液出口连电动调节阀4冷液入口 C， 第二出口 D连接储液箱6;进入热液入口 A的热液体部分由第一出口 B送到 制冷机2、再接入冷液入口C，另一部分热液直接进入流道E与来自冷液入 口C的冷液汇合，经第二出口D流入储液箱6，泵7的运转使水路循环。流量分配阀4-1的转动轴连接电机4-2驱动轴、电机4-2绕组连电机控 制器4-3、电机控制器4-3连控制单元1; M温度传感器3安置在制冷机2 内或其相连接冷却液管路中；N温度传感器5安置在储液箱内需保持恒温的 点的液体中，M、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却液恒温装置，包括控制单元（１）、制冷机（２）、温度传感器和储液箱（６），外接泵（７）和发热体（８）；其特征在于：还包括电动调节阀（４），该电动调节阀（４）含流量分配阀（４－１）、电机（４－２）和电机控制器（４－３），流量分配阀（４－１）外部有四个口，分别为热液入口（Ａ）、冷液入口（Ｃ）、第一出口（Ｂ）和第二出口（Ｄ），热液入口（Ａ）直接与阀腔相通，冷液入口（Ｃ）和第二出口（Ｄ）与流道（Ｅ）连通，流道（Ｅ）和第一出口（Ｂ）经启闭件与阀腔相通；阀腔内的启闭件与转动轴相接，该启闭件在按比例关闭或开启第一出口（Ｂ）的同时按同样比例开启或关闭流道（Ｅ）与阀腔的流通口；储液箱（６）外接泵（７）吸入口、泵（７）出口连接发热体（８）的冷却液入口、发热体（８）的冷却液出口连接电动调节阀（４）热液入口（Ａ），电动调节阀（４）第一出口（Ｂ）连制冷机（２）冷却液入口，制冷机（２）冷却液出口连电动调节阀（４）冷液入口（Ｃ），第二出口（Ｄ）连接储液箱（６）；流量分配阀（４－１）的转动轴连接电机（４－２）驱动轴、电机（４－２）绕组连电机控制器（４－３）、电机控制器（４－３）连控制单元（１）；Ｎ温度传感器（５）安置在储液箱（６）内需保持恒温的目标点的液体中，Ｎ温度传感器（５）连控制单元（１）；控制单元（１）主体为单片机，内含有控制线路和程序，还存储有目标点恒温设定值。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕虹，
申请(专利权)人：深圳市星辰激光技术有限公司，桂林星辰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]