热喷涂用二氧化碳冷却系统技术方案

本发明专利技术公开一种热喷涂用二氧化碳冷却系统，包括：液态二氧化碳罐体及冷却介质混合器，液态二氧化碳罐体的顶部设有罐体上方出口，液态二氧化碳罐体的底部设有罐体下方出口及罐体下方入口，冷却介质混合器包括：混合器本体、设于混合器本体的第一入口、第二入口以及混合器出口，混合器出口与冷却介质使用端通过冷却管路相连接；罐体下方出口与罐体下方入口之间通过管路相连通以形成液态二氧化碳回路，液态二氧化碳回路上设有低温泵，液态二氧化碳回路中引出有液态二氧化碳支路，液态二氧化碳支路与冷却介质混合器的第一入口相连接；罐体上方出口与冷却介质混合器的第二入口通过气态二氧化碳管路相连接。氧化碳管路相连接。氧化碳管路相连接。

【技术实现步骤摘要】
热喷涂用二氧化碳冷却系统


[0001]本专利技术涉及冷却
，具体地说，涉及一种二氧化碳冷却系统。

技术介绍

[0002]工件在热喷涂过程中，通常伴随有较高的升温现象，为了保证工件的各种性能，需要对工件进行急速冷却，现有技术中，多使用压缩空气或者氮气对工件进行吹扫，但是这两种气体的冷却效果并不尽如人意。
[0003]液态二氧化碳也是一种优良的冷却介质，但是二氧化碳储罐里面储存的液态二氧化碳是集中在罐体的下方，罐体的上方是气态的二氧化碳。液态二氧化碳在管道中流通时，如果压力下降，会导致液态二氧化碳迅速变成固态，从而冻结在管道中，导致管道堵塞，再次使用时无法获得需要的液态二氧化碳。
[0004]另外，当液态二氧化碳在低温泵的带动下从罐体下方流出，然后回到罐体下方，形成了一个流动的二氧化碳回路，这样这个回路中的液态二氧化碳是流动的，不会冻结。但是由于低温泵的存在，相当于一个缓慢的增压泵，罐体内的压力就会升高，当压力到一定程度，管子自身的安全阀就会起跳，把罐体上方的气态二氧化碳排出，降低罐体内部的压力，从而造成浪费。
[0005]此外，虽然液态二氧化碳的冷却效果非常好，但是却难以精确地控制工件的冷却效果。
[0006]如中国专利申请202211487957.4公开的一种可调温的CO2自冷缓冲罐装置，该自冷缓冲罐装置包括：罐体、与罐体的进口连通的液态二氧化碳储罐、与罐体的出口连通的流通管、用于向罐体加热的温控器，以及连接于罐体的出口与进口之间散热单元；散热单元用于降低罐体内二氧化碳的温度。然而该专利公开的自冷缓冲罐装置具有以下缺点和不足：(1)、无法解决液态二氧化碳在压力升高条件下的冻结问题，极易造成液态二氧化碳的浪费；(2)、无法精确地实现冷却效果的精准控制。
[0007]因此，提供一种冷却效率高、冷却效果精确可控的热喷涂用二氧化碳冷却系统成为业内急需解决的问题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种热喷涂用二氧化碳冷却系统，可有效避免液态二氧化碳容易冻结的缺陷，并实现冷却效果的精确控制。
[0009]本专利技术提供一种热喷涂用二氧化碳冷却系统，包括：液态二氧化碳罐体，液态二氧化碳罐体的上方集中有气态二氧化碳，液态二氧化碳罐体的下方集中有液态二氧化碳，液态二氧化碳罐体的顶部设有罐体上方出口，液态二氧化碳罐体的底部设有罐体下方出口及罐体下方入口，其特征在于，还包括冷却介质混合器，冷却介质混合器包括：混合器本体、设于混合器本体的第一入口、第二入口以及混合器出口，混合器出口与冷却介质使用端通过冷却管路相连接；罐体下方出口与罐体下方入口之间通过管路相连通以形成液态二氧化碳
回路，液态二氧化碳回路上设有低温泵，液态二氧化碳回路中引出有液态二氧化碳支路，液态二氧化碳支路与冷却介质混合器的第一入口相连接；罐体上方出口与冷却介质混合器的第二入口通过气态二氧化碳管路相连接。
[0010]其中，低温泵是一种在低温下工作的泵，具体一定的增压效果，用于驱动液态二氧化碳流动。
[0011]可选地，在液态二氧化碳回路中，自罐体下方出口至罐体下方入口的管路上依次设有出口开关阀、低温泵、支路开关阀以及入口开关阀，低温泵与支路开关阀的管路之间引出液态二氧化碳支路。
[0012]可选地，还包括液氮罐体，冷却介质混合器的混合器本体还设有第三入口，液氮罐体的出口与冷却介质混合器的第三入口通过氮气管路相连接。
[0013]可选地，在气态二氧化碳管路中，自罐体上方出口与冷却介质混合器的第二入口之间依次设有第一调压阀、第一电子压力表以及第一质量流量计，其中，第一调压阀用于调节液态二氧化碳罐体中输出气态二氧化碳的压力，第一电子压力表用于实时监测气态二氧化碳管路中的气态二氧化碳的压力，第一质量流量计用于控制进入冷却介质混合器中的气态二氧化碳的流量。
[0014]可选地，在氮气管路中，自液氮罐体的出口与冷却介质混合器的第三入口之间依次设有第二调压阀、第二电子压力表以及第二质量流量计，其中，第二调压阀用于调节液氮罐体中输出氮气的压力，第二电子压力表用于实时监测氮气管路中的氮气的压力，第二质量流量计用于控制进入冷却介质混合器中的氮气的流量。
[0015]可选地，液态二氧化碳支路设定为固定口径的管路，液态二氧化碳支路上设有第三电子压力表以及第一自动调节阀，第三电子压力表用于实时监测液态二氧化碳支路中的液态二氧化碳的压力，第一自动调节阀用于调控在设定压力范围下进入冷却介质混合器中的液态二氧化碳的流量。
[0016]可选地，冷却管路上设有第四电子压力表以及第二自动调节阀，第四电子压力表用于实时监测冷却管路中的冷却介质的压力，第二自动调节阀用于调控输送至冷却介质使用端的冷却介质的流量。
[0017]其中，每个调压阀的作用都在于调节压力，在输入压力一定的情况下，阀门的输出压力是可调的。每个电子压力表的压力范围为0～100Bar。
[0018]可选地，还包括PLC控制装置，PLC控制装置与第一电子压力表、第二电子压力表、第三电子压力表、第四电子压力表、第一质量流量计、第二质量流量计、第一自动调节阀以及第二自动调节阀通信连接，以根据获取的实时压力数值，从而分别调整液态二氧化碳、气态二氧化碳以及氮气的流量。
[0019]可选地，还包括设于冷却介质使用端处，与PLC控制装置通信连接的温度传感器，以将冷却介质的实时温度传送至PLC控制装置，进而使得PLC控制装置调整液态二氧化碳、气态二氧化碳以及氮气的流量或调整输送至冷却介质使用端的冷却介质的流量。
[0020]可选地，冷却管路设有多个冷却分路，每个冷却分路与一处冷却介质使用端相连接，每个冷却介质使用端分别设有与PLC控制装置通信连接的温度传感器。
[0021]可选地，在液态二氧化碳回路中，支路开关阀与入口开关阀之间设有安全阀，在液态二氧化碳支路中，冷却介质混合器与第三电子压力表之间也设有安全阀，其中，这两个安
全阀都是带有一定设定值的阀门，当系统内压力超过一定数值时就会起跳，变成通路，放出系统内的气体或者液体，保证压力不超过阈值。
[0022]可选地，在液态二氧化碳支路中安装有止回阀，止回阀为一种单向阀，使得液态二氧化碳只能沿一个方向流动，流动至冷却介质混合器，防止其回流至液态二氧化碳罐体中。
[0023]可选地，在氮气管路中设有净化器。
[0024]本专利技术至少获得例如以下有益效果：(1)、将冷却气体控制为液态二氧化碳和气态二氧化碳的混合态，通过特制的喷嘴喷射到工件表面，使其在高温的工件表面快速蒸发，带走大量的热量；(2)、将气态二氧化碳与液态二氧化碳混合使用，有效解决了单纯的液态二氧化碳在管路中容易冻结的缺陷，提高了液态二氧化碳的使用效率；(3)、将液氮作为第二冷却气体与液态二氧化碳混合使用，有效解决了气态二氧化碳在罐体中的存量不稳定的问题；(4)、在液态二氧化碳中混入气态二氧化碳，并通过调节液态二氧化碳与气态二氧化碳的混合比例，进而获得精确的冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热喷涂用二氧化碳冷却系统，包括液态二氧化碳罐体，所述液态二氧化碳罐体的上方集中有气态二氧化碳，所述液态二氧化碳罐体的下方集中有液态二氧化碳，所述液态二氧化碳罐体的顶部设有罐体上方出口，所述液态二氧化碳罐体的底部设有罐体下方出口及罐体下方入口，其特征在于，还包括冷却介质混合器，所述冷却介质混合器包括：混合器本体、设于所述混合器本体的第一入口、第二入口以及混合器出口，所述混合器出口与冷却介质使用端通过冷却管路相连接；所述罐体下方出口与所述罐体下方入口之间通过管路相连通以形成液态二氧化碳回路，所述液态二氧化碳回路上设有低温泵，所述液态二氧化碳回路中引出有液态二氧化碳支路，所述液态二氧化碳支路与所述冷却介质混合器的第一入口相连接；所述罐体上方出口与所述冷却介质混合器的第二入口通过气态二氧化碳管路相连接。2.如权利要求1所述的热喷涂用二氧化碳冷却系统，其特征在于，在所述液态二氧化碳回路中，自所述罐体下方出口至所述罐体下方入口的管路上依次设有出口开关阀、所述低温泵、支路开关阀以及入口开关阀，所述低温泵与所述支路开关阀的管路之间引出所述液态二氧化碳支路。3.如权利要求1所述的热喷涂用二氧化碳冷却系统，其特征在于，还包括液氮罐体，所述冷却介质混合器的混合器本体还设有第三入口，所述液氮罐体的出口与所述冷却介质混合器的第三入口通过氮气管路相连接。4.如权利要求3所述的热喷涂用二氧化碳冷却系统，其特征在于，在所述气态二氧化碳管路中，自所述罐体上方出口与所述冷却介质混合器的第二入口之间依次设有第一调压阀、第一电子压力表以及第一质量流量计，其中，所述第一调压阀用于调节所述液态二氧化碳罐体中输出所述气态二氧化碳的压力，所述第一电子压力表用于实时监测所述气态二氧化碳管路中的气态二氧化碳的压力，所述第一质量流量计用于控制进入所述冷却介质混合器中的所述气态二氧化碳的流量。5.如权利要求4所述的热喷涂用二氧化碳冷却系统，其特征在于，在所述氮气管路中，自所述液氮罐体的出口与所述冷却介质混合器的第三入口之间依次设有第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松，徐世霖，荣震，霍建仁，
申请(专利权)人：中机凯博表面技术江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：