CN105674683B - 一种液体循环冷却系统及其保护方法和装置 - Google Patents

一种液体循环冷却系统及其保护方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种液体循环冷却系统及其保护方法和装置，该方法包括：在被冷却设备有功率输出且泵电源开关闭合的状态下，获取所述液体循环冷却系统中的液体流通管路的一个预设位置点的液压值；判断所述液压值是否超出第一允许范围；若所述液压值超出所述第一允许范围，发出停机保护指令。本申请实现了在线监测液体循环冷却系统是否发生液体流通管路堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障，能够在这些故障发生后能够及时进行维护。

Description

一种液体循环冷却系统及其保护方法和装置
技术领域
本发明涉及液体冷却技术领域，更具体地说，涉及一种液体循环冷却系统及其保护方法和装置。
背景技术
图1示出了一种典型的液体循环冷却系统，主要由冷却器(1)、过滤器(2，3)、液体流通管路(4)、液体膨胀箱(5)、上阀门(6)、下阀门(7)和泵(8)组成，其工作原理为：冷却液由冷却器(1)进行降温后，由泵(8)沿液体流通管路(4)输送至被冷却设备(9)，在与被冷却设备(9)进行热交换后再沿液体流通管路(4)流回到冷却器(1)中进行降温，实现再循环使用。其中，阀门(6，7)用于实现截止功能；过滤器(2，3)用于过滤掉冷却液中的杂质；液体膨胀箱(5)是一个冷却液存储箱，用于保证冷却器(1)内的冷却液在受热膨胀时有释放的空间，在冷却收缩时有补偿容量。图1中标识出的箭头代表冷却液的流向。
但是，液体循环冷却系统使用过程中不可避免的会发生液体流通管路(4)堵塞、泄漏、破裂或泵(8)运行异常的故障，这些故障发生后若不能及时发现并维护，可能导致严重后果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种液体循环冷却系统及其保护方法和装置，以实现在线监测液体循环冷却系统是否发生液体流通管路堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障，以便在这些故障发生后能够及时进行维护。
一种液体循环冷却系统保护方法，包括：
在被冷却设备有功率输出且液体循环冷却系统中的泵电源开关闭合的状态下，获取所述液体循环冷却系统中的液体流通管路的一个预设位置点的液压值；
判断所述液压值是否超出第一允许范围；
若所述液压值超出所述第一允许范围，发出停机保护指令。
其中，所述预设位置点为所述被冷却设备的入口或出口。
一种液体循环冷却系统保护方法，包括：
在被冷却设备有功率输出且液体循环冷却系统中的泵电源开关闭合的状态下，获取所述液体循环冷却系统中的液体流通管路的两个预设位置点的液压值；
计算所述两个预设位置点的液压差；
判断所述液压差的绝对值是否超出第二允许范围；
若所述液压差的绝对值超出所述第二允许范围，发出停机保护指令；
若所述液压差的绝对值未超出所述第二允许范围，判断所述两个预设位置点中是否仅有一个预设位置点的液压值超出第一允许范围；若是，发出所述停机保护指令。
其中，所述两个预设位置点，包括：所述被冷却设备的入口和出口。
其中，所述停机保护指令包括：用于控制所述被冷却设备停机的指令，用于控制所述泵电源开关断开的指令，以及用于控制所述液体循环冷却系统中的阀门均关闭的指令。
一种液体循环冷却系统保护装置，包括获取单元、第一判断单元和输出单元，其中：
所述获取单元，用于在被冷却设备有功率输出且所述液体循环冷却系统中的泵电源开关闭合的状态下，获取所述液体循环冷却系统中的液体流通管路的一个预设位置点的液压值；
所述判断单元，用于判断所述液压值是否超出第一允许范围，若超出，激活所述输出单元；
所述输出单元，用于在激活后发出停机保护指令。
一种液体循环冷却系统保护装置，包括获取单元、计算单元、第一判断单元、第二判断单元和输出单元，其中：
所述获取单元，用于在被冷却设备有功率输出且液体循环冷却系统中的泵电源开关闭合的状态下，获取所述液体循环冷却系统中的液体流通管路的两个预设位置点的液压值；
所述计算单元，用于计算所述两个预设位置点的液压差；
所述第一判断单元，用于判断所述液压差的绝对值是否超出第二允许范围；若所述液压差的绝对值超出所述第二允许范围，激活所述输出单元；否则，激活第二判断单元；
所述第二判断单元，用于在激活后判断所述两个预设位置点中是否仅有一个预设位置点的液压值超出第一允许范围；若是，激活所述输出单元；
所述输出单元，用于在激活后发出停机保护指令。
其中，所述两个预设位置点，包括：所述被冷却设备的入口和出口。
其中，所述输出单元为输出用于控制所述被冷却设备停机的指令、用于控制所述泵电源开关断开的指令，以及用于控制所述液体循环冷却系统中的阀门均关闭的指令的单元。
一种液体循环冷却系统，包括：如上述公开的任一种液体循环冷却系统保护装置。
从上述的技术方案可以看出，本发明在利用液体循环冷却系统为处于工作状态的被冷却设备进行降温的过程中，实时检测液体流通管路的预设位置点的液压值，根据其液压特征判断是否存在液体流通管路堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障，并在故障发生时即刻进行停机保护，从而避免事故进一步扩大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术公开的一种液体循环冷却系统结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种液体循环冷却系统保护方法流程图；
图3为本发明实施例公开的又一种液体循环冷却系统保护方法流程图；
图4为本发明实施例公开的一种液体循环冷却系统保护装置结构示意图；
图5为本发明实施例公开的又一种液体循环冷却系统保护装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图2，本发明实施例公开了一种液体循环冷却系统保护方法，以实现在线监测液体循环冷却系统(以图1所示液体循环冷却系统为例)是否发生液体流通管路堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障，以便在这些故障发生后能够及时进行维护，该方法包括：
步骤101：在被冷却设备(9)有功率输出且泵(8)电源开关闭合的状态下，获取液体流通管路(4)的一个预设位置点的液压值；
其中，所述预设位置可以是液体流通管路(4)上需要重点关注的任何位置，如：被冷却设备(9)的入口(A)或冷却设备(9)的出口(B)，但并不局限。
步骤102：判断所述液压值是否超出第一允许范围；当所述液压值超出所述第一允许范围时，进入步骤103；否则，返回步骤101；
步骤103：发出停机保护指令。
其中，所述第一允许范围的下限值P1由所述液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其维持冷却流量所需的最小液体压力确定；所述第一允许范围的上限值P2由所述液体循环冷却系统中各部件可承受最大压力值中的最小者确定。所述下限值P1和所述上限值P2是在默认外界大气压稳定的理想状态下确定的两个阈值。
在利用所述液体循环冷却系统为处于工作状态的被冷却设备(9)进行降温的过程中，如果遇到以下情况，需要即刻进行保护停机，否则可能导致严重后果(以所述预设位置为被冷却设备(9)的出口(B)为例)：
1)如果液体流通管路(4)出现破裂或泄漏，而泵(8)持续工作，则出口(B)处的液压值会骤降，当其降至低于所述下限值P1时，需要即刻进行保护停机，否则有可能导致冷却液被排光而烧损被冷却设备(9)，同时大量冷却液泄漏也可能引起其他设备故障；
2)如果被冷却设备(9)工作过程中泵(8)运行不稳定或非正常停止，则出口(B)处的液压值也会不断下降，当其降至低于所述下限值P1时，同样需要即刻进行保护停机，否则可能导致被冷却设备(9)不能充分冷却而烧损；
3)如果液体流通管路(4)堵塞或上阀门(6)被关闭后，泵(8)持续工作，则出口(B)处的液压值会不断增大，当其增大至高于所述上限值P2时，需要即刻进行保护停机，否则可能损坏液体流通管路(4)和烧损泵(8)。
可见，由于液体流通管路(4)发生堵塞、泄漏、破裂或泵(8)运行异常的故障时，会导致液体流通管路(4)内液压变化，因此通过在检测到液体流通管路(4)的某一预设位置点的液压值低于所述下限值P1或高于所述上限值P2时，即刻进行保护停机，即可有效避免因液体流通管路(4)堵塞、泄漏、破裂或泵(8)运行异常的故障所导致的事故进一步扩大。其中，所述保护停机是指控制被冷却设备(9)、泵(8)电源开关以及阀门(6，7)自动关闭；或者，所述保护停机是指输出告警信号，以提醒维护人员手动关闭被冷却设备(9)、泵(8)电源开关以及阀门(6，7)，保护停机的方式根据被冷却设备(9)、泵(8)电源开关、阀门(6，7)是否具有电动操作功能而定。
此外，考虑到当所述液体循环冷却系统应用于工程车等移动设备上时，可能存在外界大气压力不稳定的情况(如工程车从平原驶向高原这一运行区间内外界大气压力会由大变小)，则图1所示方案将不再适用，否则可能引起停机保护误动作，如：当外界大气压力骤升时，液体流通管路(4)的液体压力也会相应上升，有可能出现冷却设备(9)的出口(B)的液压值高于所述上限值P2的情况，但此时并未发生液体流通管路堵塞的故障；当外界大气压力骤降时，液体流通管路(4)的液体压力也会相应下降，有可能出现冷却设备(9)的出口(B)的液压值低于所述下限值P1的情况，但此时并未发生液体流通管路泄漏、破裂或泵运行异常的故障。基于此，本发明实施例公开了又一种液体循环冷却系统保护方法，如图3所示，包括：
步骤101：在被冷却设备(9)有功率输出且泵(8)电源开关闭合的状态下，获取液体流通管路(4)的两个预设位置点的液压值；
所述两个预设位置点可以是被冷却设备(9)的入口(A)和冷却设备(9)的出口(B)，但并不局限。
步骤102：计算所述两个预设位置点的液压差ΔS；
步骤103：判断所述液压差ΔS的绝对值|ΔS|是否超出第二允许范围；当|ΔS|未超出所述第二允许范围时，进入步骤104；否则，返回步骤105；
所述第二允许范围的下限值由液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其运行区间内可能出现的最低大气压力确定；所述第二允许范围的上限值由液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其运行区间内可能出现的最高大气压力确定。
步骤104：判断所述两个预设位置点中是否仅有一个预设位置点的液压值超出所述第一允许范围；若是，进入步骤105；否则，返回步骤101；
步骤105：发出所述停机保护指令。
设所述两个预设位置点的液压值分别为S1和S2。若|ΔS|未超出所述第二允许范围，且P1<S1<P2，且P1<S2<P2，则可判定：在外界大气压近乎稳定的状态下，未发生液体流通管路(4)堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障。若|ΔS|未超出所述第二允许范围，且S1>P2，且S2>P2，则可判定：在外界大气压骤升的状态下，未发生液体流通管路(4)堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障。若|ΔS|未超出所述第二允许范围，且S1<P1，且S2<P1，则可判定：在外界大气压力骤降的状态下，未发生液体流通管路(4)堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障。而在|ΔS|未超出所述第二允许范围的情况下，若P1和P2中仅有一个量处于(P1，P2)区间内，则可判定：不论外界大气压力此时是近乎稳定状态还是骤升状态还是骤降状态，都必然发生了液体流通管路(4)堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障。这便是本实施例解决问题的原理。
本实施例与图2所示实施例的区别之处在于：图2所示实施例仅能在液体流通管路(4)内外气压近乎平衡的情况下判断是否发生了液体流通管路(4)堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障，而本实施例则不受此限制，从而排除了因外界大气压力变化扰动而引起的停机保护误动作。
此外，参见图4，本发明实施例还公开了一种液体循环冷却系统保护装置，以实现在线监测液体循环冷却系统是否发生液体流通管路堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障，以便在这些故障发生后能够及时进行维护，包括：
获取单元100，用于在被冷却设备有功率输出且所述液体循环冷却系统中的泵电源开关闭合的状态下，获取所述液体循环冷却系统中的液体流通管路的一个预设位置点的液压值；
判断单元200，用于判断所述液压值是否超出第一允许范围，若超出，则激活输出单元300；
输出单元300，用于在激活后发出停机保护指令；
其中，所述第一允许范围的下限值由所述液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其维持冷却流量所需的最小液体压力确定；所述第一允许范围的上限值由所述液体循环冷却系统中各部件可承受最大压力值中的最小者确定。
此外，参见图5，本发明实施例还公开了又一种液体循环冷却系统保护装置，以实现在线监测液体循环冷却系统是否发生液体流通管路堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障，以便在这些故障发生后能够及时进行维护，包括获取单元100、计算单元200、第一判断单元300、第二判断单元400和输出单元500，其中：
获取单元100，用于在被冷却设备有功率输出且液体循环冷却系统中的泵电源开关闭合的状态下，获取所述液体循环冷却系统中的液体流通管路的两个预设位置点的液压值；
计算单元200，用于计算所述两个预设位置点的液压差；
第一判断单元300，用于判断所述液压差的绝对值是否超出第二允许范围；若所述液压差的绝对值超出所述第二允许范围，激活输出单元500；否则，激活第二判断单元400；
第二判断单元400，用于在激活后判断所述两个预设位置点中是否仅有一个预设位置点的液压值超出第一允许范围；若是，激活输出单元500；
输出单元500，用于在激活后发出停机保护指令。
其中，所述第二允许范围的下限值由所述液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其运行区间内可能出现的最低大气压力确定；所述第二允许范围的上限值由所述液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其运行区间内可能出现的最高大气压力确定；所述第一允许范围的下限值由所述液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其维持冷却流量所需的最小液体压力确定；所述第一允许范围的上限值由所述液体循环冷却系统中各部件可承受最大压力值中的最小者确定。
其中，所述两个预设位置点，包括：所述被冷却设备的入口和出口。
其中，输出单元500为输出用于控制所述被冷却设备停机的指令、用于控制所述泵电源开关断开的指令，以及用于控制所述液体循环冷却系统中的阀门均关闭的指令的单元。
此外，本发明实施例还公开了一种液体循环冷却系统，包括：如上述公开的任一种液体循环冷却系统保护装置。
综上所述，本发明在利用液体循环冷却系统为处于工作状态的被冷却设备进行降温的过程中，实时检测液体流通管路的预设位置点的液压值，根据其液压特征判断是否存在液体流通管路堵塞、泄漏、破裂或泵运行异常的故障，并在故障发生时即刻进行停机保护，从而避免事故进一步扩大。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种液体循环冷却系统保护方法，其特征在于，包括：
在被冷却设备有功率输出且液体循环冷却系统中的泵电源开关闭合的状态下，获取所述液体循环冷却系统中的液体流通管路的两个预设位置点的液压值；
计算所述两个预设位置点的液压差；
判断所述液压差的绝对值是否超出第二允许范围；
若所述液压差的绝对值超出所述第二允许范围，发出停机保护指令；
若所述液压差的绝对值未超出所述第二允许范围，判断所述两个预设位置点中是否仅有一个预设位置点的液压值超出第一允许范围；若是，发出所述停机保护指令；
所述液体循环冷却系统应用于移动设备上；
所述第二允许范围的下限值由液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其运行区间内可能出现的最低大气压力确定；所述第二允许范围的上限值由液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其运行区间内可能出现的最高大气压力确定；
所述第一允许范围的下限值由所述液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其维持冷却流量所需的最小液体压力确定；所述第一允许范围的上限值由所述液体循环冷却系统中各部件可承受最大压力值中的最小者确定；所述第一允许范围的下限值和上限值是在默认外界大气压稳定的理想状态下确定的两个阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个预设位置点，包括：所述被冷却设备的入口和出口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述停机保护指令包括：用于控制所述被冷却设备停机的指令，用于控制所述泵电源开关断开的指令，以及用于控制所述液体循环冷却系统中的阀门均关闭的指令。
4.一种液体循环冷却系统保护装置，其特征在于，包括获取单元、计算单元、第一判断单元、第二判断单元和输出单元，其中：
所述获取单元，用于在被冷却设备有功率输出且液体循环冷却系统中的泵电源开关闭合的状态下，获取所述液体循环冷却系统中的液体流通管路的两个预设位置点的液压值；
所述计算单元，用于计算所述两个预设位置点的液压差；
所述第一判断单元，用于判断所述液压差的绝对值是否超出第二允许范围；若所述液压差的绝对值超出所述第二允许范围，激活所述输出单元；否则，激活第二判断单元；
所述第二判断单元，用于在激活后判断所述两个预设位置点中是否仅有一个预设位置点的液压值超出第一允许范围；若是，激活所述输出单元；
所述输出单元，用于在激活后发出停机保护指令；
所述液体循环冷却系统应用于移动设备上；
所述第二允许范围的下限值由液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其运行区间内可能出现的最低大气压力确定；所述第二允许范围的上限值由液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其运行区间内可能出现的最高大气压力确定；
所述第一允许范围的下限值由所述液体循环冷却系统正常运行中液体所承受阻力和其维持冷却流量所需的最小液体压力确定；所述第一允许范围的上限值由所述液体循环冷却系统中各部件可承受最大压力值中的最小者确定；所述第一允许范围的下限值和上限值是在默认外界大气压稳定的理想状态下确定的两个阈值。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述两个预设位置点，包括：所述被冷却设备的入口和出口。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述输出单元为输出用于控制所述被冷却设备停机的指令、用于控制所述泵电源开关断开的指令，以及用于控制所述液体循环冷却系统中的阀门均关闭的指令的单元。
7.一种液体循环冷却系统，其特征在于，包括：如权利要求4-6中任一项所述的液体循环冷却系统保护装置。
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