CN109278342B - 一种实现温等静压机缸内可控降温的系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现温等静压机缸内可控降温的系统及方法，包括介质油油箱，第一气控阀，第二气控阀，调节阀，温等静压机工作缸和水冷式冷却器，第一气控阀安装在所述介质油油箱的进油管路上，第二气控阀安装在所述介质油油箱的出油管路上，第一气控阀与第二气控阀之间连接有直通回路，第二气控阀与温等静压机工作缸之间安装有调节阀，调节阀与所述温等静压机工作缸之间的油路上并联设置水冷式冷却器，温等静压机工作缸的出油管路与第一气控阀相连通，温等静压机工作缸内设置有温度传感器，温度传感器将检测信号传递到调节阀。实现了温等静压机缸内可控降温的功能，满足了温等静压机产品压制的介质油温度控制需求。
Description
技术领域
本发明涉及控制系统技术领域，具体涉及一种实现温等静压机缸内可控降温的系统与方法。
背景技术
温等静压机的产品压制是先将介质油油箱中的介质油加热到设定温度后，从介质油油箱中传输到工作缸内，然后在工作缸内对介质油进行加压后，实现对产品的压制工作。
目前的温等静压机压制完成以后，只能等待缸内的介质油温度自然降温，达到工艺使用需要的温度后再将产品取出。但是介质油自然降温受多种因素的影响，包括：产品的尺寸、环境温度、介质油设定温度等。这些因素会直接影响产品降温的时间，对产品的质量会产生一定得影响。因此，为了提高温等静压机压制产品的质量，需要实现温等静压机缸内可控降温。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种实现温等静压机缸内可控降温的系统及方法，该系统实现了温等静压机缸内可控降温的功能，满足了温等静压机产品压制的介质油温度控制需求。
为了达到上述技术效果，本发明提供了一种实现温等静压机缸内可控降温的系统，包括介质油油箱，第一气控阀，第二气控阀，调节阀，温等静压机工作缸和水冷式冷却器，所述第一气控阀安装在所述介质油油箱的进油管路上，所述第二气控阀安装在所述介质油油箱的出油管路上，所述第一气控阀与第二气控阀之间连接有直通回路，所述第二气控阀与所述温等静压机工作缸之间安装有调节阀，所述调节阀与所述温等静压机工作缸之间的油路上并联设置水冷式冷却器，所述温等静压机工作缸的出油管路与所述第一气控阀相连通，所述温等静压机工作缸内设置有温度传感器，所述温度传感器将检测信号传递到调节阀。
进一步的，所述温度传感器为铂电阻温度传感器。
进一步的，所述第一气控阀和所述第二气控阀为两位三通气控阀。
进一步的，所述调节阀为两位三通气控调节阀，所述调节阀用于将所述温等静压机工作缸循环出来的介质油按比例分别送入温等静压机工作缸和水冷式冷却器。
进一步的，所述水冷式冷却器的制冷量不低于20000Kcal/h，温控范围为3℃，设置有独立的出口温度检测传感器，所述出口温度检测传感器将检测信号传递到调节阀。
进一步的，该系统中的处理器及其最小系统电路，可进行汇编语言、梯形图LAD、结构化语言STL、C++语言、JAVA语言等常见计算机语言编程，满足运行逻辑控制的功能以及RS485通讯功能。
进一步的，该系统中的温度传感器采用24V直流供电，水冷式冷却器采用380V交流供电。
本发明还提供一种实现温等静压机缸内可控降温的方法，包括以下步骤：
(1)设定温等静压机工作缸的温度及降温速率；(2)开启水冷式冷却器进行降温；(3)判断水冷式冷却器是否达到设定温度；(4)如果达到设定温度，则开启第一气控阀和第二气控阀，如果没有达到设定温度，则重复步骤(2)；(5)通过检测温等静压机工作缸内的介质油温度与设定降温速率进行比较，反馈控制两位三通气控调节阀的比例开度，以实现对工作缸介质油可控降温，直到温等静压机工作缸内的温度按照设定的降温速率进行降温并且温度达到设定温度。
进一步的，所述步骤(1)中降温速率可以分段设定，每段设置不同的降温速率。
下面对本发明进行进一步的的解释和说明，本发明在温等静压机加热油箱进油管路和出油管路上分别设置一个两位三通气控阀，并在两个两位三通气控阀之间连接直通回路，当两个两位三通气控阀的气源都接通以后，温等静压机工作缸中的介质油不再回到加热油箱，而直接回到工作缸内，只有当两个两位三通气控阀的气源都断开以后，温等静压机工作缸中的介质油才能回到加热油箱中，即工作缸在压制前后充排油时两个两位三通气控阀的气源才断开，当进行温等静压机缸内可控降温时，两个两位三通气控阀的气源都接通。在温等静压机工作缸进油回路上设置一个两位三通气控调节阀，该气控调节阀的作用是将工作缸循环出来的介质油按一定比例分别送入工作缸和水冷式冷却器，其中送入水冷式冷却器的热介质油经过冷却后也送入工作缸内，起到对工作缸降温的作用，并通过调节两位三通气控调节阀分别进入工作缸和水冷式冷却器的油量，从而控制工作缸内介质油降温的速度。在两位三通气控调节阀与温等静压机工作缸之间的油路上并联一套水冷式冷却器，要求该水冷式冷却器的制冷量不低于20000Kcal/h，温控范围为3℃，有独立的出口温度检测传感器，并能将系统控制信号和温度检测信号送入到温等静压机控制系统中，以实现对两位三通气控调节阀的开度调节。如果直接将工作缸的介质油通过水冷式冷却器进行降温，然后通入工作缸内对工作缸内的热介质油进行降温的话，由于降温后的介质油的温度相对工作缸内的介质油的温差较大，会对工作缸内压制产品产生温度冲击，反而会影响产品的质量，因此需要采用气动调节阀将经过水冷式冷却器和没有经过冷却器的介质油进行混合后加入工作缸内，以达到减少工作缸内温度冲击的目的。系统通过放置于工作缸内的铂电阻温度传感器对工作缸内的介质油温度进行检测，以实现对两位三通气控调节阀的控制提供温度反馈信号。本发明还提供一种控制系统硬件、软件平台的基本要求，该平台至少应包括：处理器及其最小系统电路，要求：可进行汇编语言、梯形图LAD、结构化语言STL、C++语言、JAVA语言等常见计算机语言编程，满足运行逻辑控制的功能以及RS485通讯功能。所有该控制系统涉及到的控制单元及检测元件均采用24V直流供电，水冷式冷却器系统电机回路采用380V交流供电，控制硬件回路至少包括：24V直流开关电源、220V交流稳压电源、电源保护回路、本质隔离安全栅、温度传感器。
本发明还提供了一种实现温等静压机缸内可控降温的控制方法，具体为：1)完成温等静压机工作缸降温温度和降温速率的设定，并可以实现降温分段设定，每段可以设置不同的降温速率；2)开启水冷式冷却器运行，并将冷却器的输出温度降低达到设定温度后，内部进行自循环并保持冷却器的输出温度；3)当温等静压机产品压制完成，进入工作缸内产品可控降温工艺环节以后，系统自动同时接通两个两位三通气控阀的气源，完成两位三通气控阀的开启，以实现工作缸介质油不再经过加热油箱而回到工作缸内。4)通过检测工作缸内的介质油温度与设定降温速率进行比较，反馈控制两位三通气控调节阀的比例开度，以实现对工作缸介质油可控降温。5)由于热介质油通过冷却器后，冷却器的出口温度会升高，此时水冷式冷却器处于正常工作状态，会自动开始以保持冷却器的出口温度，为了更好的匹配降温的速率，在冷却器保持出口温度的时候，控制系统会检测冷却器的出口温度，并通过调节两位三通气控调节阀的比例开度来更好的相应降温速率。
本发明具有如下有益效果：本发明提供的实现温等静压机缸内可控降温的系统和方法实现了温等静压机缸内可控降温的功能，满足了温等静压机产品压制的介质油温度控制需求。
附图说明
图1为本发明提供的温等静压机缸内可控降温的系统结构图；
图2为本发明提供的温等静压机缸内可控降温系统控制逻辑图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步详细描述。
实施例1
一种实现温等静压机缸内可控降温的系统，包括介质油油箱，第一气控阀，第二气控阀，调节阀，温等静压机工作缸和水冷式冷却器。在温等静压机加热油箱进油管路和出油管路上分别设置一个两位三通气控阀，并在两个两位三通气控阀之间连接直通回路，当两个两位三通气控阀的气源都接通以后，温等静压机工作缸中的介质油不在回到加热油箱，而直接回到工作缸内，只有当两个两位三通气控阀的气源都断开以后，温等静压机工作缸中的介质油才能回到加热油箱中，即工作缸在压制前后充排油时两个两位三通气控阀的气源才断开，当进行温等静压机缸内可控降温时，两个两位三通气控阀的气源都接通。在温等静压机工作缸进油回路上设置一个两位三通气控调节阀，该气控调节阀的作用是将工作缸循环出来的介质油按一定比例分别送入工作缸和水冷式冷却器，其中送入水冷式冷却器的热介质油经过冷却后也送入工作缸内，起到对工作缸降温的作用，并通过调节两位三通气控调节阀分别进入工作缸和水冷式冷却器的油量，从而控制工作缸内介质油降温的速度。在两位三通气控调节阀与温等静压机工作缸之间的油路上并联一套水冷式冷却器，要求该水冷式冷却器的制冷量不低于20000Kcal/h，温控范围为3℃，有独立的出口温度检测传感器，并能将系统控制信号和温度检测信号送入到温等静压机控制系统中，以实现对两位三通气控调节阀的开度调节。如果直接将工作缸的介质油通过水冷式冷却器进行降温，然后通入工作缸内对工作缸内的热介质油进行降温的话，由于降温后的介质油的温度相对工作缸内的介质油的温差较大，会对工作缸内压制产品产生温度冲击，反而会影响产品的质量，因此需要采用气动调节阀将经过水冷式冷却器和没有经过冷却器的介质油进行混合后加入工作缸内，以达到减少工作缸内温度冲击的目的。系统通过放置于工作缸内的铂电阻温度传感器对工作缸内的介质油温度进行检测，以实现对两位三通气控调节阀的控制提供温度反馈信号。
实施例2
一种实现温等静压机缸内可控降温的控制方法，具体为：1)完成温等静压机工作缸降温温度和降温速率的设定，并可以实现降温分段设定，每段可以设置不同的降温速率；2)开启水冷式冷却器运行，并将冷却器的输出温度降低达到设定温度后，内部进行自循环并保持冷却器的输出温度；3)当温等静压机产品压制完成，进入工作缸内产品可控降温工艺环节以后，系统自动同时接通两个两位三通气控阀的气源，完成两位三通气控阀的开启，以实现工作缸介质油不再经过加热油箱而回到工作缸内。4)通过检测工作缸内的介质油温度与设定降温速率进行比较，反馈控制两位三通气控调节阀的比例开度，以实现对工作缸介质油可控降温。5)由于热介质油通过冷却器后，冷却器的出口温度会升高，此时水冷式冷却器处于正常工作状态，会自动开始以保持冷却器的出口温度，为了更好的匹配降温的速率，在冷却器保持出口温度的时候，控制系统会检测冷却器的出口温度，并通过调节两位三通气控调节阀的比例开度来更好的相应降温速率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。
Claims (8)
1.一种实现温等静压机缸内可控降温的系统，其特征在于，包括介质油油箱，第一气控阀，第二气控阀，调节阀，温等静压机工作缸和水冷式冷却器，所述第一气控阀安装在所述介质油油箱的进油管路上，所述第二气控阀安装在所述介质油油箱的出油管路上，所述第一气控阀与第二气控阀之间连接有直通回路，所述第二气控阀与所述温等静压机工作缸之间安装有调节阀，所述调节阀与所述温等静压机工作缸之间的油路上并联设置水冷式冷却器，所述温等静压机工作缸的出油管路与所述第一气控阀相连通，所述温等静压机工作缸内设置有温度传感器，所述温度传感器将检测信号传递到调节阀；所述调节阀为两位三通气控调节阀，所述调节阀用于将所述温等静压机工作缸循环出来的介质油按比例分别送入温等静压机工作缸和水冷式冷却器。
2.根据权利要求1所述的实现温等静压机缸内可控降温的系统，其特征在于，所述温度传感器为铂电阻温度传感器。
3.根据权利要求1所述的实现温等静压机缸内可控降温的系统，其特征在于，所述第一气控阀和所述第二气控阀为两位三通气控阀。
4.根据权利要求1所述的实现温等静压机缸内可控降温的系统，其特征在于，所述水冷式冷却器的制冷量不低于20000Kcal/h，温控范围为3℃，设置有独立的出口温度检测传感器，所述出口温度检测传感器将检测信号传递到调节阀。
5.根据权利要求1所述的实现温等静压机缸内可控降温的系统，其特征在于，该系统中的处理器及其最小系统电路，可进行汇编语言、梯形图LAD、结构化语言STL、C++语言、JAVA语言常见计算机语言编程，满足运行逻辑控制的功能以及RS485通讯功能。
6.根据权利要求1所述的实现温等静压机缸内可控降温的系统，其特征在于，该系统中的温度传感器采用24V直流供电，水冷式冷却器采用380V交流供电。
7.一种实现温等静压机缸内可控降温的方法，其特征在于，其采用权利要求1-6任意一项所述的实现温等静压机缸内可控降温的系统，包括以下步骤：(1)设定温等静压机工作缸的温度及降温速率；(2)开启水冷式冷却器进行降温；(3)判断水冷式冷却器是否达到设定温度；(4)如果达到设定温度，则开启第一气控阀和第二气控阀，如果没有达到设定温度，则重复步骤(2)；(5)通过检测温等静压机工作缸内的介质油温度与设定降温速率进行比较，反馈控制两位三通气控调节阀的比例开度，以实现对工作缸介质油可控降温，直到温等静压机工作缸内的温度按照设定的降温速率进行降温并且温度达到设定温度。
8.根据权利要求7所述的实现温等静压机缸内可控降温的方法，其特征在于，所述步骤(1)中降温速率分段设定，每段设置不同的降温速率。
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