CN109751292B - 油冷却系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油冷却系统及其控制方法。该油冷却系统包括冷却机组，冷却机组包括第一进油支路、第二进油支路、第一出油支路、第二出油支路，第一进油支路、第二进油支路、第一出油支路、第二出油支路分别能够单独可控地导通或者截止，第一机组的第一进油口与第二机组的第一进油口共管连接，第一机组的第二进油口与第二机组的第二出油口共管连接，第一机组的第一出油口与第二机组的第一出油口共管连接，第一机组的第二出油口与第二机组的第二进油口共管连接，液压油换热管能够其内的液压油进行散热。根据本发明的一种油冷却系统及其控制方法，能够实现至少两台冷却机组之间的串联及并联状态的切换，进而能够更为灵活的匹配机床液压油的散热需求。

Description

油冷却系统及其控制方法

技术领域

本发明属于液压油温度调节技术领域，具体涉及一种油冷却系统及其控制方法。

背景技术

液压油温度对机床的加工过程稳定性至关重要，尤其是高精度机床，液压油的温度及其波动有着严格的要求，目前业内多采用油冷系统来对机床的液压油温度进行冷却控制。通常，对于较大冷量需求的机床而言一般采用两台并联的油冷却机组进行冷却油温的作业，在大负荷时两台油冷却机组同时工作，小负荷时则仅一台油冷机组工作，这种方式，当其中一台油冷却机组中的油泵出现故障时，仅剩一台油冷却机组的冷却量不能满足机床大负荷散热需求，机床不能正常工作。另外，初始液压油温度较高时，两台油冷却机并联工作并不能很快将去工作机械的油温降到目标油温，需要一定的降温周期，导致机床的工作效率偏低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种油冷却系统及其控制方法，能够实现至少两台冷却机组之间的串联及并联状态的切换，进而能够更为灵活的匹配机床液压油的散热需求。

为了解决上述问题，本发明提供一种油冷却系统，包括冷却机组，所述冷却机组包括第一进油支路、第二进油支路、第一出油支路、第二出油支路，所述第一进油支路与所述第二进油支路并联后汇总至液压油换热管的进口，所述第一出油支路与所述第二出油支路并联后汇总至所述液压油换热管的出口，所述第一进油支路、第二进油支路、第一出油支路、第二出油支路分别能够单独可控地导通或者截止，所述第一进油支路具有第一进油口，所述第二进油支路具有第二进油口，所述第一出油支路具有第一出油口，所述第二出油支路具有第二出油口，所述冷却机组具有两组，分别为第一机组、第二机组，其中所述第一机组的第一进油口与第二机组的第一进油口共管连接，第一机组的第二进油口与第二机组的第二出油口共管连接，第一机组的第一出油口与第二机组的第一出油口共管连接，第一机组的第二出油口与第二机组的第二进油口共管连接，所述液压油换热管能够其内的液压油进行散热。

优选地，所述第二进油支路中串联有第一电磁阀，和/或，所述第一出油支路中串联有第二电磁阀，和/或，所述第二出油支路中串联有第三电磁阀。

优选地，所述第一进油支路中串联有油泵。

优选地，在所述液压油换热管的进口处设置有进口油温感应包，在所述液压油换热管的出口处设置有出口油温感应包。

本发明还提供一种油冷却系统的控制方法，包括：

获取冷却模式，所述冷却模式包括单独冷却模式、并联冷却模式、串联冷却模式；

控制第一进油支路、第二进油支路、第一出油支路、第二出油支路的通断切换第一机组、第二机组的联结方式。

优选地，获取进口油温感应包的第一温度T1，获取设定出口油温目标值T0，当T1-T0＞△T时，其中△T为机组最大温差设定值，所述冷却模式采用串联冷却模式。

优选地，当T1-T0≤△T时，所述冷却模式采用并联冷却模式或单独冷却方式。

优选地，获取油泵的运行信息，当所述油泵故障时，所述冷却模式采用串联冷却模式或单独冷却模式。

优选地，机床液压油的散热需求量为Q0，第一机组的冷却量为Q1，第二机组的冷却量为Q2，当Q0＜Q1或Q0＜Q2时，所述冷却模式采用单独冷却模式。

优选地，当Q1+Q2＞Q0≥Q1或Q1+Q2＞Q0≥Q2时，所述冷却模式采用并联冷却模式。

优选地，当Q0＞Q1+Q2时，所述冷却模式采用串联冷却模式。

优选地，当所述冷却模式为单独冷却模式时，控制第一机组的第一进油支路与机床的油池或回油口贯通，第一机组的第二进油支路、第二出油支路截止，第一机组的第一出油支路与机床的油池或供油口贯通，控制第二机组的第一进油支路、第二进油支路截止、第一出油支路、第二出油支路皆截止。

优选地，控制第一机组的油泵运转、第一电磁阀、第三电磁阀截止、第二电磁阀导通，控制第二机组的油泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀皆截止。

优选地，当所述冷却模式为并联冷却模式时，控制第一机组及第二机组的第一进油支路与机床的油池或回油口贯通，第一机组及第二机组的第二进油支路、第二出油支路截止，第一机组、第二机组的第一出油支路与机床的油池或供油口贯通。

优选地，控制第一机组及第二机组的油泵运转、第一电磁阀、第三电磁阀截止、第二电磁阀导通；或，控制第一机组及第二机组的第一电磁阀、第二电磁阀导通，油泵运转，第三电磁阀截止。

优选地，当所述冷却模式为串联冷却模式时，控制第一机组的第一进油支路与机床的油池或回油口贯通，第二进油支路、第一出油支路截止，第二出油支路与第二机组的第二进油支路贯通；第二机组的第一进油支路、第二出油支路截止，第一出油支路与机床的油池或供油口贯通。

优选地，控制第一机组的油泵运转、第一电磁阀、第二电磁阀截止、第三电磁阀导通；控制第二机组的油泵停止运转、第一电磁阀、第二电磁阀贯通、第三电磁阀截止。

本发明提供的一种油冷却系统及其控制方法，由于将所述第一机组与第二机组的对应进油口及出油口连接，进而可以通过控制所述第一进油支路、第二进油支路、第一出油支路、第二出油支路的通断切换第一机组、第二机组的联结方式，进而实现第一机组、第二机组的串联、并联等方式，这明显有利于使第一机组、第二机组的运行情况与机床液压油的散热需要更好的匹配。

附图说明

图1为本发明实施例的油冷却系统的原理示意图；

图2为图1中油冷却系统处于串联冷却模式下的液压油的流向示意图。

附图标记表示为：

11、第一进油支路；111、第一进油口；112、油泵；12、第二进油支路；121、第二进油口；122、第一电磁阀；13、第一出油支路；131、第一出油口；132、第二电磁阀；14、第二出油支路；141、第二出油口；142、第三电磁阀；15、液压油换热管；151、进口油温感应包；152、出口油温感应包；100、第一机组；200、第二机组；301、蒸发器。

具体实施方式

结合参见图1、图2所示，根据本发明的实施例，提供一种油冷却系统，包括制冷子系统、冷却机组，所述冷却机组包括第一进油支路11、第二进油支路12、第一出油支路13、第二出油支路14，所述第一进油支路11与所述第二进油支路12并联后汇总至液压油换热管15的进口，所述第一出油支路13与所述第二出油支路14并联后汇总至所述液压油换热管15的出口，所述第一进油支路11、第二进油支路12、第一出油支路13、第二出油支路14分别能够单独可控地导通或者截止，所述第一进油支路11具有第一进油口111，所述第二进油支路12具有第二进油口121，所述第一出油支路13具有第一出油口131，所述第二出油支路14具有第二出油口141，所述冷却机组具有两组，分别为第一机组100、第二机组200，其中所述第一机组100的第一进油口111与第二机组200的第一进油口111共管连接，第一机组100的第二进油口121与第二机组200的第二出油口141共管连接，第一机组100的第一出油口131与第二机组200的第一出油口131共管连接，第一机组100的第二出油口141与第二机组200的第二进油口121共管连接，所述液压油换热管15能够其内的液压油进行散热，更为具体的，所述油冷却系统还包括冷却子系统，所述液压油换热管15能够与所述制冷子系统中的蒸发器301实现换热，而可以理解的是，由于所述液压油换热管15中的液压油具备散热需求，因此，所述制冷子系统应处于制冷循环。该技术方案中，由于将所述第一机组100与第二机组200的对应进油口及出油口连接，进而可以通过控制所述第一进油支路11、第二进油支路12、第一出油支路13、第二出油支路14的通断切换第一机组100、第二机组200的联结方式，进而实现第一机组100、第二机组200的串联、并联等方式，这明显有利于使第一机组100、第二机组200的运行情况与机床液压油的散热需要更好的匹配，提高了机组的运行可靠性；另外，由于两冷却机组之间的串并联可切换的模式，提高了机组可控温度的范围，相同条件下可以使液压油温度进一步降低，缩短了高油温下机床等待油温降低的时间(此时可以选择串联冷却)，机床可以及早开机生产。

优选地，所述第二进油支路12中串联有第一电磁阀122，和/或，所述第一出油支路13中串联有第二电磁阀132，和/或，所述第二出油支路14中串联有第三电磁阀142，而最好的是，所述第二进油支路12、第一出油支路13、第二出油支路14中分别设置所述第一电磁阀122、第二电磁阀132、第三电磁阀142，能够提高所述油冷却系统的控制自动化。更进一步的，所述第一进油支路11中串联有油泵112，如此，可以保证机床液压油的流动能力。为了提升所述油冷却系统的自适应控制能力，优选地，在所述液压油换热管15的进口处设置有进口油温感应包151，在所述液压油换热管15的出口处设置有出口油温感应包152，以分别对所述液压油换热管15的进口温度与出口温度实时检测，可以理解的是，所述进口油温感应包151、出口油温感应包152的反馈信号可以被控制器所接受，并在所述控制器中进行比较，进而控制前述的第一电磁阀122、第二电磁阀132、第三电磁阀142的通断，当然，所述控制器还可以控制所述制冷子系统中的压缩机的运转、冷凝器风机运转等，以提高所述油冷却系统的控制的集成化程度。

根据本发明的实施方式，还提供一种油冷却系统的控制方法，包括：

获取冷却模式，所述冷却模式包括单独冷却模式、并联冷却模式、串联冷却模式；

控制第一进油支路11、第二进油支路12、第一出油支路13、第二出油支路14的通断切换第一机组100、第二机组200的联结方式。

优选地，获取进口油温感应包151的第一温度T1，获取出口油温设定目标值T0，当T1-T0＞△T时，其中△T为机组最大温差设定值，所述冷却模式采用串联冷却模式；当T1-T0≤△T时，所述冷却模式采用并联冷却模式或单独冷却方式。

优选地，获取油泵112的运行信息，当所述油泵112故障时，所述冷却模式采用串联冷却模式或单独冷却模式，对于串联冷却模式而言，具体的，当第一机组100中的油泵112发生故障时，控制第一机组100的油泵112停止运行，而控制第二机组100的油泵运行，同时，控制第二机组200中的第一电磁阀122、第二电磁阀132截止、第三电磁阀142贯通，第一机组100中的第一电磁阀122、第二电磁阀132导通、第三电磁阀142截止，从而实现以第二机组200为主机的串联冷却模式；对于单独冷却模式而言，当第一机组100中的油泵112发生故障时，控制第一机组100的油泵112、第一电磁阀122、第二电磁阀132、第三电磁阀142皆截止，而控制第二机组200的油泵112、第一电磁阀122、第二电磁阀132、第三电磁阀142皆导通，从而实现第二机组200的单独冷却模式。

优选地，机床液压油的散热需求量为Q0，第一机组100的冷却量为Q1，第二机组200的冷却量为Q2，当Q0＜Q1或Q0＜Q2时，所述冷却模式采用单独冷却模式；当Q1+Q2＞Q0≥Q1或Q1+Q2＞Q0≥Q2时，所述冷却模式采用并联冷却模式；当Q0＞Q1+Q2时，所述冷却模式采用串联冷却模式。

优选地，当所述冷却模式为单独冷却模式时，控制第一机组100的第一进油支路11与机床的油池或回油口贯通，第一机组100的第二进油支路12、第二出油支路14截止，第一机组100的第一出油支路13与机床的油池或供油口贯通，控制第二机组200的第一进油支路11、第二进油支路12截止、第一出油支路13、第二出油支路14皆截止。进一步地，控制第一机组100的油泵112运转、第一电磁阀122、第三电磁阀142截止、第二电磁阀132导通，控制第二机组200的油泵112、第一电磁阀122、第二电磁阀132、第三电磁阀142皆截止。

优选地，当所述冷却模式为并联冷却模式时，控制第一机组100及第二机组200的第一进油支路11与机床的油池或回油口贯通，第一机组100及第二机组200的第二进油支路12、第二出油支路14截止，第一机组100、第二机组200的第一出油支路13与机床的油池或供油口贯通。进一步地，控制第一机组100及第二机组200的油泵112运转、第一电磁阀122、第三电磁阀142截止、第二电磁阀132导通；或，控制第一机组100及第二机组200的第一电磁阀122、第二电磁阀132导通，油泵112运转，第三电磁阀142截止。

优选地，当所述冷却模式为串联冷却模式时，控制第一机组100的第一进油支路11与机床的油池或回油口贯通，第二进油支路12、第一出油支路13截止，第二出油支路14与第二机组200的第二进油支路12贯通；第二机组200的第一进油支路11、第二出油支路14截止，第一出油支路13与机床的油池或供油口贯通。进一步地，控制第一机组100的油泵112运转、第一电磁阀122、第二电磁阀132截止、第三电磁阀142导通；控制第二机组200的油泵112停止运转、第一电磁阀122、第二电磁阀132贯通、第三电磁阀142截止。

前述的独立冷却模式、并联冷却模式及串联冷却模式，例如可以采用预设控制模块的方式内嵌与计算机系统中(选择按钮)，在计算机的显示界面上进行控制即可，当然，也可以是采用预设触发阈值的方式实现所述油冷却系统的自适应控制，进而实现更为适合液压油散热量需求的冷却模式的切换。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种油冷却系统，其特征在于，包括冷却机组，所述冷却机组包括第一进油支路(11)、第二进油支路(12)、第一出油支路(13)、第二出油支路(14)，所述第一进油支路(11)与所述第二进油支路(12)并联后汇总至液压油换热管(15)的进口，所述第一出油支路(13)与所述第二出油支路(14)并联后汇总至所述液压油换热管(15)的出口，所述第一进油支路(11)、第二进油支路(12)、第一出油支路(13)、第二出油支路(14)分别能够单独可控地导通或者截止，所述第一进油支路(11)具有第一进油口(111)，所述第二进油支路(12)具有第二进油口(121)，所述第一出油支路(13)具有第一出油口(131)，所述第二出油支路(14)具有第二出油口(141)，所述冷却机组具有两组，分别为第一机组(100)、第二机组(200)，其中所述第一机组(100)的第一进油口(111)与第二机组(200)的第一进油口(111)共管连接，第一机组(100)的第二进油口(121)与第二机组(200)的第二出油口(141)共管连接，第一机组(100)的第一出油口(131)与第二机组(200)的第一出油口(131)共管连接，第一机组(100)的第二出油口(141)与第二机组(200)的第二进油口(121)共管连接，所述液压油换热管(15)能够对其内的液压油进行散热。

2.根据权利要求1所述的油冷却系统，其特征在于，所述第二进油支路(12)中串联有第一电磁阀(122)，和/或，所述第一出油支路(13)中串联有第二电磁阀(132)，和/或，所述第二出油支路(14)中串联有第三电磁阀(142)。

3.根据权利要求2所述的油冷却系统，其特征在于，所述第一进油支路(11)中串联有油泵(112)。

4.根据权利要求1所述的油冷却系统，其特征在于，在所述液压油换热管(15)的进口处设置有进口油温感应包(151)，在所述液压油换热管(15)的出口处设置有出口油温感应包(152)。

5.一种油冷却系统的控制方法，其特征在于，所述油冷却系统为权利要求1所述的油冷却系统，所述控制方法包括：

获取冷却模式，所述冷却模式包括单独冷却模式、并联冷却模式、串联冷却模式；

控制第一进油支路(11)、第二进油支路(12)、第一出油支路(13)、第二出油支路(14)的通断切换第一机组(100)、第二机组(200)的联结方式。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，获取进口油温感应包(151)的第一温度T1，获取设定出口油温目标值T0，当T1-T0＞△T时，其中△T为机组最大温差设定值，所述冷却模式采用串联冷却模式。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当T1-T0≤△T时，所述冷却模式采用并联冷却模式或单独冷却方式。

8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，第一进油支路(11)中串联有油泵(112)，获取油泵(112)的运行信息，当所述油泵(112)故障时，所述冷却模式采用串联冷却模式或单独冷却模式。

9.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，机床液压油的散热需求量为Q0，第一机组(100)的冷却量为Q1，第二机组(200)的冷却量为Q2，当Q0＜Q1或Q0＜Q2时，所述冷却模式采用单独冷却模式。

10.根据权利要求9所述的控制方法，当Q1+Q2＞Q0≥Q1或Q1+Q2＞Q0≥Q2时，所述冷却模式采用并联冷却模式。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，当Q0＞Q1+Q2时，所述冷却模式采用串联冷却模式。

12.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当所述冷却模式为单独冷却模式时，控制第一机组(100)的第一进油支路(11)与机床的油池或回油口贯通，第一机组(100)的第二进油支路(12)、第二出油支路(14)截止，第一机组(100)的第一出油支路(13)与机床的油池或供油口贯通，控制第二机组(200)的第一进油支路(11)、第二进油支路(12)截止、第一出油支路(13)、第二出油支路(14)皆截止。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，控制第一机组(100)的油泵(112)运转、第一电磁阀(122)、第三电磁阀(142)截止、第二电磁阀(132)导通，控制第二机组(200)的油泵(112)、第一电磁阀(122)、第二电磁阀(132)、第三电磁阀(142)皆截止。

14.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当所述冷却模式为并联冷却模式时，控制第一机组(100)及第二机组(200)的第一进油支路(11)与机床的油池或回油口贯通，第一机组(100)及第二机组(200)的第二进油支路(12)、第二出油支路(14)截止，第一机组(100)、第二机组(200)的第一出油支路(13)与机床的油池或供油口贯通。

15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，控制第一机组(100)及第二机组(200)的油泵(112)运转、第一电磁阀(122)、第三电磁阀(142)截止、第二电磁阀(132)导通；或，控制第一机组(100)及第二机组(200)的第一电磁阀(122)、第二电磁阀(132)导通，油泵(112)运转，第三电磁阀(142)截止。

16.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当所述冷却模式为串联冷却模式时，控制第一机组(100)的第一进油支路(11)与机床的油池或回油口贯通，第二进油支路(12)、第一出油支路(13)截止，第二出油支路(14)与第二机组(200)的第二进油支路(12)贯通；第二机组(200)的第一进油支路(11)、第二出油支路(14)截止，第一出油支路(13)与机床的油池或供油口贯通。

17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，控制第一机组(100)的油泵(112)运转、第一电磁阀(122)、第二电磁阀(132)截止、第三电磁阀(142)导通；控制第二机组(200)的油泵(112)停止运转、第一电磁阀(122)、第二电磁阀(132)贯通、第三电磁阀(142)截止。

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