CN110109487A - 一种智能冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能冷却系统，包括深水井、低位水池、高位水箱、模盘，模盘位于深水井上方，高位水箱通过管路一与低位水池连接，管路一上设置有水泵一，低位水池通过管路二与模盘连接，还包括控制器，高位水箱出水口一通过管路四与管路二相通处设有三通，水泵二设置在三通与低位水池的管路二上，低位水池通过管路三连接位于深水井一侧的开口，控制器连接水泵一、水泵二。本发明可实现铝合金熔炼领域冷却水供应的智能化控制，有效地降低人为操作不当造成的事故发生率，可以有效避免故障或停电时冷却水供给不足的问题。

Description

一种智能冷却系统

技术领域

本发明涉及熔铸冷却领域，具体涉及一种智能冷却系统。

背景技术

在现阶段有色金属加工行业中，特别是在铝合金的熔铸过程中，因铝液在700度以上，需要大量水冷却，一旦遇到人为操作不当、机器故障、停电等紧急情况，因冷却水供应不及时，已经发生了多起爆炸事故。同时，因需大量水冷却，冷却过程中必将导致大量的水蒸汽生成，遍布整个熔铸空间，影响了能见度，导致意外发生时不能很好的辨别方向，并因未进行有效处理，既污染了空气，又影响了熔铸过程中各个使用装置的性能。

另外，因未能有效地监测冷却水的使用情况，导致冷却水的短缺、浪费，进而地导致铸件得不到很好的冷却，引发事故。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种智能冷却系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种智能冷却系统，包括深水井、低位水池、高位水箱、模盘，所述模盘位于所述深水井正上方，所述高位水箱通过管路一与所述低位水池连接，所述低位水池通过管路二与所述模盘连接，还包括控制器，所述管路一上设置有水泵一，所述高位水箱出水口一通过管路四与所述管路二相通处设有三通，水泵二设置在所述三通与所述低位水池的所述管路二上，所述低位水池通过管路三连接位于所述深水井一侧的开口，所述水泵一、水泵二与所述控制器连接。

进一步地，还包括蒸汽回收装置，设置于模盘正上方，且与所述高位水箱连接，其中，所述蒸汽回收装置还设置有监测装置一，与所述控制器连接，用于监测获取所述模盘的状态信息S，并将所述模盘的状态信息发送至所述控制器。

进一步地，根据所述状态信息S，所述控制指令控制所述蒸汽回收装置、水泵一、水泵的运行。

进一步地，所述管路一、管路二上设置分别有监测装置二、监测装置三，且均与所述控制器连接，用于监测所述管路中的水流量信息，其中，所述监测装置二、监测装置三分别监测获取对应管路预设时间间隔t内的流量监测均值U1、U2，并实时与预设均值一、预设均值二进行比较运算。

进一步地，当所述流量监测均值U低于所述预设均值二，所述控制器控制所述水泵一启动。

进一步地，所述高位水箱出水口一处设置有电子阀，与所述控制器连接，当所述监测均值U1、U2与所述预设均值比较为异常值时，则所述控制器指令开启所述电子阀。

进一步地，所述高位水箱具有出水口二，所述电子阀还包括压力监测部件，所述压力监测部件用于监测所述高位水箱内的水的存储情况，当所述压力监测部件监测的压力值小于预设压力值时，所述控制器控制所述水泵一持续向所述高位水箱输送水，且当所述压力值等于/大于所述预设压力值时，所述高位水箱内的水可通过出水口二流至所述管路四。

进一步地，还包括可活动管路，当所述压力值等于/大于所述预设压力值时，所述控制器控制所述可活动管路对接连通所述出水口二、进水口。

进一步地，还包括不间断电源，且与所述控制器、电子阀连接，所述控制器配置为根据所述不间断电源的信号打开所述电子阀。

进一步地，所述管路二、管路四、管路三分别设有逆止阀一、逆止阀二、水泵三，其中所述逆止阀一设置位于所述三通与所述水泵二之间。

本发明与现有技术相比，具备以下优点：本发明通过设置高位水箱，将所述水泵一、水泵二与所述控制器连接，同时根据所监测装置反馈回来的信息，实现水泵的智能控制，可以有效地避免人为操作不当导致冷却水供给不足；同时通过设于高位水箱出水口处的电子阀或设于管路中的逆止阀，可以有效避免故障或停电时冷却水供给不足的问题。另外，通过对所述高位水箱的改进和引入不间断电源，提高了整个冷却装置的控制力。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明一个实施例的结构视图；

图2为本发明另一个实施例的结构视图。

附图标记说明：

1-深水井；2-模盘；3-蒸汽回收装置；4-出水口二；5-高位水箱；6-进水口；7-出水口一；8-管路一；9-水泵一；10-低位水池；11-单向阀；12-管路二；13-水泵二；14-管路三；15-逆止阀一；16-逆止阀二；17-水泵三；18-控制器；19-不间断电源；20-三通；21-管路四；22-可活动管路

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明为一种智能冷却系统，根据图1-2所示讲述以下实施例：

实施例一：

一种智能冷却系统，包括深水井1、低位水池10、高位水箱5、模盘2，所述模盘2位于所述深水井1正上方，所述高位水箱5通过管路一8与所述低位水池10连接，所述低位水池10通过管路二12与所述模盘2连接，还包括控制器18，所述管路一8上设置有水泵一9，所述高位水箱5出水口一7通过管路四21与所述管路二12相通处设有三通20，水泵二13设置在所述三通20与所述低位水池10的所述管路二12上，所述低位水池10通过管路三14连接位于所述深水井1一侧的开口，所述控制器18连接所述水泵一9、水泵二13。

进一步地，还包括蒸汽回收装置3，设置于模盘2正上方，且与所述高位水箱5连接，其中，所述蒸汽回收装置还设置有监测装置一，与所述控制器18连接，用于监测获取所述模盘2的状态信息S，并将所述模盘2的状态信息发送至所述控制器18。

进一步地，根据所述状态信息S，所述控制18指令控制所述蒸汽回收装置3、水泵一9、水泵13的运行。

进一步地，所述管路一8、管路二12上设置分别有监测装置二、监测装置三，且均与所述控制器18连接，用于监测所述管路中的水流量信息，其中，所述监测装置二、监测装置三分别监测获取对应管路预设时间间隔t内的流量监测均值U1、U2，并发送至所述控制器，并实时与预设均值一、预设均值二进行比较运算。

进一步地，当所述流量监测均值U2低于所述预设均值二，所述控制器18控制所述水泵一9启动。

进一步地，所述高位水箱出水口一7处设置有电子阀，与所述控制器18连接，当所述监测均值U1、U2与所述预设均值比较为异常值时，则所述控制器18指令开启所述电子阀。

进一步地，所述高位水箱具有出水口二4，所述电子阀还包括压力监测部件，所述压力监测部件用于监测所述高位水箱内的水的存储情况，当所述压力监测部件监测的压力值小于预设压力值时，所述控制器18控制所述水泵一持续向所述高位水箱输送水，且当所述压力值等于/大于所述预设压力值时，所述高位水箱内的水可通过出水口二4流至所述管路四21。

进一步地，还包括可活动管路22，当所述压力值等于/大于所述预设压力值时，所述控制器18控制所述可活动管路22对接连通所述出水口二4、进水口6。

进一步地，还包括不间断电源19，且与所述控制器18、电子阀连接，所述控制器18配置为根据所述不间断电源19的信号打开所述电子阀。

进一步地，所述管路二12、管路四21、管路三14分别设有逆止阀一15、逆止阀二16、水泵三17，其中所述逆止阀一15设置位于所述三通20与所述水泵二13之间。

实施例二：

一种智能冷却系统，包括深水井1、低位水池10、高位水箱5、模盘2，所述模盘2位于所述深水井1正上方，所述高位水箱5通过管路一8与所述低位水池10连接，所述低位水池10通过管路二12与所述模盘2连接，还包括控制器18，所述管路一8上设置有水泵一9，所述高位水箱5出水口一7通过管路四21与所述管路二12相通处设有三通20，水泵二13设置在所述三通20与所述低位水池10的所述管路二12上，所述低位水池10通过管路三14连接位于所述深水井1一侧的开口，所述控制器18连接所述水泵一9、水泵二13。

其中，所述开口位于接近所述深水井的井口处，在通过所述管路二12对所述模盘2进行冷却水供给过程中，所述深水井1中的冷却水不断积累，当水位达到该开口时，可通过连接该开口的管路三14排至所述低位水池10，防止冷却水的四溢，特别的，所述深水井1可以预先储备有到达该水位的水量。所述控制器18连接所述水泵一9、水泵二13。所述水泵设置连接信号装置，用于监测所述水泵是否处于顺利运行状态，所述控制器18可根据所述信号装置返回的信号，控制所述水泵的开启和关闭，比如，位于所述水泵二13内的信号装置返回所述水泵二13停止运行或低功率运行的信号时，则判断开启所述水泵一9，进行冷却水的补充操作，以向所述模盘2提供充足的冷却水，防止事故的发生。

在一些实施例中，位于所述深水井1一侧的开口位于接近所述深水井1的井底处，其中，所述管路三14上设置有水泵三17，并与所述控制器18连接，当所述低位水池10水位较低且无外部水源进行水供给时，所述控制器18控制启动所述水泵三17将所述深水井中的水输送至低位水池10。

进一步地，还包括蒸汽回收装置3，设置于模盘2正上方，且与所述高位水箱5连接，其中，所述蒸汽回收装置3还设置有监测装置一，与所述控制器18连接，用于监测获取所述模盘2的状态信息S，并将所述模盘2的状态信息发送至所述控制器18。所述状态信息S包括热量值、温度值。

优选地，所述监测装置一为红外热成像装置，用于通过非接触探测取所述模盘2表面的热量，也即温度场，并将其转换为电信号，并传送所述控制器18，计算得到温度值，并将所述温度值与所述模盘2作业的温度区间等级进行匹配。其中，结合所述铝加工行业的铝液温度情况，所述温度区间等级分为：0～150℃、151℃～300℃、301℃～500℃、501℃～600℃、601℃～2000℃等五个等级。

另外，所述蒸汽回收装置3还包括监测装置一、风扇、回收管及设置于所述回收管内的冷凝器，其中，所述回收管为螺旋形的管道。当所述检测装置检测到所述模盘2在进行冷却工作且有蒸汽生成时，则向所述控制器发送检测信号，所述控制器18根据该监测获取的状态信息S控制所述蒸汽回收装置3启动风扇，将所述蒸汽吸入所述蒸汽回收装置3，液化成水并通过连接的外置管道，将液化水输送至高位水箱5，实现水蒸汽的二次利用，减少冷却水的消耗，同时降低水蒸汽对熔铸车间内设备性能的损害，并提高车间环境。

进一步地，根据所述状态信息S，所述控制器18指令控制所述蒸汽回收装置3、水泵一9、水泵13的运行。其中，如所述状态信息S中的温度值落入0～150℃这个温度区间值，则所述控制器18指令所述蒸汽回收装置3、水泵9、水泵13降低运行功率，进而地减少向所述模盘2输送的水，同时也可以有效避免；反之，如根据所述状态信息S，所述控制器18接收到的所述温度值持续增长，并落入其它温度区间，则所述控制器18控制所述蒸汽回收装置3、水泵9、水泵13提升运行功率，进而增加向所述模盘2输送的水，同时加快回收因给所述模盘2降温产生的蒸汽，避免蒸汽扩散整个作业区间。其中，所述蒸汽回收装置3、水泵9、水泵13各自运行功率亦划分与所述温度区间等级相对应，如低运行功率对应低温度区间等级，以便于所述控制器18进行智能化调整。

根据所述状态信息S，所述控制器18智能指令控制所述蒸汽回收装置3、水泵一9、水泵13的运行，一方面可以很好的对所述模盘2进行降温处理，另一方面可以有效地节约冷却水。

进一步地，所述管路一8、管路二12上设置分别有监测装置二、监测装置三，且均与所述控制器18连接，用于监测所述管路中的水流量信息，其中，所述监测装置二、监测装置三分别监测获取对应管路预设时间间隔t内的流量监测均值U1、U2，并发送至所述控制器18，并实时与预设均值一、预设均值二进行比较运算。其中，考虑到根据所述状态信息S，所述控制器18会实时调整所述水泵的运行功率，故，所述流量监测均值与所述预设均值进行比较时，所述控制器还获取所述状态信息S,，进行校正处理。同时，如在某一段时间内，所述状态信息S中的温度值持续增长变化，跳跃几个温度区间值，所述控制器18亦向所述水泵发送调整运行功率的指令，如该时间间隔t内的流量监测均值U低于预设均值或无波动变化，则判令对应的水泵故障。

另外，上述流量监测均值为对应管路上的水泵运行时进行监测获取的均值，即管路二12对应的水泵二12运行时，监测装置三处于监测运行状态，此时管路一8对应的监测装置二处于不监测状态，同时，所述控制器18控制所述水泵一9运行预设的一段时间，使得所述高位水箱蓄有一定量的水。

其中，所述流量监测均值U1、U2的计算方法如下：

其中，U为流量监测均值，S表示管路的横截面积，v表示水流速度，t表示固定的预设时间间隔。

另外，所述流量监测均值存储至堆栈中。

进一步地，当所述流量监测均值U2低于所述预设均值二，所述控制器18控制所述水泵一9启动。其中，启动所述水泵一9，通过向所述高位水箱补充，避免因所述水泵二向所述模盘2供应水不足导致安全事故发生。

进一步地，所述高位水箱出水口一7处设置有电子阀，与所述控制器18连接，当所述监测均值U1、U2与所述预设均值比较为异常值时，则所述控制器18指令开启所述电子阀。其中，大于所述监测均值U1、U2对应的管路上的水泵最低运行功率运行时所监测到的水流量监测均值的，为正常值，反之低于该水流量监测均值的，为所述异常值，当然，如管路二12对应的水泵运行时，监测装置三处于监测运行状态，此时管路一8对应的监测装置二处于不监测状态，对应的监测均值U1不会出现异常值。当所述监测均值U2为异常值时，所述控制器18根据该监测均值U2指令控制所述水泵一9运行，同时打开所述电子阀，如所述监测均值U1、U2均表现为异常值时，所述控制器18指令所述电子阀持续打开，以持续向所述模盘2供应水。

进一步地，所述高位水箱具有出水口二4，所述电子阀还包括压力监测部件，所述压力监测部件用于监测所述高位水箱内的水的存储情况，当所述压力监测部件监测的压力值小于预设压力值时，所述控制器18控制所述水泵一持续向所述高位水箱输送水，且当所述压力值等于/大于所述预设压力值时，所述高位水箱内的水可通过出水口二4流至所述管路四21。

进一步地，还包括可活动管路22，当所述压力值等于/大于所述预设压力值时，所述控制器18控制所述可活动管路22对接连通所述出水口二4、进水口6。其中，所述可活动管路20的一端通过软管连接与所述高位水箱5的出水口二4，另一端则固定于可伸缩活动结构，所述可伸缩活动结构固定于所述高位水箱5的内部。当所述水位监测器返回至所述控制器9的数据信息达到预先设定的数值时，所述控制器5在指令控制所述水泵一9停止的同时，同时指令控制所述可伸缩活动结构带动所述可活动管路22伸缩一定距离，使所述可活动管路22刚好对接连通所述出水口二4、进水口6，使得所述水泵二13故障时，所述控制器18控制所述水泵一9启动时，通过管路一8进入所述高位水箱5的水可以通过所述可活动管路22更快速的达到所述出水口二4。

进一步地，还包括不间断电源19，且与所述控制器18、电子阀连接，所述控制器18配置为根据所述不间断电源19的信号打开所述电子阀。如当停电时，电源供应切换至所述不间断电源19，由所述不间断电源19支持所述控制器18的运行，所述控制器18控制所述电子阀的开启，所述高位水箱5中的水可以通过所述管路四21流至模盘2，持续向所述模盘2提供冷却水，而所述单向阀11则可以防止水倒流至所述低位水池10。

进一步地，所述管路二12、管路四21、管路三14分别设有逆止阀一15、逆止阀二16、水泵三17，其中所述逆止阀一15设置位于所述三通20与所述水泵二13之间。如逆止阀二16结构，从水泵二13抽水至模盘2时，逆止阀二16下方有水压，此时，所述阀门将处于闭合状态，水无法从逆止阀二16处流至高位水箱。当所述水泵二13故障，出现停止或低功率运行时，逆止阀二16下方无水压或水压较低，所述逆止阀二16将自动打开，高位水箱5的水在重力作用下流出。同时所述控制器18将根据所述水泵二13的故障信息判断是否启动所述水泵一9。

在一些实施例中，所述低位水池10内还设置有压力监测器，且连接水源补充装置，其中，所述压力监测器连接所述控制器18，当所述压力监测器返回的压力数据信息低于预先设定的数值时，则控制水源补充装置进行水补充操作，如高于预先设定的数值，则控制停止水源补充装置的运行。

本发明与现有技术相比，具备以下优点：本发明通过设置高位水箱，将所述水泵一、水泵二与所述控制器连接，同时根据所监测装置反馈回来的信息，实现水泵的智能控制，可以有效地避免人为操作不当导致冷却水供给不足；同时通过设于高位水箱出水口处的电子阀或设于管路中的逆止阀，可以有效避免故障或停电时冷却水供给不足的问题。另外，通过对所述高位水箱的改进和引入不间断电源19，提高了整个冷却装置的控制力。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种智能冷却系统，包括深水井(1)、低位水池(10)、高位水箱(5)、模盘(2)，所述模盘(2)位于所述深水井(1)上方，所述高位水箱(5)通过管路一(8)与所述低位水池(10)连接，所述低位水池(10)通过管路二(12)与所述模盘(2)连接，其特征在于，还包括控制器(18)，所述管路一(8)上设置有水泵一(9)，所述高位水箱(5)出水口一(7)通过管路四(21)与所述管路二(12)相通处设有三通(20)，水泵二(13)设置在所述三通(20)与所述低位水池(10)的所述管路二(12)上，所述低位水池(10)通过管路三(14)连接位于所述深水井(1)一侧的开口，所述水泵一(9)、水泵二(13)与所述控制器(18)连接。

2.如权利要求1所述的智能冷却系统，其特征在于，还包括蒸汽回收装置(3)，设置于模盘(2)正上方，且与所述高位水箱(5)连接，其中，所述蒸汽回收装置还设置有监测装置一，与所述控制器(18)连接，用于监测获取所述模盘(2)的状态信息S，并将所述模盘(2)的状态信息发送至所述控制器(18)。

3.如前述权利要求之一所述的智能冷却系统，其特征在于，根据所述状态信息S，所述控制器(18)指令控制所述蒸汽回收装置(3)、水泵一(9)、水泵(13)的运行。

4.如前述权利要求之一所述的智能冷却系统，其特征在于，所述管路一(8)、管路二(12)上设置分别有监测装置二、监测装置三，且均与所述控制器(18)连接，用于监测所述管路中的水流量信息，其中，所述监测装置二、监测装置三分别监测获取对应管路预设时间间隔t内的流量监测均值U1、U2，并发送至所述控制器(18)，并实时与预设均值一、预设均值二进行比较运算。

5.如前述权利要求之一所述的智能冷却系统，其特征在于，当所述流量监测均值U2低于所述预设均值二，所述控制器(18)控制所述水泵一(9)启动。

6.如前述权利要求之一所述的智能冷却系统，其特征在于，所述高位水箱(5)出水口一(7)处设置有电子阀，与所述控制器(18)连接，当所述监测均值U1、U2与所述预设均值比较为异常值时，则所述控制器(18)指令开启所述电子阀。

7.如前述权利要求之一所述的智能冷却系统，其特征在于，所述高位水箱(5)具有出水口二(4)，所述电子阀还包括压力监测部件，所述压力监测部件用于监测所述高位水箱(5)内的水的存储情况，当所述压力监测部件监测的压力值小于预设压力值时，所述控制器(18)控制所述水泵一(9)持续向所述高位水箱(5)输送水，且当所述压力值等于/大于所述预设压力值时，所述高位水箱(5)内的水可通过出水口二(4)流至所述管路四(21)。

8.如前述权利要求之一所述的智能冷却系统，其特征在于，还包括可活动管路(22)，当所述压力值等于/大于所述预设压力值时，所述控制器(18)控制所述可活动管路(22)对接连通所述出水口二(4)、进水口(6)。

9.如前述权利要求之一所述的智能冷却系统，其特征在于，还包括不间断电源(19)，且与所述控制器(18)、电子阀连接，所述控制器(18)配置为根据所述不间断电源(19)的信号打开所述电子阀。

10.如前述权利要求之一所述的智能冷却系统，其特征在于，所述管路二(12)、管路四(21)、管路三(14)分别设有逆止阀一(15)、逆止阀二(16)、水泵三(17)，其中所述逆止阀一(15)设置于所述三通(20)与所述水泵二(13)。