CN112605712B - 以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置，主要用来连接于一工具机的构件与一冷却装置之间的管路，该辅助装置包含有：一四向电子阀，具有一前端入口、一前端出口、一后端出口以及一后端入口，该四向电子阀电性连接于一控制源，并受该控制源的控制来切换二种通路状态；一出液通道，一端连接于该后端出口，另一端供液体流出至该工具机的构件；一回流液进入通道，一端连接于该后端入口，另一端供自该工具机的构件回流的液体进入；以及一泵，设于该出液通道以及该回流液进入通道二者其中之一，且电性连接于该控制源，受该控制源的控制来驱动泵所设置的通道内的液体移动。

Description

以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置

技术领域

本发明与工具机的温度控制技术有关，特别是指一种以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置。

背景技术

现有已知对工具机降温的技术，主要是利用一储存槽内部容置冷却液，并藉由一冷却装置来对该储存槽进行冷却，使冷却后的冷却液流至工具机来使其降温。

中国台湾公告第I593501号专利，揭露了一种工具机恒温控制统以及流路切换阀，其主要是用来调整一工具机运作时的温度，藉以提升工具机的加工精度与品质。其主要达成上述功能的技术手段是，利用其储存槽、泵、冷却装置以及流路切换阀来提供冷却的效果，而在加热方面，则是另外再设置温度感知器及加热装置。

前述的已知技术虽然利用了冷却装置及加热装置来对储存槽内的液体进行冷却以及加热，再把这个冷却液藉由泵打入工具机的容置筒内，藉以调整工具机运作时的温度，然而，在实际运作时，并不是那么容易达成温度控制的。因为，其无论是加热或冷却，都是在冷却之后才流回至储存槽内或直接在储存槽内加热的，然而，储存槽内的液体量远大于管路内的液体量，因此，加热或冷却后的液体流回至储存槽内后，对整个储存槽内的液体的温度而言，影响非常有限，进一步来看，无论是加热或冷却，要使整个储存槽内的液体升温或降温，是要耗费相当多的时间以及相当大的功率的，这样一来，就无法提供快速的升温或降温需求，而仅能慢慢等待其储存槽内的液体升温或降温，之后才能对工具机产生有效的温度调整效果。此外，前述技术还需要改装工具机原本配合的冷却装置，才能有效工作，而改装就改变了原有的结构，这样的状况也较容易产生故障的问题。

由此可见，前述已知技术具有温度调整速度极慢的问题，在温度调整速度需求较高的场合而言，即较不适用。而且还有需要改装原有冷却装置或储存槽的问题。

发明内容

由前述已知技术来看，其具有温度调整速度很慢的问题，这样的技术无法满足需要快速调整温度的场合。此外，前述的温度调整装置必须要改装原有的冷却装置或储存槽，也会有因改装而增加成本以及改装后可能故障问题。

基于上述说明，本发明提出一种以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置，其可在欲调升工具机的构件的温度时，提供升温的效果，此外，还不需改装工具机原来所配合使用的冷却装置。

为了达成上述效果，本发明提出一种以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置，主要用来连接于一工具机的构件与一冷却装置之间的管路，该辅助装置包含有：一四向电子阀，具有一前端入口、一前端出口、一后端出口以及一后端入口，该四向电子阀电性连接于一控制源，并受该控制源的控制来切换二种通路状态，于第一种通路状态时，该前端入口与该后端出口相通，但不与该前端出口相通，且该后端入口与该前端出口相通，但不与该后端出口相通；于第二种通路状态时，该前端入口与该前端出口相通，但不与该后端出口相通，且该后端入口与该后端出口相通，但不与该前端出口相通；该前端入口用以供该冷却装置的液体进入，该前端出口用以供液体流出至该冷却装置；一出液通道，一端连接于该后端出口，另一端供液体流出至该工具机的构件；一回流液进入通道，一端连接于该后端入口，另一端供自该工具机的构件回流的液体进入；以及一泵，设于该出液通道以及该回流液进入通道二者其中之一，且电性连接于该控制源，受该控制源的控制来驱动泵所设置的通道内的液体移动。

藉此，本发明可以针对本来就具有冷却装置工具机提供其主轴额外的升温功能，并且仍保留其原有的降温功能，而可以在升温时提供提升工具机的构件的温度的效果，此外，本发明不需改装工具机原来所配合使用的冷却装置，解决了前述已知的先前技术的问题。

附图说明

图1是本发明第一较佳实施例的方块示意图。

图2是本发明第一较佳实施例的电路方块图。

图3是本发明第一较佳实施例的安装状态图。

图4是本发明第一较佳实施例的动作示意图。

图5是本发明第一较佳实施例的另一动作示意图。

图6是本发明第二较佳实施例的方块示意图。

图7是本发明第二较佳实施例的电路方块图。

其中，附图标记：

10以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置

11四向电子阀 111前端入口 113前端出口

115后端出口 117后端入口 13出液通道

15回流液进入通道 17泵 21控制源

81工具机主轴 811出液口 812入液口

91冷却装置 911出液口 912回流口

99管体

10’以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置

11’四向电子阀 111’前端入口 113’前端出口

13’出液通道 15’回流液进入通道 17’泵

18’入液通道 19’回流液出液通道 21’控制源

31’加热器 33’温度感知器 81’工具机主轴

91’冷却装置 100’壳体

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术特点所在，兹举以下的较佳实施例并配合图式说明如后，其中：

如图1至图3所示，本发明第一较佳实施例所提供的一种以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置10，主要用来连接于一工具机的构件与一冷却装置91之间的管路，于本第一实施例中，该工具机的构件以工具机主轴81为例，以下主要以工具机主轴81来进行说明。该以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置10主要由一四向电子阀11、一出液通道13、一回流液进入通道15以及一泵17所组成，其中：

该四向电子阀11，具有一前端入口111、一前端出口113、一后端出口115以及一后端入口117，该四向电子阀11电性连接于一控制源21，并受该控制源21的控制来切换二种通路状态，这里的控制源21可以是一个外部控制盒，例如工具机本身的控制盒，或外部微电脑控制模块。于切换为第一种通路状态时，该前端入口111与该后端出口115相通，但不与该前端出口113相通，且该后端入口117与该前端出口113相通，但不与该后端出口115相通；于第二种通路状态时，该前端入口111与该前端出口113相通，但不与该后端出口115相通，且该后端入口117与该后端出口115相通，但不与该前端出口113相通。该前端入口111用以供该冷却装置91的液体进入，该前端出口113用以供液体流出至该冷却装置91。

该出液通道13，一端连接于该后端出口115，另一端供液体流出至该工具机主轴81。

该回流液进入通道15，一端连接于该后端入口117，另一端供自该工具机主轴81回流的液体进入。

该泵17，设于该出液通道13以及该回流液进入通道15二者其中之一，于本第一实施例中以设于该出液通道13为例，且该泵17电性连接于该控制源21，受该控制源21的控制来驱动泵17所设置的通道内的液体移动。

于本第一实施例中，该控制源21在控制该四向电子阀11切换于第一种通路状态时，该前端入口111也不与该后端入口117相通；而在切换于第二种通路状态时，该前端入口111仍然不与该后端入口117相通。

以上说明了本第一实施例的结构，接下来说明本第一实施例的操作状态。

如图3所示，在使用前，先将本发明安装于一工具机主轴81与一冷却装置91之间的管路上，由于现有具有冷却装置91的工具机，在工具机主轴81与冷却装置91之间通常以一输送管以及一回流管做为冷却液(以下均称为液体)的去与回的循环通道，而且冷却装置91本身即具有储水槽、冷却压缩机以及用来驱动液体的驱动马达(图中未示)，因此，其本来就能独立运转进行冷却。而在安装本发明时，即可将这个输送管以及回流管切开，再将本发明连接于这两个管切开的管口，或是直接以新管替换掉被切开的旧管来连接。于本案中，均以新管安装为例说明。在安装后，该冷却装置91的出液口911即藉由一管体99连接于该前端入口111，而该出液通道13则藉由一管体99连接于该工具机主轴81的入液口812；此外，该工具机主轴81的出液口811亦藉由一管体99连接于该回流液进入通道15，该前端出口113则藉由一管体99连接于该冷却装置91的回流口912。其中，前述的各管体99、回流液进入通道15、出液通道13以及该四向电子阀11内均充满了液体。

如图4所示，在实际操作时，以降温操作为例，使用者可对该控制源21下达指令来使其进行降温的运作，此时，该控制源21控制该四向电子阀11切换为第一种通路状态，藉此，由该冷却装置91的出液口911所流出的液体就会进入该前端入口111，再由该后端出口115流出而进入该出液通道13，最后进入至该工具机主轴81，藉以提供冷却效果。而液体在该工具机主轴81内吸热后，即由该工具机主轴81的出液口811流出，并进入该回流液进入通道15，再进入该后端入口117，接着由该前端出口113流出而经由该回流口912回流至该冷却装置91中。由此可知，在进行冷却时，本发明仅是让原来的冷却装置91所提供的液体通过，而形成与现有冷却装置91相同的冷却循环路径，来对工具机主轴81进行降温。

如图5所示，在进行升温操作时，使用者可对该控制源21下达指令来使其进行升温的动作，此时，该控制源21即控制该四向电子阀11切换为第二种通路状态，藉此，由该冷却装置91的出液口911所流出的液体就会进入该前端入口111，再由该前端出口113流出而经由该回流口912回流至该冷却装置91中，亦即，该冷却装置91所流出的液体不会流至该工具机主轴81。同时，该控制源21也控制该泵17运转，使该出液通道13内的液体被驱动而流入该工具机主轴81，而由该工具机主轴81流出的液体即进入该回流液进入通道15，最后再进入该四向电子阀11的该后端入口117，再由该后端出口115流出至该出液通道13内，亦即，吸收了该工具机主轴81运转时的热能的液体，不会回流至该冷却装置91，而是在该出液通道13、工具机主轴81、回流液进入通道15以及该四向电子阀11之间循环，而藉由该工具机主轴81本身运转时所产生的热来进行升温的动作。

由上可知，本发明所提出的第一实施例可以针对本来就具有冷却装置91的工具机提供利用其主轴热能来升温的功能，并且仍然保留其原有的降温功能，而为一种可以提供升降温效果的辅助装置。在进行降温时，是让该冷却装置91所提供的冷却液体通过来直接对该工具机主轴81进行冷却；而在进行升温时，则切换流路，使得该冷却装置91的冷却液体无法流到该工具机主轴81，而让工具机主轴81所流出的液体形成独立的循环通道，并利用工具机主轴81本身运转时产生的热量来对这个独立循环通道内的液体加热，达到升温的效果。

须得一提的是，本发明使用该四向电子阀11来达到流路切换的技术，相较于使用多个单向电子阀的技术而言，本发明的整体体积小得很多，因此具有整体体积较小的优点。此外，在进行冷却或升温的过程中，温度较低的液体以及温度较高的液体都会经过该四向电子阀11，因此或许会有在该四向电子阀11因冷热交换而导致液体的温度被平衡掉了的疑虑，然而，由于该四向电子阀11内的流路很短，因此即使真的发生冷热交换的效应，其对液体本身温度造成的影响甚小，亦即液体经过该四向电子阀11所产生的温度变化不大，因此，整体而言，是能正常运作的。

此外，在一般的工具机中，需要被冷却的工具机上的构件通常是工具机主轴81、马达以及中空螺杆等多个装置，因此，本发明的辅助装置10，其提供调整温度效果的对象即不限于该工具机主轴81，而也可以改为对马达或中空螺杆来提供调整温度的效果。至于替换为马达或中空螺杆后与本发明的辅助装置10的连接的方式，则与该工具机主轴81与本发明的辅助装置的连接方式相同，因此不再赘述。

请再参阅图6至图7，本发明第二较佳实施例所提供的一种以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置10’，主要概同于前揭第一实施例，不同之处在于：

在本第二实施例中更包含有一加热器31’以及一温度感知器33’，该加热器31’设于该出液通道13’与该回流液进入通道15’二者至少其中之一，亦即，可以设置于该出液通道13’，也可以设置于该回流液进入通道15’，或者也可以设置于该两者，于本第二实施例中以设置于该出液通道13’为例，该加热器31’电性连接于该控制源21’而受该控制源21’的控制来提供加热效果。该温度感知器33’，设于该回流液进入通道15’，且电性连接于该控制源21’。

该控制源21’于本第二实施例中为一微电脑，而不是外部的控制源21’，在设置时可以设置在一个壳体100’内，而于该壳体100’内即设置有该四向电子阀11’、该出液通道13’、该回流液进入通道15’以及该泵17’。

于本第二实施例中更具有一入液通道18’以及一回流液出液通道19’，该入液通道18’的一端连接于该前端入口111’，另一端则连接于该冷却装置91’，用以供液体由该冷却装置91’进入再进入该前端入口111’；该回流液出液通道19’的一端连接于该前端出口113’，另一端则连接于该冷却装置91’，用以供液体流出至该冷却装置91’。

本第二实施例在使用时，在进行升温操作时，可以藉由该控制源21’来控制该加热器31’对液体进行额外的加热，进而使得在该出液通道13’、工具机主轴81’、回流液进入通道15’以及该四向电子阀11’之间循环的液体能更快速的升温，达到快速加热升温的效果。而该温度感知器33’则可以针对由该工具机主轴81’所流出的液体进行温度检测，该控制源21’即可以藉由该温度感知器33’的感测结果来判断该工具机主轴81’内的液体温度，藉以依其判断逻辑来决定接下来应进行降温操作或升温操作，这个判断逻辑与本案所申请的技术特征无关，因此不予详述。

本第二实施例的其余结构及所能达成的功效均概同于前揭第一实施例，于此不再赘述。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，主要用来连接于一工具机的构件与一冷却装置之间的管路，该辅助装置包含有：

一四向电子阀，具有一前端入口、一前端出口、一后端出口以及一后端入口，该四向电子阀电性连接于一控制源，并受该控制源的控制来切换二种通路状态，于第一种通路状态时，该前端入口与该后端出口相通，但不与该前端出口相通，且该后端入口与该前端出口相通，但不与该后端出口相通；于第二种通路状态时，该前端入口与该前端出口相通，但不与该后端出口相通，且该后端入口与该后端出口相通，但不与该前端出口相通；该前端入口用以供该冷却装置的液体进入，该前端出口用以供液体流出至该冷却装置；

一出液通道，一端连接于该后端出口，另一端供液体流出至该工具机的构件；

一回流液进入通道，一端连接于该后端入口，另一端供自该工具机的构件回流的液体进入；以及

一泵，设于该出液通道以及该回流液进入通道二者其中之一，且电性连接于该控制源，受该控制源的控制来驱动泵所设置的通道内的液体移动。

2.如权利要求1所述的以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，更包含有一入液通道以及一回流液出液通道，该入液通道的一端连接于该前端入口；该回流液出液通道的一端连接于该前端出口。

3.如权利要求1所述的以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，更包含有一加热器以及一温度感知器，该加热器设于该出液通道与该回流液进入通道二者至少其中之一，电性连接于该控制源而受该控制源的控制来提供加热效果；该温度感知器，设于该回流液进入通道，且电性连接于该控制源。

4.如权利要求1所述的以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，该控制源为一微电脑。

5.如权利要求1所述的以四向电子阀对工具机的构件提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，该控制源为一外部控制盒。

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