CN112719250B - 一种恒温恒压的冷却循环系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒温恒压的冷却循环系统及其控制方法，通过控制第一冷却组件、第二冷却组件、浊冷泵和热水泵之间的运行状态，实现恒温控制，确保铸造机能够被充分冷却，进而确保产品品质。控制冷水泵的功率，达到调节铸造机，进水压力的目的，实现恒压控制。

Description

一种恒温恒压的冷却循环系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及铝棒铸造领域，尤其是指一种恒温恒压的冷却循环系统及其控制方法。

背景技术

由于在铸造铝棒的过程中铝液变为铝棒释放大量热量会产生大量的热量，且为使铝液能够及时冷却形成铝棒，需要对铝液进行冷却。恒温、恒压循环水是控制铝棒内部组织质量最关键的因素，目前通常采用水冷循环的方式对铸锭进行冷却。

在铸造机的水冷循环系统主要由恒温冷却循环系统和恒压冷却循环系统构成。其中，恒温冷却循环系统主要是通过传统的传感器与仪表来参与冷却塔的控制。而恒压冷却循环系统主要是通过变频器恒速控制，固定频率给定。且由于冷却循环系统存在水蒸发、溢流等情况，水池还需要通过补水系统进行间断性地补水。上述铝棒铸造用的恒温冷却循环系统、恒压冷却循环系统和补水系统相对独立，三个系统之间不存在关联，导致控制过程较为繁琐，且智能化程度低、安全性低、冷却效果不佳，进而导致产品品质无法达到最佳。由于恒压冷却循环系统一般通过变频器实现多段速度调节，对水压进行阶梯控制，使供水压力灵敏度较低，难以更加精确地进行压力控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种恒温恒压的冷却循环系统及其控制方法，克服现有技术中的冷却循环系统冷却效果不佳的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种恒温恒压冷却循环系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：设定上限值，当冷水池的水温达到上限值时，第一冷却组件和浊冷泵启动，热水池进入自循环状态；

S2：当热水池处于自循环状态时，设定下限值、第一水位值、第二水位值和第三水位值，当冷水池的水位值小于第一水位值且热水池的水位值大于第二水位值时，热水泵和第二冷却组件同步启动；

或者当冷水池的水温小于下限值时，第一冷却组件和浊冷泵停止，第二冷却组件和热水泵同步启动，热水池与冷水池进入热循环状态；

S3：当热水池的水位值小于第二水位值或冷水池的水位值大于第三水位值时，热水泵和第二冷却组件同步停止；

S4：设定第四水位值，当热水池的水位值大于第四水位值时，热水泵启动；

当热水池的水位值小于第二水位值或冷水池的水位值大于第三水位值时，热水泵停止；

S5：设定第五水位值、第六水位值和第七水位值；

当冷水池的水位值小于第五水位值且热水池的水位值小于第六水位值时，启动水阀，为冷水池补充冷水；

当冷水池水位大于第七水位值时，水阀关闭；

S6：设定第一压力值，当铸造机的实际进水压力小于第一压力值时，提高冷水泵的功率至第一功率，并使冷水泵运行第一时间；

当铸造机的实际进水压力仍小于第一压力值时，提高冷水泵的功率至第二功率，并使冷水泵运行第二时间，直至铸造机的实际进水压力达到第一压力值。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：

一种恒温恒压冷却循环系统，包括冷水池、浊冷泵、热水泵、第一冷却组件、热水池、第二冷却组件和至少两个用于为铸造机供水的冷水泵；

所述冷水池的出口、所述第一冷却组件、铸造机、所述热水池的第一进口、所述热水池的第一出口、所述热水泵、所述第二冷却组件和所述冷水池的第一进口依次连通，构成冷却循环；

所述冷水池的第二进口通过水阀与用于为所述冷水池补充冷水的水源连通；

所述热水池的第二出口和第二进口分别与所述浊冷泵和所述第一冷却组件连通并构成自循环。

本发明的有益效果在于：在本发明中，当冷水池中的水温大于上限值时，冷水池中的冷水温度仅能满足铸造机的最低冷却需求，因此通过设置浊冷泵和第一冷却组件实现热水池的自循环，避免冷水池内的热水继续升温，导致铸造机无法正常运行，为冷水池内的冷水和第二冷却组件提供自我冷却的时间，同时由第一冷却组件对热水池进行降温；而由于热水池进入自循环状态时，冷水池的水位不断下降，热水池的水位不断上升，当冷水池的水位值小于第一水位值且热水池的水位值大于第二水位值时，热水泵启动，直至冷水池与热水池中的水位回到平衡状态，实现恒温控制以及水位平衡控制；通过控制冷水泵的功率，实现对铸造机的进水压力恒定控制。在本发明中，恒温控制系统、恒压控制系统以及补水系统之间紧密关联，通过参数的设定使各个系统之间共同配合，使冷却循环系统始终保持平衡状态，智能化程度高，对铸造机的冷却效果良好，进而能够使铸造机所铸造的产品品质得到提升。

附图说明

图1为本发明中一种恒温恒压冷却循环系统的流程图。

标号说明：

1、冷水池；2、浊冷泵；3、热水泵；

4、第一冷却组件；41、第一冷却塔；

5、热水池；

6、第二冷却组件；61、第二冷却塔；

7、铸造机；8、变频器；

81、冷水泵A；82、冷水泵B；83、冷水泵C。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种恒温恒压冷却循环系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：设定上限值，当冷水池的水温达到上限值时，第一冷却组件和浊冷泵启动，热水池进入自循环状态；

S2：当热水池处于自循环状态时，设定下限值、第一水位值、第二水位值和第三水位值，当冷水池的水位值小于第一水位值且热水池的水位值大于第二水位值时，热水泵和第二冷却组件同步启动；

或者当冷水池的水温小于下限值时，第一冷却组件和浊冷泵停止，第二冷却组件和热水泵同步启动，热水池与冷水池进入热循环状态；

S3：当热水池的水位值小于第二水位值或冷水池的水位值大于第三水位值时，热水泵和第二冷却组件同步停止；

S4：设定第四水位值，当热水池的水位值大于第四水位值时，热水泵和第二冷却组件同步启动；

并当热水池的水位值小于第二水位值或冷水池的水位值大于第三水位值时，热水泵和第二冷却组件同步停止；

S5：设定第五水位值、第六水位值和第七水位值；

当冷水池的水位值小于第五水位值且热水池的水位值小于第六水位值时，启动水阀，为冷水池补充冷水；

当冷水池水位大于第七水位值时，水阀关闭。

S6：设定第一压力值，当铸造机的实际进水压力小于第一压力值时，提高冷水泵的功率至第一功率，并使冷水泵运行第一时间；

当铸造机的实际进水压力仍小于第一压力值时，提高冷水泵的功率至第二功率，并使冷水泵运行第二时间，直至铸造机的实际进水压力达到第一压力值。

本发明的工作原理在于：

通过第一冷却组件和浊冷泵实现热水池的自循环，通过热水泵、第二冷却组件和冷水泵，在冷水池、铸造机和热水池间形成热循环，由热循环和热水池的自循环实现对铸造机的恒温冷却；

通过控制冷水泵的功率实现水流的恒压控制；

通过水阀实现水位的平衡控制。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在本发明中，当冷水池中的水温大于上限值时，冷水池中的冷水温度仅能满足铸造机的最低冷却需求，因此通过设置浊冷泵和第一冷却组件实现热水池的自循环，避免冷水池内的热水继续升温，导致铸造机无法正常运行，为冷水池内的冷水和第二冷却组件提供自我冷却的时间，同时由第一冷却组件对热水池进行降温；而由于热水池进入自循环状态时，冷水池的水位不断下降，热水池的水位不断上升，当冷水池的水位值小于第一水位值且热水池的水位值大于第二水位值时，热水泵启动，直至冷水池与热水池中的水位回到平衡状态，实现恒温控制以及水位平衡控制；通过控制冷水泵的功率，实现对铸造机的进水压力恒定控制。在本发明中，恒温控制系统以及补水系统之间紧密关联，通过参数的设定使各个系统之间共同配合，使冷却循环系统始终保持平衡状态，智能化程度高，对铸造机的冷却效果良好，进而能够使铸造机所铸造的产品品质得到提升。

进一步的，所述S6中还包括：

通过变频器的频率变化调节冷水泵的功率。

由上述描述可知，通过变频器调节冷水泵的功率，实现对进水压力的准确控制，确保循环系统实现恒压控制。

一种恒温恒压冷却循环系统，包括冷水池、浊冷泵、热水泵、第一冷却组件、热水池、第二冷却组件和至少两个用于为铸造机供水的冷水泵；

所述冷水池的出口、所述第一冷却组件、铸造机、所述热水池的第一进口、所述热水池的第一出口、所述热水泵、所述第二冷却组件和所述冷水池的第一进口依次连通，构成冷却循环；

所述冷水池的第二进口通过水阀与用于为所述冷水池补充冷水的水源连通；

所述热水池的第二出口和第二进口分别与所述浊冷泵和所述第一冷却组件连通并构成自循环。

由上述描述可知，对铸造机冷却后的水将流入热水池中，设置热水泵和第二冷却组件，能够将热水进行冷却后排入冷水池，实现冷却循环；设置第一冷却组件和浊冷泵，能够使热水池实现自循环冷却，并给第二冷却组件和热水泵留出为自身降温的时间，实现整个冷却循环系统的恒温运行；设置有至少两个冷水泵，能够避免当其中一个冷水泵出现故障的时候，冷却循环系统停机，导致铸造机无法正常运行，确保了冷却循环系统的正常运行，并且能够通过冷水泵的功率改变，实现水流的恒压控制，进而实现冷却循环系统的恒温恒压控制，改善了对铸造机的冷却效果。

进一步的，还包括用于调节所述冷水泵进水量的变频器；

所述变频器分别与多个所述冷水泵电连接。

由上述描述可知，设置变频器，能够同时对多个冷水泵进行功率调节，达到控制出水压力的目的。

进一步的，还包括控制器；

所述控制器分别与所述浊冷泵、所述热水泵、所述第一冷却组件、所述第二冷却组件和所述冷水泵电连接。

由上述描述可知，控制器用于协调控制各个装置之间的运行状态，实现智能化控制。

进一步的，所述第一冷却组件包括至少两个第一冷却塔；

两个所述第一冷却塔并联设置并同时与所述热水池的第二进口和所述浊冷泵连通。

由上述描述可知，设置多个第一冷却塔，提高热水的冷却效率，起到对热水池内的热水进行降温的目的。

进一步的，所述第二冷却组件包括至少两个第二冷却塔；

所述第二冷却塔的一端通过所述热水泵与所述热水池连通，所述第二冷却塔的另一端与所述冷水池连通。

由上述描述可知，设置多个第二冷却塔，能够提高热水的冷却效率，确保进入冷水池内的冷水温度。

进一步的，所述热水泵设置有三个。

进一步的，所述浊冷泵设置有两个。

进一步的，所述冷水泵设置有三个。

由上述描述可知，设置多个热水泵、多个浊冷泵和多个冷水泵，一方面用于提高水循环效率，另一方面用于避免当其中一个泵发生故障时，整个系统无法正常运行。

实施例一

一种恒温恒压的冷却循环系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：设定上限值，当冷水池1的水温达到上限值时，第一冷却组件4和浊冷泵2启动，热水池5进入自循环状态；

S2：当热水池5进入自循环状态，设定下限值、第一水位值、第二水位值和第三水位值，当冷水池1的水位值小于第一水位值且热水池5的水位值大于第二水位值时，即冷水池1的冷水处于低水位状态而热水池5的热水处于高水位状态下，热水泵3和第二冷却组件6同时启动，热水池5内的热水经过冷却降温后进入冷水池1中；

当冷水池1的水温小于下限值时，第一冷却组件4和浊冷泵2停止，第二冷却组件6和热水泵3同步启动，热水池5与冷水池1进入热循环状态；

其中，上限值大于下限值。

S3：当热水池5的水位值小于第二水位值或冷水池1的水位值大于第三水位值时，即当热水池5内的热水处于低水位或冷水池1内的冷水处于最高水位状态下，热水泵3和第二冷却组件6同步停止；

S4：设定第四水位值，当热水池5的水位值大于第四水位值时，热水泵3启动；

并当热水池5的水位值小于第二水位值或冷水池1的水位值大于第三水位值时，热水泵3和第二冷却组件6同步停止；

S5：设定第五水位值、第六水位值和第七水位值；当冷水池1的水位值小于第五水位值且热水池5的水位值小于第六水位值时，启动水阀，为冷水池1补充冷水；当冷水池1水位大于第七水位值时，水阀关闭。由于冷却水的蒸发以及流失，补水系统需要不定时的进行补水。

S6：设定第一压力值，当铸造机7的实际进水压力小于第一压力值时，提高冷水泵的功率至第一功率，并使冷水泵运行第一时间；当铸造机7的实际进水压力仍小于第一压力值时，提高冷水泵的功率至第二功率，并使冷水泵运行第二时间，直至铸造机7的实际进水压力达到第一压力值，并保持实际进水压力始终处于第一压力值；用于连通冷水泵和冷水池1的管道上，装设有压力传感器，用于监测水压。

由于冷水泵的功率调整与管道压力变化之间存在滞后，因此需要在冷水泵的功率达到设定值后运行第一时间，用于稳定管道压力。

其中，S6中还包括：通过变频器8的频率变化调节冷水泵的功率。

实施例二

一种恒温恒压的冷却循环系统，包括冷水池1、浊冷泵2、热水泵3、第一冷却组件4、热水池5、第二冷却组件6和至少两个用于为铸造机7供水的冷水泵；冷水池的出口、第一冷却组件4、铸造机7、热水池5的第一进口、热水池5的第一出口、热水泵3、第二冷却组件6和冷水池1的第一进口依次连通，构成冷却循环；

冷水池1的第二进口通过水阀与用于为冷水池1补充冷水的水源连通；热水池5的第二出口和第二进口分别与浊冷泵2和第一冷却组件4连通并构成自循环。优选的，热水泵3设置有三个；浊冷泵2设置有两个；冷水泵设置有三个。其中，冷水泵分为冷水泵A81、冷水泵B82和冷水泵C83，其中，冷水泵C83为备用水泵，而冷水泵A81、冷水泵B82在正常工作状态下同时运行。为实现温度检测，冷水池1和热水池5内分别装设有第一温度传感器和第二温度传感器。具体的，为实现对冷水池1和热水池5进行液位监控，在冷水池1和热水池5中分别装设有一个液位传感器。

参照图1，还包括用于调节冷水泵进水量的变频器8；变频器8分别与多个冷水泵电连接。优选的，变频器8为ABB变频器。

具体的，还包括控制器；控制器分别与浊冷泵2、热水泵3、第一冷却组件4、第二冷却组件6、第一温度传感器、第二温度传感器、压力传感器、冷水泵和两个液位传感器电连接。优选的，控制器与变频器8之间以RS385的方式进行通信。其中，水位是通过液位传感器进行监测，液位传感器通过液位变送器把液位高度转化为4-20ma电流信号，并发送至控制器，由控制器对实现智能化控制。

参照图1，第一冷却组件4包括至少两个第一冷却塔41；两个第一冷却塔41并联设置并同时与热水池5的第二进口和浊冷泵2连通。

参照图1，第二冷却组件6包括至少两个第二冷却塔61；第二冷却塔61的一端通过热水泵3与热水池5连通，第二冷却塔61的另一端与冷水池1连通。

综上所述，本发明提供的一种恒温恒压的冷却循环系统及其控制方法，通过热水泵和第二冷却组件可在冷水池和热水池之间实现热循环，并通过第一冷却组件和浊冷泵，实现热水池的自循环，热循环与自循环状态能够根据冷水池的温度以及冷水池和热水池的水位情况在控制器的控制下进行转换，实现了恒温控制并且实现了水位平衡，通过控制器和变频器对多个冷水泵进行功率调节，可实现恒压控制，且调节精度更高。本发明可使冷却循环系统在恒温恒压的状态下进行冷却循环，整个冷却循环系统的工作性能稳定，冷却效果良好，使所铸造的铝棒质量得到提升。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种恒温恒压的冷却循环系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设定上限值，当冷水池的水温达到上限值时，第一冷却组件和浊冷泵启动，热水池进入自循环状态；

S2：当热水池处于自循环状态时，设定下限值、第一水位值、第二水位值和第三水位值，当冷水池的水位值小于第一水位值且热水池的水位值大于第二水位值时，热水泵和第二冷却组件同步启动；

或者当冷水池的水温小于下限值时，第一冷却组件和浊冷泵停止，第二冷却组件和热水泵同步启动，热水池与冷水池进入热循环状态；

S3：当热水池的水位值小于第二水位值或冷水池的水位值大于第三水位值时，热水泵和第二冷却组件同步停止；

S4：设定第四水位值，当热水池的水位值大于第四水位值时，热水泵启动；

当热水池的水位值小于第二水位值或冷水池的水位值大于第三水位值时，热水泵停止；

S5：设定第五水位值、第六水位值和第七水位值；

当冷水池的水位值小于第五水位值且热水池的水位值小于第六水位值时，启动水阀，为冷水池补充冷水；

当冷水池水位大于第七水位值时，水阀关闭；

S6：设定第一压力值，当铸造机的实际进水压力小于第一压力值时，提高冷水泵的功率至第一功率，并使冷水泵运行第一时间；当铸造机的实际进水压力仍小于第一压力值时，提高冷水泵的功率至第二功率，并使冷水泵运行第二时间，直至铸造机的实际进水压力达到第一压力值。

2.根据权利要求1所述的一种恒温恒压的冷却循环系统的控制方法，其特征在于，所述S6中还包括：

通过变频器的频率变化调节冷水泵的功率。

3.一种恒温恒压的冷却循环系统，其特征在于，包括冷水池、浊冷泵、热水泵、第一冷却组件、热水池、第二冷却组件和至少两个用于为铸造机供水的冷水泵；

所述冷水池的出口、所述冷水泵、铸造机、所述热水池的第一进口、所述热水池的第一出口、所述热水泵、所述第二冷却组件和所述冷水池的第一进口依次连通，构成冷却循环；

所述冷水池的第二进口通过水阀与用于为所述冷水池补充冷水的水源连通；

所述热水池的第二出口和第二进口分别与所述浊冷泵和所述第一冷却组件连通并构成自循环；

所述冷却循环系统的控制方法包括以下步骤：

S1：设定上限值，当冷水池的水温达到上限值时，第一冷却组件和浊冷泵启动，热水池进入自循环状态；

S2：当热水池处于自循环状态时，设定下限值、第一水位值、第二水位值和第三水位值，当冷水池的水位值小于第一水位值且热水池的水位值大于第二水位值时，热水泵和第二冷却组件同步启动；

或者当冷水池的水温小于下限值时，第一冷却组件和浊冷泵停止，第二冷却组件和热水泵同步启动，热水池与冷水池进入热循环状态；

S3：当热水池的水位值小于第二水位值或冷水池的水位值大于第三水位值时，热水泵和第二冷却组件同步停止；

S4：设定第四水位值，当热水池的水位值大于第四水位值时，热水泵启动；

当热水池的水位值小于第二水位值或冷水池的水位值大于第三水位值时，热水泵停止；

S5：设定第五水位值、第六水位值和第七水位值；

当冷水池的水位值小于第五水位值且热水池的水位值小于第六水位值时，启动水阀，为冷水池补充冷水；

当冷水池水位大于第七水位值时，水阀关闭；

S6：设定第一压力值，当铸造机的实际进水压力小于第一压力值时，提高冷水泵的功率至第一功率，并使冷水泵运行第一时间；当铸造机的实际进水压力仍小于第一压力值时，提高冷水泵的功率至第二功率，并使冷水泵运行第二时间，直至铸造机的实际进水压力达到第一压力值。

4.根据权利要求3所述的一种恒温恒压的冷却循环系统，其特征在于，还包括用于调节所述冷水泵进水量的变频器；

所述变频器分别与多个所述冷水泵电连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种恒温恒压的冷却循环系统，其特征在于，还包括控制器；

所述控制器分别与所述浊冷泵、所述热水泵、所述第一冷却组件、所述第二冷却组件和所述冷水泵电连接。

6.根据权利要求3所述的一种恒温恒压的冷却循环系统，其特征在于，所述第一冷却组件包括两个第一冷却塔；

两个所述第一冷却塔并联设置并同时与所述热水池的第二进口和所述浊冷泵连通。

7.根据权利要求3所述的一种恒温恒压的冷却循环系统，其特征在于，所述第二冷却组件包括至少两个第二冷却塔；

所述第二冷却塔的一端通过所述热水泵与所述热水池连通，所述第二冷却塔的另一端与所述冷水池连通。

8.根据权利要求3所述的一种恒温恒压的冷却循环系统，其特征在于，所述热水泵设置有三个。

9.根据权利要求3所述的一种恒温恒压的冷却循环系统，其特征在于，所述冷水泵设置有三个。

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