CN114396735A - 一种电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统及配气方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统与配气方法，其中，配气系统包括设置有冷头输送气体总管的脉冲管式冷头、设置有出气管和回流管的气体压缩机、气体转接头、第一电磁阀组、第二电磁阀组、PLC控制器、自动程控电脑；所述气体转接头包括三个端口，其中，第一端口与所述冷头输送气体总管连通，第二端口通过第一电磁阀组与所述出气管连通，第三端口通过第二电磁阀组与所述回流管连通，所述第一电磁阀组和第二电磁阀组均与所述PLC控制器电连接，所述PLC控制器与所述自动程控电脑电连接。本发明提供的配气系统不仅可以使进、排气互不干扰，配气更加准确，同时也实现了对进、排气流量与阀门开闭时间相位的精准控制。

Description

一种电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统及配气方法
技术领域
本发明涉及配气系统自动控制技术领域，尤其涉及一种电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统及配气方法。
技术背景
一般低频供气的制冷机(频率在1.0-2.4Hz)需要有旋转配气阀来控制脉冲管冷头的进气与排气，并提供周期性的气源，以保证脉冲管制冷机的正常工作循环。其工质氦气到达冷头的内部是低频的高压(20-25个大气压)气体。经过压缩机压缩后的高压气体，通过转动的机械旋转阀被送进冷头里面，冷头抽出的气体也要经过机械旋转阀再回送到压缩机，这样就对机械旋转阀的性能提出了非常严苛的要求。首先要求机械旋转阀的端面与端面的密封性必须好、必须耐磨，而且旋转部件是易损和经常需要更换与维护的零部件。同时，机械旋转阀的部件都是价格昂贵的零件，这对于控制脉冲管制冷机的使用成本非常不利。更重要的是，脉冲管机械旋转阀带来的旋转运动，都将引起震动、摩擦噪音、磨损等一系列问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统及配气方法，旨在解决现有脉冲管制冷机配气系统的部件易磨损、密封性较差、维护成本较高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其中，包括设置有冷头输送气体总管的脉冲管式冷头，设置有出气管和回流管的气体压缩机，所述冷头输送气体总管上连接有气体转接头，所述气体转接头包括三个端口，其中，第一端口与所述冷头输送气体总管连通，第二端口通过第一电磁阀组与所述出气管连通，第三端口通过第二电磁阀组与所述回流管连通，所述第一电磁阀组和第二电磁阀组均与一PLC控制器电连接，所述PLC控制器与一自动程控电脑电连接。
所述的电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其中，所述第一电磁阀组包括两个电磁阀，所述第二电磁阀组包括两个电磁阀。
所述的电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其中，所述脉冲管式冷头上还设置有一级冷头气库和二级冷头气库。
所述的电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其中，所述气体压缩机为氦气压缩机。
所述的电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其中，所述电磁阀包括电磁阀座、设置在电磁阀座上的第一接口法兰和第二接口法兰，所述第一接口法兰内设置有气体进口通道，所述第二接口法兰内设置有气体出口通道，所述气体进口通道上设置有在磁场作用下可上下移动的控制阀芯，所述控制阀芯的外侧环绕设置有磁铁线圈，所述磁铁线圈通过导线与所述PLC控制器电连接。
所述的电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其中，所述控制阀芯包括一端固定设置的回位弹簧以及与所述回位弹簧另一端固定连接的铁杆。
一种基于所述电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统的配气方法，其中，包括步骤：
当向脉冲管式冷头送气时，PLC控制器根据自动程控电脑设定的程序向第一电磁阀组发送电信号；
所述第一电磁阀组根据接收的电信号强度来控制打开相应的阀门开度，气体压缩机通过出气管向所述脉冲管式冷头送气。
所述的配气方法，其中，还包括步骤：
当脉冲管式冷头排气时，PLC控制器根据自动程控电脑设定的程序向第二电磁阀组发送电信号；
所述第二电磁阀组根据接收的电信号强度打开相应的阀门开度，在气压差的作用下，所述脉冲管式冷头向所述气体压缩机排出气体。
有益效果：本发明提供了一种电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，通过以多个电磁阀组来替代现有机械旋转阀，这些电磁阀组分别安装在脉冲管式冷头的进气口管路和排气口管路中，通过自动程控电脑和PLC控制器控制每个电磁阀组的开关状况，这样不仅可以使进、排气互不干扰，配气更加准确，同时也实现了对进、排气流量与阀门开闭时间相位的精准控制。本发明在脉冲管制冷机配气过程中，实现了避免大尺寸运动部件的使用，且配气过程中无噪音、无干扰、无振动无机械磨损。
附图说明
图1为本发明一种电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统结构示意图。
图2为本发明电磁阀的剖视图。
具体实施方式
本发明提供了一种电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统及配气方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1为本发明提供的一种电脑程控自动脉冲管制冷剂配气系统的结构示意图，如图所示，其包括设置有冷头输送气体总管1的脉冲管式冷头2、设置有出气管3和回流管4的气体压缩机5、气体转接头6、第一电磁阀组7、第二电磁阀组8、PLC控制器9、自动程控电脑10；所述气体转接头6包括三个端口，其中，第一端口61与所述冷头输送气体总管1连通，第二端口62通过第一电磁阀组7与所述出气管3连通，第三端口63通过第二电磁阀组8与所述回流管4连通，所述第一电磁阀组7和第二电磁阀组8均与所述PLC控制器9电连接，所述PLC控制器9与所述自动程控电脑10电连接。
本实施例以两个电磁阀组来替代现有机械旋转阀，这些电磁阀组分别安装在脉冲管式冷头2的进气口管路和排气口管路中，通过自动程控电脑10和PLC控制器9控制每个电磁阀组的开关状况，这样不仅可以使进、排气互不干扰，配气更加准确，同时也实现了对进、排气流量与阀门开闭时间相位的精准控制。本实施例在脉冲管制冷机配气过程中，实现了避免大尺寸运动部件的使用，且配气过程中无噪音、无干扰、无振动无机械磨损。本实施例提供的电脑程控自动脉冲管制冷剂配气系统还可以实现远程、实时、网络操控，其维护方便、更换零部件快速、灵活。
在一些实施方式中，如图1所示，所述第一电磁阀组包括两个电磁阀，所述第二电磁阀组包括两个电磁阀。当然，本实施例中所述第一电磁阀组和第二电磁阀组所包含的电磁阀数量并不限于两个，可根据配气量的精准控制程度设定若干个电磁阀。
在一些实施方式中，如图1所示，所述脉冲管式冷头2上还设置有一级冷头气库21和二级冷头气库22。
在一些实施方式中，所述气体压缩机为氦气压缩机，则本实施例为所述脉冲管式冷头配送的气体为氦气。当然，本实施例中的气体压缩机也可以为氮气压缩机、氖气压缩机等。
在一些实施方式中，如图2所示，所述电磁阀包括电磁阀座11、设置在电磁阀座11上的第一接口法兰12和第二接口法兰13，所述第一接口法兰13内设置有气体进口通道14，所述第二接口法兰13内设置有气体出口通道15，所述气体进口通道14上设置有在磁场作用下可上下移动的控制阀芯16，所述控制阀芯16的外侧环绕设置有磁铁线圈17，所述磁铁线圈17通过导线与所述PLC控制器9电连接；所述控制阀芯16包括一端固定设置的回位弹簧161以及与所述回位弹簧161另一端固定连接的铁杆162。
本实施例所述电磁阀的工作原理如下所示：所述自动程控电脑发送电信号给PLC控制器，所述PLC控制器通过导线将电信号发送给磁铁线圈，所述磁铁线圈给控制阀芯16发出动作信号，在磁场的作用下，电磁阀中心的控制阀芯16就会上下移动，从而控制流经电磁阀的气体的截断与流通以及不同的阀门开度等。本实施例主要是构建一套全新的电磁控制系统来替代以往的机械阀门系统，所述脉冲管式冷头的进、排气阀门的准确、时间精准正时配气与时间相位掌握，都由这套控制系统完成。
在一些实施方式中，基于所述电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，本发明还提供一种电脑程控自动脉冲管制冷机的配气方法，其包括步骤：当向脉冲管式冷头送气时，PLC控制器根据自动程控电脑设定的程序向第一电磁阀组发送电信号；所述第一电磁阀组根据接收的电信号强度打开相应的阀门开度，气体压缩机通过出气管向所述脉冲管式冷头送气；当脉冲管式冷头排气时，PLC控制器根据自动程控电脑设定的程序向第二电磁阀组发送电信号；所述第二电磁阀组根据接收的电信号强度打开相应的阀门开度，在气压差的作用下，所述脉冲管式冷头向所述气体压缩机排出气体。
具体来讲，本发明主要是将气体压缩机提供出来的经过冷却的高压气体，经过气体管路中的电磁阀组送进入到脉冲管式冷头中；同样，排气管路中，从脉冲管式冷头中返回来的回流气体(或叫排气)经过电磁阀组，再回送到气体压缩机中，这样就形成了进、排气的自动控制的完整配气过程。在本实施例中，当需要向脉冲管式冷头送气时，PLC控制器根据自动程控电脑设定的程序向第一电磁阀组发送电信号，所述第一电磁阀组根据接收的电信号强度打开相应的电磁阀阀门开度，高压气体进入脉冲管式冷头顶部的膨胀腔实现膨胀，然后再通过回热器管进入脉冲管，从而达到向脉冲管提供气体的目的。
当脉冲管式冷头需要回抽排气时，PLC控制器根据自动程控电脑设定的程序向第二电磁阀组发送电信号，所述第二电磁阀组根据接收的电信号强度打开相应的电磁阀阀门开度，从脉冲管式冷头和一级冷头气库以及二级冷头气哭中排出气体，气体在压差的作用下，通过电磁阀迅速把排出的气体送回到气体压缩机中，这也是脉冲管制冷机能实现制冷循环最为关键的一步。
综上所述，本发明通过以多个电磁阀组来替代现有机械旋转阀，这些电磁阀组分别安装在脉冲管式冷头的进气口管路和排气口管路中，通过自动程控电脑和PLC控制器控制每个电磁阀组的开关状况，这样不仅可以使进、排气互不干扰，配气更加准确，同时也实现了对进、排气流量与阀门开闭时间相位的精准控制。本发明在脉冲管制冷机配气过程中，实现了避免大尺寸运动部件的使用，且配气过程中无噪音、无干扰、无振动无机械磨损。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其特征在于，包括设置有冷头输送气体总管的脉冲管式冷头、设置有出气管和回流管的气体压缩机、气体转接头、第一电磁阀组、第二电磁阀组、PLC控制器、自动程控电脑；所述气体转接头包括三个端口，其中，第一端口与所述冷头输送气体总管连通，第二端口通过第一电磁阀组与所述出气管连通，第三端口通过第二电磁阀组与所述回流管连通，所述第一电磁阀组和第二电磁阀组均与所述PLC控制器电连接，所述PLC控制器与所述自动程控电脑电连接。
2.根据权利要求1所述的电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其特征在于，所述第一电磁阀组包括两个电磁阀，所述第二电磁阀组包括两个电磁阀。
3.根据权利要求1所述的电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其特征在于，所述脉冲管式冷头上还设置有一级冷头气库和二级冷头气库。
4.根据权利要求1所述的电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其特征在于，所述气体压缩机为氦气压缩机。
5.根据权利要求2所述的电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其特征在于，所述电磁阀包括电磁阀座、设置在电磁阀座上的第一接口法兰和第二接口法兰，所述第一接口法兰内设置有气体进口通道，所述第二接口法兰内设置有气体出口通道，所述气体进口通道上设置有在磁场作用下可上下移动的控制阀芯，所述控制阀芯的外侧环绕设置有磁铁线圈，所述磁铁线圈通过导线与所述PLC控制器电连接。
6.根据权利要求5所述的电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统，其特征在于，所述控制阀芯包括一端固定设置的回位弹簧以及与所述回位弹簧另一端固定连接的铁杆。
7.一种基于权利要求1-6任一所述电脑程控自动脉冲管制冷机配气系统的配气方法，其特征在于，包括步骤：
当向脉冲管式冷头送气时，PLC控制器根据自动程控电脑设定的程序向第一电磁阀组发送电信号；
所述第一电磁阀组根据接收的电信号强度来控制打开相应的阀门开度，气体压缩机通过出气管向所述脉冲管式冷头送气。
8.根据权利要求7所述的配气方法，其特征在于，还包括步骤：
当脉冲管式冷头排气时，PLC控制器根据自动程控电脑设定的程序向第二电磁阀组发送电信号；
所述第二电磁阀组根据接收的电信号强度打开相应的阀门开度，在气压差的作用下，所述脉冲管式冷头向所述气体压缩机排出气体。
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