CN207918909U - 一种冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种冷却装置，涉及热处理技术领域。该冷却装置包括内向外依次设有加热室、热交换室以及水冷散热室的真空炉本体。其中，加热室具有热交换口，加热室通过热交换口与热交换室连通，加热室在热交换口处设置有开度调节装置，水冷散热室设置有水流开度阀。该冷却装置还包括温控系统和中央控制系统，水流开度阀、开度调节装置以及温控系统分别与中央控制系统连接。其中，温控系统用于发送热交换室的室内温度信息至中央控制系统；中央控制系统用于根据室内温度信息控制水流开度阀的开度，以及控制开度调节装置动作以调节热交换口的开度。本实用新型提供的冷却装置实现冷却速度精准的自动控制功能。

Description

一种冷却装置

技术领域

本实用新型涉及热处理技术领域，具体而言，涉及一种冷却装置。

背景技术

真空炉的目的是将真空淬火的优势(产品不氧化、不脱碳、表面光亮、无腐蚀污染等)保持下来，同时完成回火工艺去除淬火应力，减少变形开裂和完善材料组织的技术要求。其中真空炉冷却装置的目的有缩短工艺时间，提高设备生存率；节约能源和材料消耗；抑制某些材料的回火脆性。

但是真空炉冷却装置一直是真空炉的一项复杂的技术难点，目前冷却装置的控制方式有带冷却风扇的快速冷却方式和随炉冷却的慢速冷却方式。其中想要精确的控制冷却速度给真空炉的设计提出了很高的要求。

真空炉冷却设计，目前一般采用冷却风扇+热交换器的方式。这种设计对于要求快冷速的热处理是可以满足要求的。但是对于要求冷速比较慢，同时要求精确控制冷却速度有以下难点：

(1)在冷却风扇的吹动下，降温速度很快；

(2)装炉量不同，冷却的速度不好控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冷却装置，以实现冷却速度精准的自动控制功能。

本实用新型是这样实现的：

一种冷却装置，包括真空炉本体，所述真空炉本体由内向外依次设有加热室、热交换室以及水冷散热室，所述加热室具有热交换口，所述加热室通过所述热交换口与所述热交换室连通，所述加热室在所述热交换口处设置有开度调节装置，所述冷却装置还包括温控系统和中央控制系统，所述水冷散热室设置有水流开度阀，所述水流开度阀、所述开度调节装置以及所述温控系统分别与所述中央控制系统连接；

所述温控系统，用于发送所述热交换室的室内温度信息至所述中央控制系统；

所述中央控制系统，用于根据所述室内温度信息控制所述水流开度阀的开度，以及控制所述开度调节装置动作，以调节所述热交换口的开度。

进一步地，所述温控系统包括温度传感器和温度控制器，所述温度传感器与所述温度控制器连接，所述温度控制器与所述中央控制系统连接；所述室内温度信息包括所述热交换室的温差结果；

所述温度传感器用于检测所述热交换室的实时室内温度信息；

所述温度控制器用于依据所述实时室内温度信息与预设的时间点温度值得到所述温差结果；

所述中央控制系统用于依据所述温差结果控制控制所述水流开度阀的开度以及控制所述开度调节装置动作。

进一步地，所述温控系统还包括温控表，所述温控表与所述温度控制器连接；

所述温控表用于依据预先设定的冷却时间和温度区间进行计算得到所述时间点温度值。

进一步地，所述温度控制器采用PID控制器。

进一步地，所述开度调节装置包括电机、伺服控制器、传动部以及盖板，所述电机与所述传动部连接，所述传动部与所述盖板连接，所述电机还与所述伺服控制器连接，所述伺服控制器与所述中央控制系统连接；

所述伺服控制器，用于控制所述电机驱动所述传动部以带动所述盖板动作，进而调节所述热交换口的开度。

进一步地，所述传动部包括旋转轴、传动件以及电子凸轮，所述旋转轴与所述盖板的一端旋转连接，所述旋转轴的一端与所述传动件的一端连接，所述传动件的另一端与所述电机的机轴连接，并安装有所述电子凸轮，所述电子凸轮与所述伺服控制器连接；所述传动件用于带动所述旋转轴旋转，以控制所述盖板转动。

进一步地，所述传动件采用齿轮或传送带。

进一步地，所述水冷散热室还设有水冷管以及水冷室，所述水冷管安装于所述水冷室入口，所述水流开度阀安装于所述水冷管上。

进一步地，所述加热室顶部和底部分别设有多个所述热交换口。

进一步地，所述中央控制系统采用PLC控制系统。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种冷却装置通过中央控制系统根据温控系统反馈的热交换室的室内温度信息，控制水冷散热室中水流开度阀的开度，以及控制开度调节装置的动作，以调节热交换口的开度。其中控制所述水流开度阀开度可以控制冷却水的水流量，进而控制水冷散热室对热交换室内热量的吸收速率；同时通过控制开度调节装置的动作，以调节热交换口的开度，可以控制加热室内气体与热交换室内气体的交换速率，进而实现冷却速度精确的自动控制功能。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种冷却装置的机械结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的一种冷却装置的总体结构示意框图；

图3示出了本实用新型实施例提供的开度调节装置的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例提供的开度调节装置的结构示意框图；

图5示出了本实用新型实施例提供的温控系统的结构示意框图；

图6示出了本实用新型实施例提供的一种冷却装置的冷却效果图。

主要符号说明：10-冷却装置；100-真空炉本体；110-加热室；111- 热交换口；120-热交换室；130-水冷散热室；131-水冷室；132-水冷管； 133-水流开度阀；140-开度调节装置；141-盖板；142-传动部；1421-旋转轴；1422-传动件；1423-电子凸轮；143-电机；144-伺服控制器；200-温控系统；210-温度传感器；220-温度控制器；230-温控表；300-中央控制系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

结合图1-2所示，本实施例提供了一种冷却装置10，用于对真空炉进行加热处理后，对其冷却速度进行精确的自动控制。所述冷却装置10包括真空炉本体100、温控系统200以及中央控制系统300。所述温控系统 200和所述中央控制系统300均安装于真空炉本体100上，所述温控系统 200与所述中央控制系统300电连接。所述中央控制系统300根据温控系统200反馈的温度信息，以调节真空炉本体100内的温度变化。

所述真空炉本体100包括加热室110、热交换室120、水冷散热室130 以及开度调节装置140，所述真空炉本体100由内向外依次设有加热室 110、热交换室120以及水冷散热室130，所述开度调节装置140安装于加热室110上。所述加热室110上还安装有温控系统200，所述水冷散热室130和所述开度调节装置140均与所述中央控制系统300电连接。

所述加热室110用于提供零件的加热场所，所述热交换室120用于提供气体冷却的场所，所述水冷散热室130用于吸收热交换室120内气体热量，所述开度调节装置140用于根据中央控制系统300的命令，以控制加热室110内气体与热交换室120内气体的交换量。

所述加热室110具有热交换口111，所述加热室110通过所述热交换口111与所述热交换室120连通，且所述开度调节装置140和温控系统 200均设置在所述热交换口111处。本实施例中，所述热交换口111设置有多个，并分别设置在所述加热室110顶部和底部，所述热交换口111的个数与所述开度调节装置140和温控系统200的个数相同，即每一个热交换口111处对应设有一个开度调节装置140和温控系统200，每一个热交换口111处对应设有一个温控系统200，可对每一个热交换口111处的温度进行实时检测并分别发送至中央控制系统300，分别控制每一个热交换口111处的开度调节装置140动作，实现分别控制每一个热交换口111的开度大小，使得热交换室120内温度变化一致。

在本实施例中所述热交换口111、开度调节装置140和温控系统200 均设置为4个，在加热室110的顶部和底部分别设有两个热交换口111、开度调节装置140和温控系统200。所述热交换口111分别设置在加热室 110的顶部和底部，使得热交换室120内的温度更均匀，只在加热室110 的顶部或底部设有热交换口111，则设有热交换口111一侧温度比未设有热交换口111一侧温度更高。而且热交换口111的个数设置越多，则加热室110与热交换室120内的气体交换速率更高。

所述水冷散热室130包括水冷室131、水冷管132以及水流开度阀 133，所述水冷室131设置于热交换室120外层，所述水冷室131入口处安装有水冷管132，所述水冷管132上安装有水流开度阀133，所述水流开度阀133与中央控制系统300电连接。

所述水冷室131用于吸收热交换室120内气体热量，所述水冷管132 用于为水冷室131提供冷却水，所述水流开度阀133用于根据中央控制系统300的控制命令，调节冷却水进入水冷室131的水流量。

如图3-4所示，所述开度调节装置140包括盖板141、传动部142、电机143以及伺服控制器144。所述盖板141与传动部142连接，所述传动部142与电机143连接，所述电机143与伺服控制器144电连接，所述伺服控制器144与中央控制系统300电连接。

所述盖板141与所述热交换口111相配合，即所述热交换口111开度为零时，所述盖板141将所述热交换口111完全覆盖，使得所述加热室110 为密封的腔室，与所述热交换室120不再连通；所述传动部142用于带动盖板141动作，进而调节所述热交换口111的开度；所述电机143用于为传动部142提供动力，所述伺服控制器144用于根据中央控制系统300的控制命令控制电机143转动。

所述传动部142包括旋转轴1421、传动件1422以及电子凸轮1423，所述旋转轴1421固定安装在盖板141的一侧，并旋转安装在所述热交换口111的一侧，所述旋转轴1421的一端与传动件1422的一端连接，所述传动件1422的另一端与电机143的机轴连接，并在所述传动件1422的另一端上安装有电子凸轮1423，所述电子凸轮1423与所述伺服控制器144 连接。

所述旋转轴1421用于带动盖板141转动；所述传动件1422用于带动旋转轴1421转动；所述电子凸轮1423用于检测传动件1422的旋转角度信息和旋转速度信息，并传送至伺服控制器144，所述伺服控制器144根据旋转角度信息和旋转速度信息判断盖板141的位置，再根据中央控制系统300的控制命令控制传动件1422的旋转速度和旋转角度，以带动盖板141动作，调节热交换口111的开度。在本实施例中，所述传动件1422 可设置为齿轮，在本实用新型的其他实施例中，所述传动件1422还可设置为传送带。

如图5所示，所述温控系统200包括温度传感器210、温度控制器220 以及温控表230，所述温度传感器210与温度控制器220以及温控表230 电连接，所述温度控制器220与温控表230电连接，所述温度控制器220 和所述温控表230均与中央控制系统300连接。

所述温度传感器210用于检测热交换室120的实时室内温度信息，本实施例中所述温度传感器210安装于所述热交换口111处，检测热交换室 120的热交换口111处的实时室内温度信息。可选地，所述温度传感器210 采用热电偶。

所述温控表230用于依据预先设定的冷却时间和温度区间绘制出降温曲线，并计算出在各个冷却时间点的时间点温度值。可选地，如图6 所示，冷却实时设置为6小时，温度区间设置为900℃-240℃，则平均每小时需降温110℃。同时，所述温控表230还接收所述温度传感器210反馈的实时室内温度信息进行显示。

所述温度控制器220用于根据所述实时室内温度信息和所述时间点温度值得到所述温差结果，在本实施例中，所述温度控制器220采用PID 控制器，所述温度控制器220对接收的所述实时室内温度信息和所述时间点温度值进行计算，计算出室内温度信息与所述时间点温度值的温差大小。当所述实时室内温度信息大于所述时间点温度值时，所述中央控制系统300控制所述水流开度阀133的开度变大，以及控制所述开度调节装置 140动作，以调节所述热交换口111的开度变大。当所述实时室内温度信息小于所述时间点温度值时，所述中央控制系统300控制所述水流开度阀 133的开度变小，以及控制所述开度调节装置140动作，以调节所述热交换口111的开度变小。当所述实时室内温度信息等于所述时间点温度值时，所述中央控制系统300控制所述水流开度阀133的开度不变，以及不控制所述开度调节装置140动作，所述热交换口111的开度也不变。

可选地，本实施例中，所述中央控制系统300采用PLC控制系统。

本实施例提供的冷却装置10的工作原理：首先，温控表230将预设的冷却时间和温度区间进行计算得到各个时刻的时间点温度值，同时传送至中央控制系统300和温度控制器220，所述中央控制系统300根据接到的初始时间点温度值控制水流开度阀133的初始开度，以及控制热交换口 111初始开度。然后，温度传感器210将检测到的实时室内温度传送至温控表230进行显示，同时传送至温度控制器220，所述温度控制器220根据实时室内温度和各个时刻的时间点温度只进行计算得到温差结果，并传送至中央控制系统300，以控制水流开度阀133的实时开度，进而控制水冷室131对热交换室120的冷却速率，同时还控制开度调节装置140动作，以调节热交换口111的实时开度，进而控制热交换室120与加热室110的气体交换速率。

本实施例提供的冷却装置10的有益效果：通过中央控制系统300根据温控系统200反馈的热交换室120的室内温度信息，控制水冷散热室 130中水流开度阀133的开度，以及控制开度调节装置140的动作，以调节热交换口111的开度。其中控制所述水流开度阀133开度可以控制冷却水的水流量，进而控制水冷散热室130对热交换室120内热量的吸收速率；同时通过控制开度调节装置140的动作，以调节热交换口111的开度，可以控制加热室110内气体与热交换室120内气体的交换速率，进而实现冷却速度精确的自动控制功能。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷却装置，包括真空炉本体，所述真空炉本体由内向外依次设有加热室、热交换室以及水冷散热室，其特征在于，所述加热室具有热交换口，所述加热室通过所述热交换口与所述热交换室连通，所述加热室在所述热交换口处设置有开度调节装置，所述冷却装置还包括温控系统和中央控制系统，所述水冷散热室设置有水流开度阀，所述水流开度阀、所述开度调节装置以及所述温控系统分别与所述中央控制系统连接；

所述温控系统，用于发送所述热交换室的室内温度信息至所述中央控制系统；

所述中央控制系统，用于根据所述室内温度信息控制所述水流开度阀的开度，以及控制所述开度调节装置动作，以调节所述热交换口的开度。

2.如权利要求1所述的一种冷却装置，其特征在于，所述温控系统包括温度传感器和温度控制器，所述温度传感器与所述温度控制器连接，所述温度控制器与所述中央控制系统连接；所述室内温度信息包括所述热交换室的温差结果；

所述温度传感器用于检测所述热交换室的实时室内温度信息；

所述温度控制器用于依据所述实时室内温度信息与预设的时间点温度值得到所述温差结果；

所述中央控制系统用于依据所述温差结果控制控制所述水流开度阀的开度以及控制所述开度调节装置动作。

3.如权利要求2所述的一种冷却装置，其特征在于，所述温控系统还包括温控表，所述温控表与所述温度控制器连接；

所述温控表用于依据预先设定的冷却时间和温度区间进行计算得到所述时间点温度值。

4.如权利要求2所述的一种冷却装置，其特征在于，所述温度控制器采用PID控制器。

5.如权利要求1所述的一种冷却装置，其特征在于，所述开度调节装置包括电机、伺服控制器、传动部以及盖板，所述电机与所述传动部连接，所述传动部与所述盖板连接，所述电机还与所述伺服控制器连接，所述伺服控制器与所述中央控制系统连接；

所述伺服控制器，用于控制所述电机驱动所述传动部以带动所述盖板动作，进而调节所述热交换口的开度。

6.如权利要求5所述的一种冷却装置，其特征在于，所述传动部包括旋转轴、传动件以及电子凸轮，所述旋转轴与所述盖板的一端旋转连接，所述旋转轴的一端与所述传动件的一端连接，所述传动件的另一端与所述电机的机轴连接，并安装有所述电子凸轮，所述电子凸轮与所述伺服控制器连接；所述传动件用于带动所述旋转轴旋转，以控制所述盖板转动。

7.如权利要求6所述的一种冷却装置，其特征在于，所述传动件采用齿轮或传送带。

8.如权利要求1所述的一种冷却装置，其特征在于，所述水冷散热室还设有水冷管以及水冷室，所述水冷管安装于所述水冷室入口，所述水流开度阀安装于所述水冷管上。

9.如权利要求1所述的一种冷却装置，其特征在于，所述加热室顶部和底部分别设有多个所述热交换口。

10.如权利要求1所述的一种冷却装置，其特征在于，所述中央控制系统采用PLC控制系统。