CN216591010U - 一种自动精确控制的油路冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动精确控制的油路冷却系统，织机具有循环润滑油路系统，系统包括温度探测器、冷却器和控制器，所述温度探测器分别与所述循环润滑油路系统、所述控制器和所述冷却器连接，所述冷却器分别与所述循环润滑油路系统和所述控制器连接，所述温度探测器被配置的探测所述循环润滑油路系统中的油温，所述控制器被配置的接收并处理所述温度探测器探测到的温度数据，并控制所述冷却器工作。本申请可以延长冷却器的使用寿命，结构紧凑，冷却效果提升，能够将织机循环润滑油路的油温降低10℃左右，并可直接安装在织机上；可降低设备能耗5％左右，免维护，降低织机运动部件维护成本。

Description

一种自动精确控制的油路冷却系统

技术领域

本实用新型涉及织机设备技术领域，尤其涉及一种自动精确控制的油路冷却系统。

背景技术

织机运转速度的大幅提升，织造过程中产生大量的热量进入油路润滑系统中，引发织机循环润滑油路系统温度持续升高，进而使得润滑油的运动粘度降低，影响机械传动部件之间保护油膜的形成，起不到润滑作用，会造成各机械部件的磨损和损坏风险随之增大。尤其在炎热的夏季或者是工厂车间冷却通风条件差的情况下，织机的润滑油温通常逼近或高于机器设定的安全临界点温度，从而引起机器报警或停车。

目前织机领域主流的冷却方法是使用水循环冷却系统和部分采用风扇空冷系统。关于水冷却系统主要存在以下几个方面的问题：1、水循环冷却系统投入成本高，前期要购买各种设备、管路和阀体等；2、水循环冷却系统工艺复杂，占地面积大：首先要在织机厂房内预埋管路和控制阀体等，室外要建水塔等热交换设备；3、水循环冷却系统使用和维护成本高，整个系统要确保正常工作，需要大量的水资源，泵体和吹风设备的运转要消耗大量的电能。

关于风扇空冷系统也存在一些问题，虽然风扇空冷系统的使用规避了水循环冷却系统的问题，但是由于自身的简单的逻辑控制原因，空冷系统中的风扇始终保持全速运行，在织造工厂湿度大，飞絮多的环境中，使用寿命还是受到很大的影响。

因此，结合上述存在的技术问题，有必要提出一种新的技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有水循环冷却系统工程工艺复杂，投入和使用成本高等问题。对风扇冷却器进行了新的设计，结合精确的软件控制技术，延长风扇空冷系统的使用寿命。

为实现实用新型目的，本实用新型提供一种自动精确控制的油路冷却系统，织机具有循环润滑油路系统，其包括温度探测器、冷却器和控制器，所述温度探测器分别与所述循环润滑油路系统、所述控制器和所述冷却器连接，所述冷却器分别与所述循环润滑油路系统和所述控制器连接，所述温度探测器被配置的探测所述循环润滑油路系统中的油温，所述控制器被配置的接收并处理所述温度探测器探测到的温度数据，并控制所述冷却器工作。

进一步的，所述冷却器包括散热交换器和冷却风扇，所述循环润滑油路系统、所述散热交换器和所述温度探测器形成循环回路，所述冷却风扇与所述控制器连接，所述冷却风扇的工作方向朝向所述散热交换器。

进一步的，所述冷却风扇为带脉冲信号控制的风扇，所述冷却风扇的扇叶能够被所述控制器控制的正转或反转。

进一步的，所述控制器安装在所述织机的主电控箱内。

进一步的，所述温度探测器为TS温度探测器。

进一步的，所述温度探测器的精确度为0.05℃-0.15℃。

与现有技术相比，本申请的自动精确控制的油路冷却系统至少具有如下一个或多个有益效果：

(1)与单一的冷却系统控制比较，可以延长使用寿命2-3倍；

(2)结构紧凑，冷却效果提升，能够将织机循环润滑油路的油温降低10℃左右，并可直接安装在织机上；

(3)可降低设备能耗5％左右，免维护，降低织机运动部件维护成本。

附图说明

图1为本申请实施例提供的自动精确控制的油路冷却系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的冷却风扇扇叶转速与脉冲信号之间的关系图；

图3为本申请实施例提供的自动精确控制的油路冷却系统的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的风扇正反转两种状态下在输出脉冲信号时代入的风扇的基本参数数值的对比图。

其中，1-循环润滑油路系统，2-温度探测器，3-冷却器，31-散热交换器，32-冷却风扇，4-控制器。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

本实施例提供一种自动精确控制的油路冷却系统，其包括温度探测器2、冷却器3和控制器4。所述冷却器3包括散热交换器31和冷却风扇32。所述冷却风扇32的工作方向朝向所述散热交换器31。织机具有循环润滑油路系统1。所述温度探测器2分别与所述循环润滑油路系统1、所述控制器4和所述冷却器3连接，所述冷却器3分别与所述循环润滑油路系统1和所述控制器4连接。如图1所示，所述循环润滑油路系统1、所述散热交换器31和所述温度探测器2形成循环回路，所述循环润滑油路系统1中的油路通过所述散热交换器31，在所述冷却风扇32的作用下实现空气冷却。所述温度探测器2优选为TS温度探测器，其直接与织机的循环润滑油路系统1连接，主要作用是探测所述循环润滑油路系统1中的实际温度值T，并且将探测到的实际温度值T传送到设置在所述织机主电控箱内的控制器4中。所述温度探测器2的精确度为0.05℃-0.15℃，优选为0.1℃。所述冷却风扇32与所述控制器4连接。所述控制器4被配置的接收并处理所述温度探测器2探测到的实际温度值T，并控制所述冷却器3工作。所述冷却风扇32为带脉冲信号(PWM)控制的可以正反转的冷却风扇32。其脉冲频率的范围优选为50Hz-300Hz。所述控制器4被配置的每设定时间，比如1min等，对所述温度探测器2探测到的实际温度值T采集一次，并与控制器4内预先设置的符合循环润滑油路系统1要求的润滑油期望温度值T₀进行对比和计算，所述控制器4根据比较值ΔT＝T-T₀的大小不同，发出相应的指令来控制所述冷却风扇32的转速。

具体的软件算法原始数据的公式和实际运用的控制方法包括如下步骤：

在织机无冷却器3的工况下，通过测定和计算整个循环润滑油路系统1的发热功率P_v，即P_v＝ρ*V*C*ΔT/H，其中，ρ为润滑油密度；V为润滑油体积；C为润滑油的比热容；ΔT为一定时间内的温升；H为温升的时间，单位为S。

再根据所求的循环润滑油路系统1的发热功率P_v、工厂环境温度T₁和润滑油期望温度值T₀，计算出循环润滑油路系统1的冷却当量值P₁。公式为P₁＝P_v*η/(T₀-T₁)，其中，η为安全系数，如取值1.5等；T₀和T₁单位为℃。对照冷却器3的当量冷却功率曲线图和冷却器3的尺寸限制要求，计算并设计出冷却器3，比如选择它的比散热量为0.05Kw/℃。

所述控制器4根据所述冷却风扇32的基本参数计算出实际所需的转速n。所述冷却风扇32的基本参数主要包括额定最高转速、通风量和风压。所述冷却风扇32各项参数的选择，其目的是为了实际控制中能精确响应循环润滑油路系统1的要求。转速的计算公式为：n＝V₁*P_v/[P₂*(ΔT+T₀-T₁)*K₁*K₂]。其中，V₁为冷却风扇32的额定最高转速，单位为rpm；P_v为循环润滑油路系统1的发热功率；P₂为冷却器3的比散热量，单位为Kw/℃；ΔT为循环润滑油路系统1的实际温度值T与润滑油期望温度值T₀的差值；T₁为工厂环境温度；K₁为不同ΔT值的修正系数，即实验与近似计算法求得的一组数据；K₂为通风量与风压修正系数，即实验与近似计算法求得的一组数据。

控制软件有了上述的基本参数信息后，再根据冷却风扇32的PWM信号控制速度的线性比例关系，如图2所示，通过计算将实际风扇需要的转速n转化为PWM信号的占空比，进而来控制冷却器3的运作。

关于冷却风扇32的正反转的控制，主要通过间隔时间段来实现的，如每隔10-15分钟(可选)反转一次，其它时段皆为正转或停止状态。

以下是织机运用控制软件实际运行的过程：循环润滑油路系统1上连接冷却器3和温度探测器2，所述冷却器3包括散热交换器31和冷却风扇32。所述循环润滑油路系统1、所述散热交换器31和所述温度探测器2依次连接形成循环回路，将所述温度探测器2和所述冷却风扇32分别与控制器4连接。所述控制器4即程序控制单元MP，其内置有控制软件。所述冷却风扇32扇叶的转速和转向均是由所述控制器4发出的脉冲信号的占空比值来决定。如图2所示，当所述脉冲信号的占空比值小于45％时，所述冷却风扇32的扇叶正转，且所述扇叶的转速与所述脉冲信号的占空比值成线性反比。所述脉冲信号的占空比值为50％时，所述冷却风扇32的扇叶停止转动；所述脉冲信号的占空比值大于55％时，所述冷却风扇32的扇叶反转，且所述扇叶的转速与所述脉冲信号的占空比值成线性正比。

在控制器4内预设一个润滑油期望温度值T₀，比如60℃，织机工作即开车循环润滑油路开始工作时，所述控制器4每设定时间采集一次所述温度探测器2探测的所述循环润滑油路系统1中的实际温度值T，比如1min一次，所述控制器4自动的将实际温度值T与所述润滑油期望温度值T₀进行对比，并得到一个对比差值ΔT。在所述实际温度值T小于或等于所述润滑油期望温度值T₀，即当ΔT≤0℃时，软件通过判别，发出指令要求给散热风扇控制扇叶不转动或停止转动，即关闭所述冷却器3。在此过程中，所述温度探测器2按照设定的间隔时间持续将循环润滑油路系统1的实际温度值T反馈到所述控制器4中。若所述温度探测器2探测到的所述实际温度值T大于所述润滑油期望温度值T₀时，即当ΔT>0℃时，软件通过判别，给所述散热器风扇发出启动指令，控制扇叶转动，即启动所述冷却器3。同时根据软件中预设的计算公式条件，进行运算，发出脉冲信号来控制所述冷却风扇32扇叶的转速，以达到冷却油温的要求，直至停车循环润滑油路停止工作。以上控制流程可参考图3中所示。举例说明，当所述温度探测器2探测到的油温为62℃时，即对比差值ΔT＝2℃，此时软件根据此数据值和所述环境温度值、所述冷却器3的比散热量、所述循环润滑油路系统1的发热功率以及所述冷却风扇32的基本参数计算获得所述冷却风扇32的实际所需转速值，再将此转速值转换为脉冲信号并发送至所述冷却风扇32控制所述扇叶的转速，从而实现了在不同的比对差值温度条下，采用不同的转速来精确控制的要求。根据上述控制原理，当对差值ΔT＝2℃时，若软件计算出要求冷却风扇32的转速为2000rmp时，即可满足冷却的要求。软件输出相应的占空比(比如35％占空比)数值的脉冲信号让风扇以正转2000rmp进行工作。然后通过软件预设定间隔时间再反馈有关的数据信息再进行比对，根据比对值，软件再次计算出新的转速值，再输出新的占空比值的脉冲信号，这样阶段性的持续循环工作，直至温度降低到所要求的温度。

在进一步的实施例中，所述控制器4在控制所述冷却风扇32的扇叶转动时，每转动设定时间，比如每15min，所述控制器4控制所述冷却风扇32改变一次所述扇叶的转动方向。即所述冷却风扇32工作的另一个工作状态时适时反转。其目的有两个，其一反向转动与正向转动工作进行冷却的原理是一样的，只是在软件计算输出脉冲信号时代入的风扇的基本参数数值有所差异。比如冷却风扇32的通风量与风压修正系数K₂：若ΔT数值相同的条件下，正转时K₂的取值若为1，为了达到同等的冷却效果，反转时K₂的取值为0.65，如图4所示。这里就不再就其控制方法和原理重复叙述。其二，风扇的反转在冷却的同时，可以吹掉所述冷却风扇32在正转工作时吸附在所述热交换器表面的飞絮，防止所述热交换器被堵塞影响所述冷却器3的散热效果。

与现有技术相比，本申请的自动精确控制的油路冷却系统及其控制方法至少具有如下一个或多个有益效果：

(1)与单一的冷却系统控制比较，可以延长使用寿命2-3倍；

(2)结构紧凑，冷却效果提升，能够将织机循环润滑油路的油温降低10℃左右，并可直接安装在织机上；

(3)可降低设备能耗5％左右，免维护，降低织机运动部件维护成本。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (6)

1.一种自动精确控制的油路冷却系统，织机具有循环润滑油路系统(1)，其特征在于，其包括温度探测器(2)、冷却器(3)和控制器(4)，所述温度探测器(2)分别与所述循环润滑油路系统(1)、所述控制器(4)和所述冷却器(3)连接，所述冷却器(3)分别与所述循环润滑油路系统(1)和所述控制器(4)连接，所述温度探测器(2)被配置的探测所述循环润滑油路系统(1)中的油温，所述控制器(4)被配置的接收并处理所述温度探测器(2)探测到的温度数据，并控制所述冷却器(3)工作。

2.根据权利要求1所述的自动精确控制的油路冷却系统，其特征在于，所述冷却器(3)包括散热交换器(31)和冷却风扇(32)，所述循环润滑油路系统(1)、所述散热交换器(31)和所述温度探测器(2)形成循环回路，所述冷却风扇(32)与所述控制器(4)连接，所述冷却风扇(32)的工作方向朝向所述散热交换器(31)。

3.根据权利要求2所述的自动精确控制的油路冷却系统，其特征在于，所述冷却风扇(32)为带脉冲信号控制的风扇，所述冷却风扇(32)的扇叶能够被所述控制器(4)控制的正转或反转。

4.根据权利要求1所述的自动精确控制的油路冷却系统，其特征在于，所述控制器(4)安装在所述织机的主电控箱内。

5.根据权利要求1所述的自动精确控制的油路冷却系统，其特征在于，所述温度探测器(2)为TS温度探测器。

6.根据权利要求1所述的自动精确控制的油路冷却系统，其特征在于，所述温度探测器(2)的精确度为0.05℃-0.15℃。

Images