一種激光器循環(huán)冷卻系統(tǒng)及其控制方法
【專利說明】一種激光器循環(huán)冷卻系統(tǒng)及其控制方法
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及激光器技術領域，具體涉及一種激光器循環(huán)冷卻系統(tǒng)及其控制方法。
[0003]
【背景技術】
[0004]激光器內(nèi)部構(gòu)造的敏感器件較為精密，且工作能力較低，局部阻力高，所以對冷卻系統(tǒng)水冷機組的出水品質(zhì)要求比較高，一般涉及溫控精度，過濾精度以及出口壓力。
[0005]現(xiàn)有的激光器冷卻系統(tǒng)水冷機組存在以下不足:一、水泵數(shù)量多造成整體功耗增加，密閉水箱容積太大造成整體重量上升。二、即使水泵的出口壓力適應了激光器內(nèi)部的敏感器件工作，但是由于敏感器件局部壓力降過大，造成流體經(jīng)敏感器件后出口壓力較低，流體對板式換熱器的阻力無法克服，從而引起連鎖反應，引起整個流程中的流體的循環(huán)流量不足；同時由于溫度測量點在板式換熱器的出口處，制冷劑在板式換熱器中的沸騰換熱屬于非穩(wěn)態(tài)換熱，精細的換熱量是不容易控制的，如果在流程上欠缺溫度變化過程抵消的措施，就容易導致溫度大幅度跳動。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種激光器循環(huán)冷卻系統(tǒng)及其控制方法，該激光器冷卻系統(tǒng)及其控制方法能夠消除現(xiàn)有技術的不足，不僅能夠滿足激光器內(nèi)部敏感器件對流量及壓力的要求，還能夠?qū)α黧w的溫度進行精密控制，保證制冷壓縮機穩(wěn)定工作。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
一種激光器循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括制冷側(cè)系統(tǒng)、載冷側(cè)系統(tǒng)和主控系統(tǒng)。
[0009]所述制冷側(cè)系統(tǒng)包括氣液分離器、壓縮機、冷凝器風機總成、過濾器、第一電磁閥、膨脹閥、第二電磁閥和板式換熱器。所述氣液分離器的出口與壓縮機的入口相連。壓縮機的出口分別與冷凝器風機總成、第二電磁閥的入口相連。冷凝器風機總成的出口依次經(jīng)過過濾器、第一電磁閥、膨脹閥和板式換熱器的第一入口相連。板式換熱器的第一出口與氣液分離器的入口相連。
[0010]所述載冷側(cè)系統(tǒng)包括用于將有溫差的流體混合均勻的緩沖水箱、高效過濾器、第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥、流量傳感器、第一比例閥、離子吸附器、密閉水箱、水泵和第二比例閥。所述緩沖水箱，其入口與板式換熱器的第二出口相連，其出口依次經(jīng)高效過濾器、第一調(diào)節(jié)閥與激光器的入口相連。激光器的出口經(jīng)第二調(diào)節(jié)閥和流量傳感器的入口相連。流量傳感器的出口分別與第一比例閥、密閉水箱的入口相連。第一比例閥的出口與離子吸附器的入口相連，離子吸附器的出口與密閉水箱的入口相連。密封水箱的出口分別與水泵、第二比例閥的入口相連。所述水泵、第二比例閥的出口分別與板式換熱器的第二入口相連。
[0011]所述高效過濾器和第一調(diào)節(jié)閥之間的管路上設有溫度傳感器。所述密閉水箱中設有電導率檢測裝置和液位開關。所述流量傳感器、溫度傳感器、電導率檢測裝置、液位開關的信號輸出端分別與主控系統(tǒng)的輸入端相連，主控系統(tǒng)的輸出端分別與壓縮機、水泵、第一電磁閥、第二電磁閥、第一比例閥、第二比例閥的控制端相連。
[0012]所述緩沖水箱為密封式結(jié)構(gòu)，包括兩端開口的筒體、可拆卸連接在筒體兩端開口處的第一端蓋與第二端蓋和設置在中空筒體內(nèi)的用于均溫均流的孔板；所述的孔板上設有若干個均勻分布的流體通孔；所述第一端蓋、筒體上分別設有與筒體內(nèi)部相連通的緩沖水箱入口、緩沖水箱出口。緩沖水箱的容積為按照一定的流量比例設置，使緩沖水箱具有一定的耐壓能力。
[0013]所述第一端蓋與筒體之間設有緩沖墊。
[0014]所述第一端蓋內(nèi)側(cè)壁上設有用于支撐孔板的支撐桿。
[0015]所述筒體和孔板均為圓柱形，且孔板的外徑小于筒體的內(nèi)徑。
[0016]本發(fā)明還涉及一種上述激光器循環(huán)冷卻系統(tǒng)的控制方法，該方法包括以下步驟:
(I)主控系統(tǒng)分別對溫度傳感器檢測的從板式換熱器流出的流體溫度信息、電導率檢測裝置檢測的密閉水箱內(nèi)的流體電導率信息、流量傳感器檢測的流體流量信息、液位開關檢測的密閉水箱內(nèi)的流體液位信息進行判斷；若流體溫度信息小于設定值，則執(zhí)行步驟
(2);若流體的溫度信息大于等于設定值，則執(zhí)行步驟(3);若流體電導率信息不在設定范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟(4);若流體流量信息不在設定范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟(5);若流體液位信息不在設定范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟(6)。
[0017](2)主控系統(tǒng)控制第一電磁閥關閉、第二電磁閥打開，壓縮機將低溫低壓制冷劑氣體壓縮成高溫高壓制冷劑氣體并傳輸至冷凝器風機總成，冷凝器風機總成將高溫高壓制冷劑氣體轉(zhuǎn)化為低溫制冷劑液體并傳輸至過濾器進行雜質(zhì)過濾，過濾掉雜質(zhì)后的低溫制冷劑液體經(jīng)膨脹閥進行處理后傳輸?shù)桨迨綋Q熱器中。
[0018](3)主控系統(tǒng)控制第一電磁閥打開、第二電磁閥關閉，壓縮機將低溫低壓制冷劑氣體壓縮成高溫高壓制冷劑氣體后，經(jīng)第二電磁閥傳輸?shù)桨迨綋Q熱器中。
[0019](4)主控系統(tǒng)控制第一比例閥打開，并對第一比例閥的開度大小進行控制，從流量傳感器流出的流體，一部分直接進入密閉水箱中，另一部分先經(jīng)第一比例閥進入到離子吸附器內(nèi)，再經(jīng)離子吸附器降低離子濃度后流入至密閉水箱中。
[0020](5)主控系統(tǒng)控制第二比例閥打開，并對第二比例閥的開度大小進行控制，對進入板式換熱器的流體流量進行調(diào)節(jié)。
[0021](6)主控系統(tǒng)發(fā)送液位報警信號。
[0022]主控系統(tǒng)采用PWM控制方式對第二電磁閥的開度進行調(diào)節(jié)。采用PWM控制方式對第二電磁閥的開度進行調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)對制冷劑旁通卸載量的精確控制。
[0023]主控系統(tǒng)對溫度傳感器采集的流體溫度信息進行過濾處理，當由于流體中氣體析出造成流體溫度瞬間跳動時，此時的溫度數(shù)據(jù)被主控系統(tǒng)過濾掉，主控系統(tǒng)中的流體溫度信息保持上一個狀態(tài)。具體地說，不同溫度下水中溶解的空氣量不同，水溫在不同設定溫度時，由于氣體的析出，在密閉的制冷系統(tǒng)中，氣體經(jīng)過溫度傳感器的探頭時會影響探頭的準確性。在本發(fā)明所述的控制方法中，主控系統(tǒng)能夠?qū)怏w經(jīng)過溫度傳感器的探頭時的瞬間溫度跳動動作作出相應的數(shù)據(jù)過濾，該數(shù)據(jù)不予讀取，溫度測量數(shù)值繼續(xù)保持上一個狀態(tài)。
[0024]和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明能產(chǎn)生的有益效果為:
(O由于制冷劑的沸騰換熱不易控制，載冷側(cè)流體從板式換熱器流出時溫度忽高忽低，如果此時沒有一個容器對從板式換熱器流出的液體進行混合均溫，那么采集的板式換熱器流出的液體的溫度數(shù)值將會有很大的漂移，影響制冷壓縮機的工作穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明通過在板式換熱器的第二出口處設置具有一定容積的、用于將有溫差的流體混合均勻的緩沖水箱，并在緩沖水箱的筒體內(nèi)設置用于將流體均流均溫的孔板，能夠使從板式換熱器流出的具有溫差的液體在緩沖水箱內(nèi)混合均勻，對溫度進行存蓄，消除工藝流程中的溫度場效應對溫度傳感器采集的流體溫度信息的沖擊，保證溫度傳感器測量的流體溫度信息的準確性，進而保證制冷壓縮機穩(wěn)定工作。
[0025](2)本發(fā)明通過在緩沖水箱的出口處設置溫度傳感器，能夠?qū)鶞鼐骱蟮陌迨綋Q熱器流出的液體進行溫度檢測，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)根據(jù)設定的溫度值，對溫度傳感器檢測的流體的溫度信息進行判斷分析，從而合理控制第二電磁閥的開度，保證對整個冷卻系統(tǒng)溫度的精確控制。
[0026](3)本發(fā)明通過設置流量傳感器和第二比例閥，能夠?qū)φ麄€冷卻系統(tǒng)中的流量計壓力進行控制，使其同時滿足激光器內(nèi)部敏感器件的要求。
[0027]
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的裝置原理圖；
圖2是緩沖水箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是孔板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中:
1、制冷側(cè)系統(tǒng)，2、載冷側(cè)系統(tǒng)，11、氣液分離器，12、壓縮機，13、冷凝器風機總成，14、過濾器，15、第一電磁閥，16、膨脹閥，17、第二電磁閥，18、板式換熱器，21、緩沖水箱，22、高效過濾器，23、溫度傳感器，24、第一調(diào)節(jié)閥，25、第二調(diào)節(jié)閥，26、流量傳感器，27、第一比例閥，
28、離子吸附器，29、密閉水箱，210、水泵，211、第二比例閥，212、電導率檢測裝置，213、液位開關，2101、第一端蓋，2102、筒體，2103、第二端蓋，2104、孔板，2105、緩沖墊，2106、支撐桿，2107、緩沖水箱入口，2108、緩沖水箱出口，2109、流體通孔。
[0030]
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明:
如圖1所示的一種激光器循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括制冷側(cè)系統(tǒng)1、載冷側(cè)系統(tǒng)2和主控系統(tǒng)。
[0032]所述制冷側(cè)系統(tǒng)I包括氣液分離器11、壓縮機12、冷凝器風機總成13、過濾器14、第一電磁閥15、膨脹閥16、第二電磁閥17和板式換熱器18。所述氣液分離器11的出口與壓縮機12的入口相連。壓縮機12的出口分別與冷凝器風機總成13、第二電磁閥17的入口相連。冷凝器風機總成13的出口依次經(jīng)過過濾器14、第一電磁閥15、膨脹閥16和板式換熱器18的第一入口相連。板式換熱器18的第一出口與氣液分離器11的入口相連。
[0033]所述載冷側(cè)系統(tǒng)2包括用于將有溫差的流體混合均勻的緩沖水箱21、高效過濾器22、第一調(diào)節(jié)閥24、第二調(diào)節(jié)閥25、流量傳感器26、第一比例閥27、離子吸附器28、密閉水箱
29、水泵210和第二比例閥211。所述緩沖水箱21，其入口與板式換熱器18的第二出口相連，其出口依次經(jīng)高效過濾器22、第一調(diào)節(jié)閥24與激光器的入口相連。激光器的出口經(jīng)第二調(diào)節(jié)閥25和流量傳感器26的入口相連。流量傳感器26的出口分別與第一比例閥27、密