CN110319610A - 集中供冷的油冷机组及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了集中供冷的油冷机组及控制方法，集中供冷的油冷机组包括：总油箱和至少两条机床油路，总油箱连接有并联设置的第一油温调节装置和第二油温调节装置，每条机床油路的进口均设有连接第一油温调节装置的第一进油支路和连接第二油温调节装置的第二进油支路。本发明具有成本低、负荷小及灵活度高等优点。

Description

集中供冷的油冷机组及控制方法

技术领域

本发明涉及油冷机组技术领域，尤其涉及集中供冷的油冷机组及控制方法。

背景技术

大型制造企业中一个生产车间通常会集合众多的加工机床，为了保障机床稳定运行，传统做法是给每台机床都配备油冷机，这不仅要投入大量的资金，还要占用大量的车间场地，使用过程中需要投入大量的人员对油冷机进行维修、保养和清洁。另外，每台机床配套的油冷机都会把冷凝废热排放到生产车间，在夏季将会极大地加大车间的空调负荷，造成企业生产成本的浪费。

因此，如何设计集中供冷的油冷机组及控制方法是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在负荷大、成本高的缺陷，本发明提出集中供冷的油冷机组及控制方法。

本发明采用的技术方案是，设计集中供冷的油冷机组，包括：总油箱和至少两条机床油路，总油箱连接有并联设置的第一油温调节装置和第二油温调节装置，每条机床油路的进口均设有连接第一油温调节装置的第一进油支路和连接第二油温调节装置的第二进油支路。

优选的，机床油路包括：机床、给机床供油的子油箱、驱动子油箱中的油流向机床的子油泵，子油箱的进口设有第一进油支路和第二进油支路。

优选的，第一进油支路安装有控制其流量的第一阀件，第二进油支路安装有控制其流量的第二阀件。

优选的，每条机床油路均配置有控制器，控制器独立控制其所在机床油路的运行状态。

优选的，控制器根据机床油路的运行油温和预设机床油温范围，调节第一阀件和所述第二阀件的开度并控制机床的开关。

优选的，第一油温调节装置提供冷油，第二油温调节装置提供热油，第一油温调节装置的出口油温TL小于或等于所有预设机床油温范围中的最小值，第二油温调节装置的出口油温TH大于或等于所有预设机床油温范围中的最大值。

优选的，机床油路的运行油温包括：第一油温调节装置的出口油温TL、第二油温调节装置的出口油温TH、子油箱的实际油温TR。

优选的，子油箱安装有搅拌器，搅拌器启动后对子油箱内部的油进行搅拌。

优选的，搅拌器所在的机床油路中第一阀件和/或所述第二阀件打开后，搅拌器启动。

优选的，子油泵所在的机床油路中第一阀件和/或所述第二阀件打开后，子油泵启动。

优选的，总油箱与所述第一油温调节装置之间串联有第一油泵，总油箱与第二油温调节装置之间串联有第二油泵。

优选的，第一油温调节装置和第二油温调节装置均采用油冷机。

优选的，油冷机包括：压缩机、第一换热器、第二换热器和四通阀，第一换热器设有与总油箱连接的换热支路，通过四通阀切换油冷机中冷媒的流动方向以升高或降低换热支路的油温。

优选的，第一油温调节装置和第二油温调节装置中的换热器安装在室外。

优选的，机床油路的出口接回总油箱。

本发明还提出了油冷机组的控制方法，包括：设定预设机床油温范围，打开第一阀件和所述第二阀件，采集子油箱的实际油温TR，若子油箱的实际油温TR满足预设机床油温范围，则开启机床。

优选的，若子油箱的实际油温TR不满足预设机床油温范围，则判断第一阀件和第二阀件的打开时间是否达到第一预设时间T1，若是则执行间歇调节若子油箱的实际油温TR不满足预设机床油温范围，则间歇性调节第一阀件和第二阀件的开度，直至子油箱的实际油温TR满足预设机床油温范围。

优选的，间歇性调节第一阀件和第二阀件的开度包括：若子油箱的实际油温TR大于或等于预设机床油温范围的最大值，则第一阀件的开度每隔第二预设时间T2后增大预设低温调节开度。

优选的，间歇性调节第一阀件和第二阀件的开度还包括：在子油箱的实际油温TR大于或等于预设机床油温范围的最大值时开始计时，若计时时间达到第三预设时间T3后子油箱的实际油温TR仍然大于或等于预设机床油温范围的最大值，则第二阀件的开度每隔第四预设时间T4后减小预设高温调节开度。

优选的，第二阀件的开度每隔第四预设时间T4后减小预设高温调节开度的同时，第一阀件的开度每隔第二预设时间T2后增大预设低温调节开度。

优选的，间歇性调节第一阀件和所述第二阀件的开度包括：若子油箱的实际油温TR小于或等于预设机床油温范围的最小值，则第二阀件的开度每隔第二预设时间T2后增大预设高温调节开度。、

优选的，间歇性调节第一阀件和第二阀件的开度还包括：在子油箱的实际油温TR小于或等于预设机床油温范围的最小值时开始计时，若计时时间达到第三预设时间T3后子油箱的实际油温TR仍然小于或等于预设机床油温范围的最小值，则第一阀件的开度每隔第四预设时间T4后减小预设低温调节开度。

优选的，第一阀件的开度每隔第四预设时间T4后减小预设低温调节开度的同时，第二阀件的开度每隔第二预设时间T2后增大预设高温调节开度。

优选的，打开第一阀件和第二阀件之前，先采集第一油温调节装置的出口油温TL和第二油温调节装置的出口油温TH，计算第一阀件和第二阀件初次打开的开度。

优选的，第一阀件初次打开的开度百分比为：[（TH-T）/（TH-TL）]×100％，第二阀件初次打开的开度百分比为：[（T-TL）/（TH-TL）]×100％。

优选的，设定预设机床油温范围的方式为：设定预设机床油温T，预设机床油温范围的最小值为预设机床油温T减裕量△t，预设机床油温范围的最大值为预设机床油温加裕量△t。

优选的，裕量△t的取值范围为0至0.5。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、通过两套并联的油温调节装置给车间内的多台机床集中供冷，油温可以灵活调节，生产成本大大降低；

2、每条机床油路的第一进油支路和第二进油支路上均安装有控制流量的阀件，满足不同机床对不同油温的需求；

3、油温调节装置的换热器安装在室外，节省了车间内的空间，消除对车间内部环境的影响，减轻车间的空调负荷。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明中油冷机组的连接示意图；

图2是本发明中油温调节装置的结构示意图；

图3是本发明中控制方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明优选实施例提出集中供冷的油冷机组，包括：总油箱1和至少两条机床油路2，总油箱1连接有并联设置的第一油温调节装置3和第二油温调节装置4。第一油温调节装置3提供冷油，总油箱1与第一油温调节装置3之间串联有第一油泵5，第一油泵5将总油箱1中的油送至第一油温调节装置3进行降温，第一油温调节装置3将其出口油温控制到温度TL。第二油温调节装置4提供热油，总油箱1与第二油温调节装置4之间串联有第二油泵6，第二油泵6将总油箱1中的油送至第二油温调节装置4进行升温，第二油温调节装置4将其出口油温控制到温度TH，第一油温调节装置3的出口油温TL小于或等于所有预设机床油温范围中的最小值，第二油温调节装置4的出口油温TH大于或等于所有预设机床油温范围中的最大值，以保证油温能满足所有机床的需求。

每条机床油路2的进口均设有第一进油支路21和第二进油支路22，第一进油支路21连接第一油温调节装置3的出口，第二进油支路22连接第二油温调节装置4的出口，第一进油支路21安装有控制其流量的第一阀件23，第二进油支路22安装有控制其流量的第二阀件24，机床油路2的出口接回总油箱1。具体来说，机床油路2包括：机床25、给机床25供油的子油箱26、驱动子油箱26中的油流向机床的子油泵27，子油泵27串联在子油箱26和机床25之间，子油箱26的进口设有第一进油支路21和第二进油支路22，通过调节第一阀件23和第二阀件24的开度可以改变子油箱26中的油温，以实现每个机床25的油温独立调节，第一阀件23和第二阀件24为同一型号的电磁阀，可采用开度可调的球阀，流量具有等百分比特性。较优的，子油箱26安装有搅拌器28，搅拌器28启动后对子油箱26内部的油进行搅拌，以使热油和冷油在子油箱26中混合均匀，机床油路2中第一阀件23和/或所述第二阀件24打开后，搅拌器28和子油泵27启动。

较优的，每条机床油路2均配置有控制器29，通过控制器29独立控制其所在机床油路2的运行状态，控制器29采集机床油路2的运行油温，且设定有预设机床油温范围，控制器29根据机床油路2的运行油温和预设机床油温范围，调节第一阀件23和第二阀件24的开度并控制机床25的开关。其中，机床油路2的运行油温包括：第一油温调节装置3的出口油温TL、第二油温调节装置4的出口油温TH、子油箱26的实际油温TR。

进一步的，如图2所示，第一油温调节装置3和第二油温调节装置4均采用油冷机，油冷机包括：压缩机100、第一换热器101、第二换热器102和四通阀103，第一换热器101设有与总油箱1连接的换热支路，第二换热器102为翅片换热器，压缩机100的排气口、第一换热器101的第一端和第二换热器102的第二端、压缩机100的吸气口均连接在四通阀103上，第一换热器101的第二端与第二换热器102的第二端相连，通过四通阀103切换油冷机中冷媒的流动方向以升高或降低换热支路的油温。具体来说，升高换热支路油温时，图2中四通阀103虚线的线路开启、实线的线路闭合，降低换热支路油温时，图2中四通阀103实线的线路开启、虚线的线路闭合。为了减小车间的空调负荷，第一油温调节装置3和第二油温调节装置4中的换热器安装在室外，换热器的废热排放到室外，消除对车间内部环境的影响。

如图1、3所示，本发明还提出了油冷机组的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、上电开机，第一油泵5和第二油泵6启动；

步骤2、设定预设机床油温范围；

步骤3、采集第一油温调节装置3的出口油温TL和第二油温调节装置4的出口油温TH；

步骤4、根据TL和TH计算第一阀件23和第二阀件24的开度百分比；

步骤5、打开第一阀件23和第二阀件24；

步骤6、开启子油泵27和搅拌器28；

步骤7、采集子油箱26的实际油温TR，判断子油箱26的实际油温TR是否满足预设机床油温范围，若是则执行步骤8，否则执行步骤9；

步骤8、开启机床25；

步骤9、判断第一阀件23和第二阀件24的打开时间是否达到第一预设时间T1，若是则执行步骤10，否则返回步骤6；

步骤10、间歇性调节第一阀件23和第二阀件24的开度，直至子油箱26的实际油温TR满足预设机床油温范围，执行步骤8。

需要说明的是，步骤2中设定预设机床油温范围的方式为：设定预设机床油温T，预设机床油温范围的最小值为预设机床油温T减裕量△t，预设机床油温范围的最大值为预设机床油温加裕量△t，裕量△t的取值范围为0至0.5，当然△t可以根据实际需要调节。步骤4中计算第一阀件23初次打开的开度百分比的方式为：[（TH-T）/（TH-TL）]×100％，计算第二阀件24初次打开的开度百分比的方式为：[（T-TL）/（TH-TL）]×100％。

步骤10中间歇性调节第一阀件23和第二阀件24的开度包括：若子油箱26的实际油温TR大于或等于预设机床油温范围的最大值，则开始计时且第一阀件23的开度每隔第二预设时间T2后增大预设低温调节开度，若计时时间达到第三预设时间T3后子油箱26的实际油温TR仍然大于或等于预设机床油温范围的最大值，则保持第一阀件23的开度每隔第二预设时间T2后增大预设低温调节开度的同时，第二阀件24的开度每隔第四预设时间T4后减小预设高温调节开度。

间歇性调节第一阀件23和所述第二阀件24的开度还包括：若子油箱26的实际油温TR小于或等于预设机床油温范围的最小值，则开始计时且第二阀件24的开度每隔第二预设时间T2后增大预设高温调节开度，若计时时间达到第三预设时间T3后子油箱的实际油温TR仍然小于或等于预设机床油温范围的最小值，则保持第二阀件24的开度每隔第二预设时间T2后增大预设高温调节开度的同时，第一阀件23的开度每隔第四预设时间T4后减小预设低温调节开度。

间歇调节过程中出现的预设低温调节开度和预设高温调节开度均为1%，各处的预设低温调节开度、预设高温调节开度可设置为不同数值，具体数值可依据实际需要设计。第一预设时间T1的取值范围为60秒至300秒，优选取值为120秒、180秒或240秒，第二预设时间T2的取值范围为10秒至120秒，优选取值为30秒、60秒或90秒，第三预设时间T3的取值范围为60秒至300秒，优选取值为120秒、180秒或240秒，第四预设时间T4的取值范围为10秒至120秒，优选取值为30秒、60秒或90秒。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种油冷机组，包括：总油箱和至少两条机床油路，其特征在于，所述总油箱连接有并联设置的第一油温调节装置和第二油温调节装置，每条所述机床油路的进口均设有连接所述第一油温调节装置的第一进油支路和连接所述第二油温调节装置的第二进油支路。

2.如权利要求1所述的油冷机组，其特征在于，所述机床油路包括：机床、给所述机床供油的子油箱、驱动所述子油箱中的油流向所述机床的子油泵，所述子油箱的进口设有所述第一进油支路和所述第二进油支路。

3.如权利要求2所述的油冷机组，其特征在于，所述第一进油支路安装有控制其流量的第一阀件，所述第二进油支路安装有控制其流量的第二阀件。

4.如权利要求3所述的油冷机组，其特征在于，每条所述机床油路均配置有控制器，所述控制器独立控制其所在机床油路的运行状态。

5.如权利要求4所述的油冷机组，其特征在于，所述控制器根据所述机床油路的运行油温和预设机床油温范围，调节所述第一阀件和所述第二阀件的开度并控制所述机床的开关。

6.如权利要求5所述的油冷机组，其特征在于，所述第一油温调节装置提供冷油，所述第二油温调节装置提供热油，所述第一油温调节装置的出口油温TL小于或等于所有所述预设机床油温范围中的最小值，所述第二油温调节装置的出口油温TH大于或等于所有所述预设机床油温范围中的最大值。

7.如权利要求6所述的油冷机组，其特征在于，所述机床油路的运行油温包括：所述第一油温调节装置的出口油温TL、所述第二油温调节装置的出口油温TH、所述子油箱的实际油温TR。

8.如权利要求3至7任一项所述的油冷机组，其特征在于，所述子油箱安装有搅拌器，所述搅拌器启动后对所述子油箱内部的油进行搅拌。

9.如权利要求8所述的油冷机组，其特征在于，所述搅拌器所在的机床油路中所述第一阀件和/或所述第二阀件打开后，所述搅拌器启动。

10.如权利要求3至7任一项所述的油冷机组，其特征在于，所述子油泵所在的机床油路中所述第一阀件和/或所述第二阀件打开后，所述子油泵启动。

11.如权利要求1所述的油冷机组，其特征在于，所述总油箱与所述第一油温调节装置之间串联有第一油泵，所述总油箱与所述第二油温调节装置之间串联有第二油泵。

12.如权利要求1所述的油冷机组，其特征在于，所述第一油温调节装置和所述第二油温调节装置均采用油冷机。

13.如权利要求12所述的油冷机组，其特征在于，所述油冷机包括：压缩机、第一换热器、第二换热器和四通阀，所述第一换热器设有与所述总油箱连接的换热支路，通过所述四通阀切换所述油冷机中冷媒的流动方向以升高或降低所述换热支路的油温。

14.如权利要求12所述的油冷机组，其特征在于，所述第一油温调节装置和所述第二油温调节装置中的换热器安装在室外。

15.如权利要求1所述的油冷机组，其特征在于，所述机床油路的出口接回所述总油箱。

16.一种如权利要求6所述油冷机组的控制方法，其特征在于，包括：设定预设机床油温范围，打开所述第一阀件和所述第二阀件，采集子油箱的实际油温TR，若所述子油箱的实际油温TR满足预设机床油温范围，则开启所述机床。

17.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，若所述子油箱的实际油温TR不满足预设机床油温范围，则判断所述第一阀件和所述第二阀件的打开时间是否达到第一预设时间T1，若是则执行间歇调节若所述子油箱的实际油温TR不满足预设机床油温范围，则间歇性调节所述第一阀件和所述第二阀件的开度，直至所述子油箱的实际油温TR满足预设机床油温范围。

18.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述间歇性调节所述第一阀件和所述第二阀件的开度包括：若所述子油箱的实际油温TR大于或等于所述预设机床油温范围的最大值，则所述第一阀件的开度每隔第二预设时间T2后增大预设低温调节开度。

19.如权利要求18所述的控制方法，其特征在于，所述间歇性调节所述第一阀件和所述第二阀件的开度还包括：在所述子油箱的实际油温TR大于或等于所述预设机床油温范围的最大值时开始计时，若计时时间达到第三预设时间T3后所述子油箱的实际油温TR仍然大于或等于所述预设机床油温范围的最大值，则所述第二阀件的开度每隔第四预设时间T4后减小预设高温调节开度。

20.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，所述第二阀件的开度每隔第四预设时间T4后减小预设高温调节开度的同时，所述第一阀件的开度每隔第二预设时间T2后增大预设低温调节开度。

21.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述间歇性调节所述第一阀件和所述第二阀件的开度包括：若所述子油箱的实际油温TR小于或等于所述预设机床油温范围的最小值，则所述第二阀件的开度每隔第二预设时间T2后增大预设高温调节开度。

22.如权利要求21所述的控制方法，其特征在于，所述间歇性调节所述第一阀件和所述第二阀件的开度还包括：在所述子油箱的实际油温TR小于或等于所述预设机床油温范围的最小值时开始计时，若计时时间达到第三预设时间T3后所述子油箱的实际油温TR仍然小于或等于所述预设机床油温范围的最小值，则所述第一阀件的开度每隔第四预设时间T4后减小预设低温调节开度。

23.如权利要求22所述的控制方法，其特征在于，所述第一阀件的开度每隔第四预设时间T4后减小预设低温调节开度的同时，所述第二阀件的开度每隔第二预设时间T2后增大预设高温调节开度。

24.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，打开所述第一阀件和所述第二阀件之前，先采集第一油温调节装置的出口油温TL和所述第二油温调节装置的出口油温TH，计算所述第一阀件和所述第二阀件初次打开的开度。

25.如权利要求24所述的控制方法，其特征在于，所述第一阀件初次打开的开度百分比为：[（TH-T）/（TH-TL）]×100％，所述第二阀件初次打开的开度百分比为：[（T-TL）/（TH-TL）]×100％。

26.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述设定预设机床油温范围的方式为：设定预设机床油温T，所述预设机床油温范围的最小值为预设机床油温T减裕量△t，所述预设机床油温范围的最大值为预设机床油温加裕量△t。

27.如权利要求26所述的控制方法，其特征在于，所述裕量△t的取值范围为0至0.5。