一种风电叶片模具温度控制装置的制作方法

本发明涉及模具加热，特别是指一种风电叶片模具温度控制装置。

背景技术：

目前风电叶片模具一般采用电加热系统或者流体热媒加热系统，电加热系统一般以电阻丝作为加热元件，在模具生产时将其灌注在模具内部，流体加热系统则采用预埋铜管的方式实现。目前流体加热控制系统使用中存在模温机加热启停频繁电网谐波大、加热精度差、加热速度低、温度均匀性差、不能分区加热造成能源浪费的缺点；同时，现有的加热装置没有冷却功能。因此需要创新一种风电叶片模具温度控制装置解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种风电叶片模具的温度控制装置，该装置能够解决目前流体加热控制系统使用中存在模温机加热启停频繁电网谐波大、加热精度差、加热速度低、温度均匀性差、不能分区加热造成能源浪费的缺点；同时，该装置还具有冷却系统，能够解决目前的流体加热装置中没有冷却功能的缺点。

基于上述目的，本发明提供了一种风电叶片模具温度控制装置，包括：主管道、加热器、冷却器和电磁阀；

所述主管道用于向所述模具输送流体介质；所述主管道设置第一连通口和第二连通口；所述第一连通口和所述第二连通口之间连接冷却支路；所述冷却支路经过所述冷却器；所述加热器设置在所述主管道上；所述第一连通口、所述第二连通口和所述加热器沿主管道输送方向依次排列；所述电磁阀位于所述主管道上所述第一连通口和所述第二连通口之间，被配置为切换所述第一连通口的开闭，使冷却支路和所述主管道不同时连通。

可选的，所述主管道包括水箱；所述加热器安装在所述水箱上。

可选的，所述加热器包括至少一个加热组件；当所述加热组件多于一个时，多个所述加热组件的功率可不同。

可选的，所述主管道上位于所述第二连通口和所述加热器之间设置循环泵，所述循环泵被配置为提供所述主管道内流体介质的压力；所述主管道上循环泵与所述主管道出口之间设置至少一个带显示压力表。

可选的，所述冷却器包括散热风机。

可选的，所述冷却器包括：

导热垫片和流通冷却用水的冷却水管；所述冷却水管靠近所述冷却支路；所述冷却水管和所述冷却支路的间隙中填充所述导热垫片。

可选的，所述主管道上设置有温度传感器；所述温度传感器设置于所述主管道入口处，所述循环泵和所述加热器之间，所述加热器和所述主管道出口之间的至少一处。

可选的，所述主管道包括铺设在所述模具上的至少一个支管道；所述支管道上设置加热所述支管道的补偿加热装置；所述补偿加热装置包括：供所述支管道通过的水箱和设置在所述水箱上的补偿加热器。

可选的，还包括：控制单元；所述控制单元包括：

信息采集模块，被配置为采集所述装置的温度信息、压力信息和液位信息；

信息存储模块，被配置为存储所述温度信息、压力信息和液位信息；

信息处理模块，被配置为对所述温度信息、压力信息和液位信息进行分析处理；通过算法设置温度、压力和液位的相关参数并判断装置故障，生成故障信息；

温度控制模块，被配置为控制所述模具的温度；

显示模块，被配置为显示所述温度信息，压力信息、液位信息和故障信息。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种风电叶片模具温度控制装置，包括：主管道、加热器、冷却器和电磁阀；流体介质通过主管道流向所述模具，加热器可以加热所述流体介质，从而加热所述模具；冷却器可以冷却所述流体介质，从而冷却所述模具。通过这种设置，可以实现对模具的加热和冷却。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种风电叶片模具温度控制装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种加热器的组件示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电气系统示意图；

图4为本发明实施例提供的一种包括另一冷却器的结构的温度控制装置示意图；

图5为本发明实施例提供的一种补偿加热装置的示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种补偿加热装置的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种控制系统的外部结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种控制系统的示意图；

图9为本发明实施例提供的一种加热判断、分组控制逻辑示意图。

其中，1-主管道入口，2-主管道出口，3-循环泵，4-1-加热器，4-2-水箱，5-散热风机，6-冷却器，7-电磁阀，8-冷却支路入口通道，9-冷却支路出口通道，10-热交换器，11-冷却水管入口，12-冷却水管出口，13-第一连通口，14-第二连通口，15-补偿加热器，16-温度传感器，17-支管道；18-热交换器，19-第一管道，20-第二管道，21,22,23-温度传感器，24-带显示压力表，25-控制柜，26-触屏式界面交互系统，27-补偿加热装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明实施例提供了一种风电叶片模具温度控制装置，如图1所示，为本发明实施例提供的一种风电叶片模具温度控制装置的示意图，包括：主管道、加热器4-1、冷却器6和电磁阀7；所述主管道包括主管道入口1和主管道出口2.

所述主管道用于向所述模具输送流体介质；所述主管道设置第一连通口13和第二连通口14；所述第一连通口13和所述第二连通口14之间连接冷却支路；所述冷却支路包括冷却支路入口通道8和冷却支路出口通道9；所述冷却支路经过所述冷却器6；所述加热器4-1设置在所述主管道上；所述第一连通口13、所述第二连通口14和所述加热器4-1沿主管道输送方向依次排列；所述电磁阀7位于所述主管道上所述第一连通口13和所述第二连通口14之间，被配置为切换所述第一连通口14的开闭，使冷却支路和所述主管道不同时连通。

模具中返回的流体介质可以从所述主管道入口1进入加热系统，通过电磁阀7控制所述第一连通口13的通断，来选择所述装置是加热模式或冷却模式。加热模式时，所述第一连通口13冷却支路方向闭合，所述流体介质沿主管道流向所述主管道出口2方向，此时加热器打开，从而加热器对所述流体介质加热；加热完成后，所述流体介质从所述主管道出口2流出，流向所述模具。冷却模式时，所述第一连通口13主管道方向闭合，所述流体介质沿所述冷却支路入口通道8流向所述冷却器6，所述冷却器6对所述流体介质进行冷却后，从所述冷却支路出口通道流向主管道并沿主管道流向所述主管道出口2。此时加热器不工作，不会对所述流体介质进行加热。通过这种设置，可以实现对所述模具的加热或冷却。

在一些可选的实施方式中，所述流体介质可以是水，也可以是其他比热较大、易于储热从而对所述模具加热的流体。

目前常用的风电叶片流体介质加热模具一般采用水(加热温度不超过90℃的场合)或其他比热较高流体作为介质、模温机作为加热设备，模具内预埋铜管作为加热通道，管道一般采用一进一出，模具上管道分成若干个加热区(一般分区数较少)，管道以“之”字型布置，管道间距一般为数十个毫米。

如图1所示，所述主管道包括水箱4-2；所述加热器4-1安装在所述水箱4-2上。

加热时，所述流体介质流向所述水箱4-2，将所述流体介质暂存至所述加热水箱4-2，并打开所述加热器4-1，对所述流体介质进行加热。通过这种设置，可以对所述流体介质有效地进行加热。

需要说明的是，所述加热水箱的结构为提高对所述流体介质加热的效率，其他能够实现此功能的任何结构都在此适用。本领域技术人员可以根据实际情况灵活设置，以便适用具体的应用场景。

如图2所示，为本发明实施例提供的一种加热器的组件示意图。所述加热器4-1包括至少一个加热组件；当所述加热组件多于一个时，多个所述加热组件的功率不同。

在一些可选的实施方式中，所述加热器4-1可以由多个功率不同的加热组件构成，设置4组功率不同的加热组件，功率分别为30kw，20kw，10kw，5kw。根据需要的总功率，可以设置这些功率不同的加热组件的功率从而调整总功率的大小，提高控制精度。所述加热组件通过开关元件进行加热控制，开关周期控制在秒级，因此加热系统运行时负载变化小，对电网冲击很小，且电网波形好，不会产生较大谐波，降低了对工厂电网的冲击，降低能耗。

需要说明的是，所述加热组件的数量和功率大小可以根据实际需要进行调整。本领域技术人员可以根据实际情况灵活设置，以便适用具体的应用场景。

图3为本发明实施例提供的一种电气系统示意图。如图1和图3所示，所述主管道上位于所述第二连通口14和所述加热器4-1之间设置循环泵3，所述循环泵3被配置为提供所述主管道内流体介质的压力；所述主管道上循环泵3与所述主管道出口2之间设置至少一个带显示压力表24。通过这种设置，所述循环泵3可以为所述流体介质提供压力，使所述流体介质可以顺利地流向所述模具。另外，可以调整所述循环泵3的功率来控制所述压力的大小。所述带显示压力表24可以显示所述压力的大小，从而可以根据显示的压力大小来调整所述循环泵3的功率大小。

在一些可选的实施例中，如图1所示，所述冷却器包括散热风机5。通过这种设置，所述散热风机5通过对所述冷却支路进行散热，从而冷却所述冷却支路中的流体介质。

在一些可选的实施例中，如图1和图4所示，为本发明实施例提供的一种包括另一冷却器的结构的温度控制装置示意图。所述冷却器实质为一个10热交换器。所述冷却器包括：导热垫片和流通冷却用水的冷却水管；所述冷却水管包括冷却水管入口11和冷却水管出口12。所述冷却水管靠近所述冷却支路；所述冷却水管和所述冷却支路的间隙中填充所述导热垫片。通过这种设置，可以用所述冷却水管中的冷却用水用热交换的方式将所述冷却支路中的流体介质。另外，所述热交换装置和所述散热风机5可以配合使用，提高冷却效率。本领域技术人员可以根据实际情况灵活设置，以便适用具体的应用场景。

需要说明的是，本发明中对所述冷却器的结构无具体限制，能实现对所述冷却支路中的流体介质进行冷却的功能的结构均可以用在本发明中，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设置，以便适用具体的应用场景。

在一些可选的实施方式中，如图3所示，所述主管道上设置有温度传感器21，22和23；所述温度传感器设置于所述主管道入口处，所述循环泵和所述加热器之间，所述加热器和所述主管道出口之间的至少一处。

需要说明是，所述装置的其他位置也可以根据需要设置相应的温度传感器，且数量不限。本领域技术人员可以根据实际情况灵活设置，以便适用具体的应用场景。

在一些可选的实施方式中，如图5所示，为本发明实施例提供的一种补偿加热装置的示意图。所述主管道包括铺设在所述模具上的至少一个支管道17；所述支管道17以“之”字型排列。所述支管道上设置加热所述支管道的补偿加热装置27；所述补偿加热装置包括：供所述支管道通过的水箱和设置在所述水箱上的补偿加热器15。所述补偿加热装置上还设置有温度传感器16。所述支管道离所述主管道较远时，温度有可能会降低，从而低于要加热部位需要的温度。通过这种设置，可以使离所述主管道较远的支管道的温度重新上升，从而均衡所述流体温度差异较大的问题，提高了模具温度的均匀性，可以有效保证产品质量。

另外，所述支管道可以有多个，并铺设在所述模具的不同部位，以“之”字型排列。可以通过不同的支管道在不同位置的铺设对模具加热区域的分布做重新分区，且分区大小可以根据需要进行调整。每个分区可以独立控制管道流量并配置补偿加热器以保证各区的温度均衡，分区后还可以进行部分加热，避免了能源浪费。

在一些可选的实施方式中，如图6所示，为本发明实施例提供的另一种补偿加热器装置的示意图。所述补偿加热装置包括所述第一管道19和第二管道20共同通过的热交换器18。所述第一管道19和所述第二管道20共同通过所述热交换器18，可以将所述第一管道19中的热量传递到所述第二管道20，使已经降温了的所述第二管道20的温度重新上升，从而对所述第二管道20延伸出的区域进行加热，保证了所述模具温度的均衡。

需要说明的是，所述第一管道和第二管道均可以为主管道，也可以为支管道。不仅主管道和支管道之间可以通过热交换器进行热交换，温度较高的支管道和温度较低的支管道之间也可以进行热交换，前提是其存在温度差。

图7为本发明实施例提供的一种控制系统的外部结构示意图。所述结构包括：控制柜25和触屏式界面交互系统26。所述控制柜25承载控制器及所有电源部件；所述触屏式界面交互系统26提供多种通信格式，可以实现远程、有线、无线通信，提供多路温度采集、开关量采集控制通道。

图8为本发明实施例提供的一种控制系统的示意图，包括：

信息采集模块，被配置为采集所述装置的温度信息、压力信息和液位信息；

信息存储模块，被配置为存储所述温度信息、压力信息和液位信息；

信息处理模块，被配置为对所述温度信息、压力信息和液位信息进行分析处理；通过算法设置温度、压力和液位的相关参数并判断装置故障，生成故障信息；

温度控制模块，被配置为控制所述模具的温度；

显示模块，被配置为显示所述温度信息，压力信息、液位信息和故障信息。

本发明所述的控制系统框图结构可以分为控制器、信号采集及数据交换、功能执行部分，主要部件还包括plc控制器、hmi触摸屏、补偿加热模块(可选)、模具温度采集模块(模具分为ps/ss两个部分)、加热装置传感器、信息平台、操作面板等。所述hmi触摸屏可以通过用户对温度进行设置、对温度数据进行暂存、显示各类数据、显示故障信息等。

所述信息采集模块可以将装置中设置的温度传感器、压力显示表、液位显示表等中的数据采集到服务器中，并通过信息存储模块进行存储。进而对这些信号数据进行处理，并对装置发出指令，调整装置中的相应参数。所述温度信息包括模具温度(包括模具各个分区的温度)、加热器温度、冷却器温度、补偿加热器温度等。

在一些可选的实施例中，所述控制系统还包括相序继电器，测定相序信号，防止电源相序反向造成电动机反转。同时，若检测到有故障，还可以通过警示灯进行危险警示。

特别的，本发明所述控制系统具备如下功能：

1)加热曲线设置功能；系统可以根据各个工序、各种产品型号的不同设置并存储不同的加热曲线，实际使用时调用该曲线即可；

2)加热速率设置功能；系统可以根据设置曲线的加热速率自动计算升温斜率，通过分组控制实现升温速度的精准控制；

3)远程操控能力；系统具备远程控制功能，通过mes系统或者其他工业自动化控制系统可以远程监控、操作加热系统，实现数据保存、故障监控，并且可以将其与叶片工序进行关联，实现设备自启动运行、生产工序判断、产品质量分析、生产过程监控等功能。

4)加热补偿能力；补偿加热设计能够均衡流体(水)加热系统首末两端温度差异过大的问题最大程度提高了模具温度的均匀性，有效地保证了产品质量。

5)分区控制能力；系统还可以根据模具不同加热区域的划分独立加热，具有良好的经济效益。

6)分组控制能力；系统通过多种加热器搭配使用，特别的是根据实际使用情况，各分组加热器可以根据总功率设置不同功率大小，提高分级控制精度，通过启停控制算法可以有效的减少电网冲击、降低能耗。

如图9所示，为本发明实施例提供的一种加热判断、分组控制逻辑示意图。该分组控制过程如下：

设置模具的温度；判断加热的温度，将所述加热器温度设置为能加热所述模具的温度为设定值的相应温度；开始驱动加热组件进行加热同时对温度进行监控；所述监控的温度包括模具温度和加热器温度。若模具温度与预设值不同，则根据与预设的差值来重新判断并调整需要设置的加热器温；若加热器温度与预设值不同，则重新设置加热组件功率，调整加热器温度。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。