一种气液混合冷却装置及冷却方法

1.本发明涉及一种冷却装置及冷却方法，尤其涉及一种气液混合冷却装置及冷却方法。


背景技术：

2.在工业生产产品制造过程中，总会产生大量的热量，这些热量对产品的形态、组织结构和质量寿命都带来不利影响，依靠外在介质降温是常用也是有效的办法，例如液体冷却，通过对热体进行持续的液体喷洒带走其温度，来实现降温目的，这种方式需要提供不断的流动液体，液体消耗较大，为粗况的降温方式，环境污染大，后续处理要求高，而气体冷却，由于气体的附着力小，无法有效的带走热体上的温度，无法实现降温效果。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明旨在提供一种具有良好降温效果、液体用量少、冷气利用率高的气液混合冷却装置及冷却方法。
4.技术方案：本发明的一种气液混合冷却装置，包括用于冷却气体和液体的气液冷却机构、用于喷洒液体的喷洒机构以及用于控制各部件运作的控制系统；气液冷却机构包括用于提供液体的水泵、用于提供气体的气泵以及用于对气体和液体进行冷却的冷却盒；喷洒机构通过气体管道和液体管道与冷却盒连接，喷洒机构包括喷洒头、设置在喷洒头上的传感器组件以及用于调节喷洒头喷洒位置的喷头夹持组件；喷头夹持组件包括用于夹持喷洒头的夹持圈、设置在夹持圈下方的磁吸盖以及设置在夹持圈和磁吸盖之间起到连接作用的支撑杆；传感器组件为红外测温传感器，用于实时获取待降温区的温度；喷洒头内部的中间位置设有用于喷出冷却气体的的气体喷口，气体通道的四周设有用于喷出液体的液体喷口。
5.本发明中，控制系统包括用于为装置提供电力的电源模块、用于处理信息的单片机模块、用于对外通信的通信模块以及用于显示数据的显示模块；冷却盒包括气体冷却管、回水管、用于测量冷却盒内气液温度的温度传感器，还包括用于控制水流的电磁阀、用于控制气流的调控阀以及与气体冷却管连接的涡流管，所述涡流管的一端与气泵连接，另一端与气体冷却管连接，气体冷却管的另一端与调控阀连接，所述回水管的一端与水泵连接，另一端与电磁阀连接。
6.其中，气体冷却管为中空扁平的多组s弯连通管道；红外传感器、温度传感器、电磁阀以及调控阀与控制系统连接；水泵通过液体管道与冷却盒连接，气泵通过气体管道与冷却盒连接；电源模块为电源变压稳压适配器；水泵为直流静音水泵；气泵为静音无油空压机气泵；支撑杆为有支撑强度的可柔性变形的杆件；冷却盒上端设有挂耳。
7.一种权利要求1所述的气液混合冷却的方法，包括以下步骤：
8.s1：接通电源，对控制系统的相关参数进行设置；
9.s2：控制系统启动气泵，使得气泵为涡流管供气，涡流管产生冷气并传输给气体冷
却管；
10.s3：冷却后的气体通过调控阀控制流量，并通过喷洒头向外喷气；
11.s4：位于喷洒头上的红外测温传感器对待降温区域进行实时监测，当降温效果不佳时，控制系统启动水泵，向冷却盒内注入液体；
12.s5：温度传感器对冷却盒内的液体进行测温，当温度高于预设温度时，电磁阀打开，调控阀关闭，液体经回水管流回水箱，并形成液体循环，当温度低于预设温度时，电磁阀关闭，液体不回流，调控阀打开为喷洒头供液，实现气液混合喷洒；
13.s6：红外测温传感器对待降温区域进行实时监测，当待降温区域达到设定温度时，通过控制系统保持调控阀稳定，气泵和水泵持续工作，并根据温控情况做关闭和开启相应动作，当降温区域不需要降温工作时，通过控制系统关闭气泵和水泵。
14.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：能够解决液体冷气不经济不环保、单独气体冷气效果差的问题，具有良好降温效果、液体用量少、冷气利用率高，结构简单、使用方便。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图；
16.图2为本发明的结构爆炸图；
17.图3为本发明的喷洒机构爆炸图；
18.图4为本发明的喷洒头结构示意图；
19.图5为本发明的冷却盒结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图1
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5对本发明的技术方案作进一步说明。
21.如图所示的一种气液混合冷却装置，包括用于冷却气体和液体的气液冷却机构6、用于喷洒液体的喷洒机构以及用于控制各部件运作的控制系统7。
22.气液冷却机构包括用于提供液体的水泵9、用于提供气体的气泵8以及用于对气体和液体进行冷却的冷却盒6。
23.喷洒机构通过气体管道2和液体管道5与冷却盒6连接，喷洒机构包括喷洒头1、设置在喷洒头1上的传感器组件3以及用于调节喷洒头1喷洒位置的喷头夹持组件4。
24.喷头夹持组件4包括用于夹持喷洒头1的夹持圈42、设置在夹持圈42下方的磁吸盖44以及设置在夹持圈42和磁吸盖44之间起到连接作用的支撑杆43，磁吸盖44可以吸在固定区域上，用于控制喷洒头1的位置。
25.传感器组件3为红外测温传感器32，用于实时获取待降温区的温度。
26.喷洒头1内部的中间位置设有用于喷出冷却气体的的气体喷口17，气体通道17的四周设有用于喷出液体的液体喷口15。
27.控制系统7包括用于为装置提供电力的电源模块、用于处理信息的单片机模块、用于对外通信的通信模块以及用于显示数据的显示模块。
28.冷却盒6包括气体冷却管61、回水管610、用于测量冷却盒6内气液温度的温度传感器611，还包括用于控制水流的电磁阀68、用于控制气流的调控阀62以及与气体冷却管61连
接的涡流管10，所述涡流管10的一端与气泵8连接，另一端与气体冷却管61连接，气体冷却管61的另一端与调控阀62连接，所述回水管610的一端与水泵9连接，另一端与电磁阀68连接。
29.气体冷却管61为中空扁平的多组s弯连通管道。
30.红外传感器31、温度传感器611、电磁阀68以及调控阀62与控制系统7连接。
31.水泵9通过液体管道5与冷却盒6连接，气泵8通过气体管道2与冷却盒6连接。
32.电源模块为电源变压稳压适配器。
33.水泵9为直流静音水泵。
34.气泵8为静音无油空压机气泵。
35.支撑杆43为有支撑强度的可柔性变形的杆件。
36.冷却盒6上端设有挂耳。
37.一种权利要求1所述的气液混合冷却的方法，包括以下步骤：
38.s1：接通电源，对控制系统7的相关参数进行设置；
39.s2：控制系统7启动气泵8，使得气泵8为涡流管10供气，涡流管10产生冷气并传输给气体冷却管61；
40.s3：冷却后的气体通过调控阀62控制流量，并通过喷洒头1向外喷气；
41.s4：位于喷洒头1上的红外测温传感器32对待降温区域进行实时监测，当降温效果不佳时，控制系统7启动水泵9，向冷却盒6内注入液体；
42.s5：温度传感器611对冷却盒6内的液体进行测温，当温度高于预设温度时，电磁阀68打开，调控阀62关闭，液体经回水管610流回水箱，并形成液体循环，当温度低于预设温度时，电磁阀68关闭，液体不回流，调控阀62打开为喷洒头1供液，实现气液混合喷洒；
43.s6：红外测温传感器32对待降温区域进行实时监测，当待降温区域达到设定温度时，通过控制系统7保持调控阀62稳定，气泵8和水泵9持续工作，并根据温控情况做关闭和开启相应动作，当降温区域不需要降温工作时，通过控制系统7关闭气泵8和水泵9。
44.当需要对待冷却区域进行降温作业时，接通电源，控制系统7自检，对控制系统7相关参数进行设置后启动系统，气泵8和水泵9工作，气泵8为涡流管10供气，涡流管10产生冷气传输给气体冷却管61，此时气体冷却管61为液体降温，冷气经气体冷却管61流出后由调控阀62控制流量为喷洒头1供气，喷洒头1喷出气体为需要降温的区域进行环境降温，水泵9为冷却盒6内注液体，温度传感器611测温，并将数据传回控制系统7，当液体温度高于预设温度时，电磁阀68打开，液体流回回水管610，并形成液体循环，此时调控阀62关闭(液路不通)，当温度低于预设温度时，电磁阀68关闭，液体不回流，调控阀62打开为喷洒头1供液，喷洒液体为需要降温的区域进行液体降温，此时形成气液混合对降温区进行降温状态，喷洒头1上的红外测温传感器32实时检测数据，传回控制系统7，控制系统7根据预设数值，调控各器件动作，让降温效能最大化，液体消耗最小化。