一种激光器用高精度蓄冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及激光器冷却领域，具体为一种激光器用高精度蓄冷系统。


背景技术：

2.现有技术中的产品为便于控温，系统采用传统冷、热水箱混水的工作原理。冷水箱作为蓄冷容器利用蓄冷水泵和常规压缩机制冷系统将冷水箱中的液体工质降至规定的蓄冷目标温度。热水箱作为供液回路容器利用供液泵和传统电动三通阀将高温回水和冷水箱中低温水在热水箱中混至供液目标温度后输送至发热激光器，热水箱中供液温度利用电动三通阀pid控温。
3.但是现有技术中产品还存在以下三点缺陷，1、现有程序控制逻辑无待机过程，在用户端加载阶段达到用户规定的目标温度时间长；2、传统电动三通阀执行机构动作时间一般在35～60s之间，在用户负载(激光器)开机瞬间，系统的瞬间加载会使目标温度剧烈变化，目标温度无法在几秒内迅速满足用户的使用要求；3、常规压缩机无法同时满足高温工况和低温工况，没有特殊措施可能造成低压停机或高压报警。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种激光器用高精度蓄冷系统，达温时间断，可以满足同时高温或者低温下工作。
5.实现上述目的的技术方案是：一种激光器用高精度蓄冷系统，包括蓄冷器、缓冲水箱、供液泵、精过滤器、电动供液阀、激光器热负载吸热系统、电动热阀、电动冷阀、舱外制冷机和管道，所述蓄冷器、缓冲水箱、供液泵、精过滤器、电动供液阀和激光器热负载吸热系统依次通过管道连接形成循环回路，所述缓冲水箱与激光器热负载吸热系统的输出端通过管道相连通，所述缓冲水箱与激光器热负载吸热系统之间连接的管道侧壁设有电动热阀，所述蓄冷器和缓冲水箱之间设有第一管路，所述第一管路侧壁设有电动冷阀，所述激光器热负载吸热系统的输出端与供液泵和精滤器之间连接的管道连通有第二管路，所述第二管路的侧壁依次设有电动旁路阀和阀门，所述供液泵和精过滤器之间连通的管道侧壁设有第一压力变送器，所述电动供液阀和激光器热负载吸热系统之间连接的管道侧壁设有第一温度变送器，所述舱外制冷机与蓄冷器通过管道形成半封闭回路，所述蓄冷器的一端设有加液管路。
6.作为本实用新型的进一步优化，所述电动热阀和电动冷阀为线性调节，且执行器开关时间为5-15秒。
7.作为本实用新型的进一步优化，所述蓄冷器包括小流量低温螺旋喷头、大流量高温分水管和温度传感器，所述小流量低温螺旋喷头设在蓄冷器内部的上端和中部，所述大流量高温分水管竖向设在蓄冷器顶端的中部，所述温度传感器等距离设有三个，且温度传感器均设在蓄冷器侧壁。
8.作为本实用新型的进一步优化，所述舱外制冷机由气液分离器、压缩机、冷凝器、
贮液器、干燥过滤器、经济器、电子膨胀罐、冷凝压力调节阀、压差调节阀、第二温度变送器、第二压力变送器和喷淋阀组成，所述舱外制冷机的机体、气液分离器、压缩机、冷凝器、贮液器、干燥过滤器、经济器和电子膨胀罐通过管道依次连接形成封闭回路，所述冷凝压力调节阀设在冷凝器和贮液器之间连通的管道侧壁，所述压缩机与冷凝器之间连接管路的侧壁设有第三管路，所述第三管路与贮液器相连通，所述压差调节阀设在第三管路的侧壁，所述第二温度变送器和第二压力变送器压缩机与冷凝器之间连接管路的侧壁，所述舱外制冷机的机体与气液分离器的管道侧和经济器与电子膨胀罐的管路之间设有第四管路，所述喷淋阀设在第四管路的侧壁，所述喷淋阀与第二温度变送器相连通。
9.作为本实用新型的进一步优化，所述压缩机选用喷气增焓压缩机，所述冷凝器内部的风机选用pwm调速风机。
10.本实用新型的有益效果：该激光器用高精度蓄冷系统。
11.1、现蓄冷器内设计小流量低温螺旋喷头和大流量高温分水管结构，做到了大型蓄冷器都能保证上、中、下温度的一致性，提高了系统的控温精度。
12.2、为确保用户加载瞬间10秒内迅速达到目标供水温度要求，确保控温精度
±
0.5℃，对阀门执行机构进行了定制化设计，以供液泵扬程流量性能曲线为设计基础，要求电动热阀和电动冷阀为线性调节，达到了让执行器开关时间小于15秒的目的。
13.3、通过选用喷气增焓压缩机，提高冷凝温度，降低蒸发温度，大大提高环境适应性，并且为提升压缩机的制冷能力，制冷系统增加经济器，进一步提升系统的过冷度，提高压缩机制冷量，高温工况时，喷气增焓压缩机排气温度较高，为避免压缩机排气温度超过，超出压缩机使用范围，制冷系统设置喷淋功能以此来降低压缩机排气温度，大大的降低了压缩机排气温度。
附图说明
14.图1为本实用新型的流程结构示意图；
15.图2为本实用新型的制冷机原理图；
16.图3为本实用新型的蓄冷器内部结构示意图。
17.图中：1、蓄冷器；101、小流量低温螺旋喷头；102、大流量高温分水管；103、温度传感器；2、缓冲水箱；3、供液泵；4、精过滤器；5、电动供液阀；6、激光器热负载吸热系统；7、电动热阀；8、电动冷阀；9、舱外制冷机；91、气液分离器；92、压缩机；93、冷凝器；94、贮液器；95、干燥过滤器；96、经济器；97、电子膨胀罐；98、冷凝压力调节阀；99、压差调节阀；910、第二温度变送器；911、第二压力变送器；912、喷淋阀；10、第一管路；11、第二管路；12、电动旁路阀；13、阀门；14、第一压力变送器；15、第一温度变送器；16、加液管路；17、第三管路；18、第四管路。
具体实施方式
18.如图1—3所示，本实用新型包括蓄冷器1、缓冲水箱2、供液泵3、精过滤器4、电动供液阀5、激光器热负载吸热系统6、电动热阀7、电动冷阀8、舱外制冷机9和管道，所述蓄冷器1、缓冲水箱2、供液泵3、精过滤器4、电动供液阀5和激光器热负载吸热系统6依次通过管道连接形成循环回路，所述缓冲水箱2与激光器热负载吸热系统6的输出端通过管道相连通，
所述缓冲水箱2与激光器热负载吸热系统6之间连接的管道侧壁设有电动热阀7，所述蓄冷器1和缓冲水箱2之间设有第一管路10，所述第一管路10侧壁设有电动冷阀8，所述激光器热负载吸热系统6的输出端与供液泵3和精滤器之间连接的管道连通有第二管路11，所述第二管路11的侧壁依次设有电动旁路阀12和阀门13，所述供液泵3和精过滤器4之间连通的管道侧壁设有第一压力变送器14，所述电动供液阀5和激光器热负载吸热系统6之间连接的管道侧壁设有第一温度变送器15，所述舱外制冷机9与蓄冷器1通过管道形成半封闭回路，所述蓄冷器1的一端设有加液管路16。
19.具体的，所述电动热阀7和电动冷阀8为线性调节，且执行器开关时间为5-15秒。
20.本实施方案中，要求电动热阀7和电动冷阀8为线性调节，达到了让执行器开关时间小于15秒的目的。
21.具体的，所述蓄冷器1包括小流量低温螺旋喷头101、大流量高温分水管102和温度传感器103，所述小流量低温螺旋喷头101设在蓄冷器1内部的上端和中部，所述大流量高温分水管102竖向设在蓄冷器1顶端的中部，所述温度传感器103等距离设有三个，且温度传感器103均设在蓄冷器1侧壁。
22.本实施方案中，现蓄冷器1内设计小流量低温螺旋喷头101和大流量高温分水管102结构，辅以热力及流体学仿真及相关试验，做到了大型蓄冷器1都能保证上、中、下温度的一致性，提高了系统的控温精度。
23.具体的，所述舱外制冷机9由气液分离器91、压缩机92、冷凝器93、贮液器94、干燥过滤器95、经济器96、电子膨胀罐97、冷凝压力调节阀98、压差调节阀99、第二温度变送器910、第二压力变送器911和喷淋阀912组成，所述舱外制冷机9的机体、气液分离器91、压缩机92、冷凝器93、贮液器94、干燥过滤器95、经济器96和电子膨胀罐97通过管道依次连接形成封闭回路，所述冷凝压力调节阀98设在冷凝器93和贮液器94之间连通的管道侧壁，所述压缩机92与冷凝器93之间连接管路的侧壁设有第三管路17，所述第三管路17与贮液器94相连通，所述压差调节阀99设在第三管路17的侧壁，所述第二温度变送器910和第二压力变送器911压缩机92与冷凝器93之间连接管路的侧壁，所述舱外制冷机9的机体与气液分离器91的管道侧和经济器96与电子膨胀罐97的管路之间设有第四管路18，所述喷淋阀912设在第四管路18的侧壁，所述喷淋阀912与第二温度变送器910相连通。
24.本实施方案中，压缩机92选用喷气增焓压缩机92，提高冷凝温度，降低蒸发温度，大大提高环境适应性；为提升压缩机92的制冷能力，制冷系统增加经济器96，进一步提升系统的过冷度，提高压缩机92制冷量；高温工况时，喷气增焓压缩机92排气温度较高，为避免压缩机92排气温度超过，超出压缩机92使用范围，制冷系统设置喷淋功能以此来降低压缩机92排气温度。
25.具体的，所述压缩机92选用喷气增焓压缩机92，所述冷凝器93内部的风机选用pwm调速风机。
26.本实施方案中，低温工况及蓄冷温度过低时，压缩机92易造成低压停机，为避免此故障，风机选用pwm调速风机控制系统冷凝压力，提升系统低压。
27.示例性的，如图1-图3所示，本实用新型实施例的一种激光器用高精度蓄冷系统的工作过程如下：供液泵3吸入缓冲水箱2中的目标水温，经精过滤器4、电动供液阀5、阀门13输送至激光器热负载吸热系统6升温，升温后的液体再经电动热阀7、电动冷阀8混水，混好
后的目标水温输送至缓冲水箱2再经供液泵3输出，如此循环；冷待机时，用户端不加载，系统自动关闭电动供液阀5，打开电动旁路阀12，系统运行内循环模式，为缩短冷待机时间，水泵以低频率小流量运行将出水温度以最短时间控制在用户规定的目标温度20℃
±
0.5℃；热待机时，冷待机工作完成后，系统自动进入热待机过程，用户端不加载，系统自动打开电动供液阀5，闭合电动旁路阀12，系统运行外循环模式，水泵自动变频流量至用户规定的目标流量值，将出水温度控制在用户规定的目标温度20℃
±
0.5℃；热待机工作完成后，系统向用户端上位机发出可开机指令，用户端自动执行加载指令。

技术特征：
1.一种激光器用高精度蓄冷系统，包括蓄冷器、缓冲水箱、供液泵、精过滤器、电动供液阀、激光器热负载吸热系统、电动热阀、电动冷阀、舱外制冷机和管道，所述蓄冷器、缓冲水箱、供液泵、精过滤器、电动供液阀和激光器热负载吸热系统依次通过管道连接形成循环回路，所述缓冲水箱与激光器热负载吸热系统的输出端通过管道相连通，所述缓冲水箱与激光器热负载吸热系统之间连接的管道侧壁设有电动热阀，所述蓄冷器和缓冲水箱之间设有第一管路，所述第一管路侧壁设有电动冷阀，所述激光器热负载吸热系统的输出端与供液泵和精滤器之间连接的管道连通有第二管路，所述第二管路的侧壁依次设有电动旁路阀和阀门，所述供液泵和精过滤器之间连通的管道侧壁设有第一压力变送器，所述电动供液阀和激光器热负载吸热系统之间连接的管道侧壁设有第一温度变送器，所述舱外制冷机与蓄冷器通过管道形成半封闭回路，所述蓄冷器的一端设有加液管路。2.根据权利要求1所述的一种激光器用高精度蓄冷系统，其特征在于：所述电动热阀和电动冷阀为线性调节，且执行器开关时间为5-15秒。3.根据权利要求1所述的一种激光器用高精度蓄冷系统，其特征在于：所述蓄冷器包括小流量低温螺旋喷头、大流量高温分水管和温度传感器，所述小流量低温螺旋喷头设在蓄冷器内部的上端和中部，所述大流量高温分水管竖向设在蓄冷器顶端的中部，所述温度传感器等距离设有三个，且温度传感器均设在蓄冷器侧壁。4.根据权利要求1所述的一种激光器用高精度蓄冷系统，其特征在于：所述舱外制冷机由气液分离器、压缩机、冷凝器、贮液器、干燥过滤器、经济器、电子膨胀罐、冷凝压力调节阀、压差调节阀、第二温度变送器、第二压力变送器和喷淋阀组成，所述舱外制冷机的机体、气液分离器、压缩机、冷凝器、贮液器、干燥过滤器、经济器和电子膨胀罐通过管道依次连接形成封闭回路，所述冷凝压力调节阀设在冷凝器和贮液器之间连通的管道侧壁，所述压缩机与冷凝器之间连接管路的侧壁设有第三管路，所述第三管路与贮液器相连通，所述压差调节阀设在第三管路的侧壁，所述第二温度变送器和第二压力变送器压缩机与冷凝器之间连接管路的侧壁，所述舱外制冷机的机体与气液分离器的管道侧和经济器与电子膨胀罐的管路之间设有第四管路，所述喷淋阀设在第四管路的侧壁，所述喷淋阀与第二温度变送器相连通。5.根据权利要求4所述的一种激光器用高精度蓄冷系统，其特征在于：所述压缩机选用喷气增焓压缩机，所述冷凝器内部的风机选用pwm调速风机。

技术总结
一种激光器用高精度蓄冷系统，涉及激光器冷却领域。包括蓄冷器、缓冲水箱、供液泵、精过滤器、电动供液阀、激光器热负载吸热系统、电动热阀、电动冷阀、舱外制冷机和管道，所述蓄冷器、缓冲水箱、供液泵、精过滤器、电动供液阀和激光器热负载吸热系统依次通过管道连接形成循环回路，所述缓冲水箱与激光器热负载吸热系统的输出端通过管道相连通，所述缓冲水箱与激光器热负载吸热系统之间连接的管道侧壁设有电动热阀，所述蓄冷器和缓冲水箱之间设有第一管路，所述第一管路侧壁设有电动冷阀。现蓄冷器内设计小流量低温螺旋喷头和大流量高温分水管结构，做到了大型蓄冷器都能保证上、中、下温度的一致性，提高了系统的控温精度。提高了系统的控温精度。提高了系统的控温精度。


技术研发人员：袁志波 吴玲 张爱勇 成果 任恒
受保护的技术使用者：泰兴航空光电技术有限公司
技术研发日：2021.07.15
技术公布日：2022/3/8