專利名稱：一種恒溫恒流量供液裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供液控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)和生活的很多方面，都需要用到供液裝置，在不同的使用場合中對供液裝置有著不同的要求。洗浴、洗手的過程中，人們希望打開閥門就能有流量穩(wěn)定的溫水流出；從快餐店購買咖啡等飲料時，人們希望拿到的飲料就是自己想要的溫度；醫(yī)療要求輸送給病人的液體接近人體體溫；一些工業(yè)生產(chǎn)中需要持續(xù)提供一定流量的恒溫工業(yè)用油、工業(yè)用水等。這些都要求供液裝置具有恒定流量和恒定溫度的特性。為滿足以上要求，定溫度或定流量的新型供液裝置被發(fā)明出來。目前較為普遍的恒溫方式是機械式恒溫方式，將熱膨脹系數(shù)不同的金屬材料放置于閥芯兩端，利用不同溫度金屬膨脹程度不同來調(diào)節(jié)閥口開度，以達到調(diào)節(jié)流量從而調(diào)節(jié)溫度的目的。但由于熱敏金屬材料形變的非線性性，此方法無法對溫度進行較精確的調(diào)控，并且使用前還需要手動調(diào)整閥芯兩端金屬材料的位置以使出液的初始溫度達到需求數(shù)值，調(diào)節(jié)過程較為繁瑣。定流量普遍采用壓力反饋的方式，流量變化會引起的壓力變化，利用壓力變化的差值推動閥芯改變閥口開度，從而補償流量的變化。但液體源頭壓力發(fā)生變化或液流出口壓力變化時，這種方法將無法實現(xiàn)恒定流量的功能。同時大多數(shù)新型供液裝置只是單一實現(xiàn)恒定溫度或恒定流量的功能，并未將二者有機結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠保證供液體的流量恒定、溫度恒定，同時充分利用熱液管中的冷卻液體的供液裝置。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
本發(fā)明的一種恒溫恒流量供液裝置包括控制器、連通管、第一步進電機、第二步進電機、第三電機、流量傳感器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述控制器分別與第一步進電機、第二步進電機、第三電機、流量傳感器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器連接；所述連通管設(shè)有第一冷液支管、第二冷液支管、第一熱液支管和第二熱液支管；
第一熱液支管的入口通過第二球閥與外界的熱液進液管連接，第二球閥通過第二聯(lián)軸器與第二步進電機的傳動軸連接；
第二冷液支管的出口和第二熱液支管的出口通過同一個第一球閥與外界的供液管連通，所述第一球閥通過第一聯(lián)軸器與第一步進電機的傳動軸連接；
在連通管內(nèi)設(shè)有冷熱液調(diào)節(jié)裝置，所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置包括葉輪，葉輪的軸穿過連通管的壁并通過第三聯(lián)軸器與第三電機的軸連接；所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置將連通管的內(nèi)腔劃分為冷液區(qū)和熱液區(qū)，第二冷液支管的入口和第一冷液支管位于所述冷液區(qū)內(nèi)，第二熱液支管的入口和第一熱液支管位于所述熱液區(qū)內(nèi)，第一冷液支管內(nèi)的液流主體能夠進入到第二冷液管內(nèi)，且第一熱液支管內(nèi)的液體主體能夠流入到第二熱液支管內(nèi)；當葉輪轉(zhuǎn)動時，第一熱液支管內(nèi)的液流主體能夠進入到第一冷液支管內(nèi)；
所述第一溫度傳感器、流量傳感器相應(yīng)地分別用于測量進入外界的所述供液管的液體的溫度和流量，第二溫度傳感器用于測量進入第一熱液支管的液體的溫度。進一步地，本發(fā)明當?shù)谝粶囟葌鞲衅鳈z測到進入外界的供液管的液體的溫度與供液溫度預(yù)設(shè)值不相同時，控制器指令第二步進電機工作而帶動第二球閥轉(zhuǎn)動，對進入第一熱液支管的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)；
當?shù)诙囟葌鞲衅鳈z測到第一熱液支管內(nèi)的液體的溫度大于等于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，第一熱液支管內(nèi)的液流主體進入到第二熱液支管內(nèi)；當?shù)谝粺嵋褐Ч軆?nèi)的液體的溫度小于 熱液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器指令第一步進電機工作以使第一球閥關(guān)閉，并且控制器指令第三電機工作而帶動葉輪轉(zhuǎn)動，使第一熱液支管內(nèi)的液流主體進入到第一冷液支管；
當流量傳感器檢測到進入外界的供液管的液體的流量與供液流量預(yù)設(shè)值不一致時，控制器指令第一步進電機工作而帶動第一球閥轉(zhuǎn)動，對進入外界的供液管的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)。進一步地，本發(fā)明所述第一熱液支管由第一熱液支管本體和冷熱液連接管構(gòu)成，第一熱液支管本體與冷熱液連接管的一端連接，冷熱液連接管的另一端通過第二球閥與外界的熱液進液管連接。進一步地，本發(fā)明在所述冷液區(qū)和熱液區(qū)的分界處，連通管的內(nèi)徑與所述葉輪的外徑相匹配。進一步地，本發(fā)明所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置還包括中心開有通孔的隔板，葉輪的外徑與所述隔板的通孔的內(nèi)徑相匹配且葉輪置于隔板的通孔內(nèi)，隔板的外緣與連通管的內(nèi)壁固定連接。本發(fā)明的另一種恒溫恒流量供液裝置包括控制器、連通管、第一步進電機、第四步進電機、第三電機、流量傳感器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述控制器分別與第一步進電機、第四步進電機、第三電機、流量傳感器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器連接;
所述連通管設(shè)有第一冷液支管、第二冷液支管、第一熱液支管和第二熱液支管；
第一冷液支管的入口通過第三球閥與外界的冷液進液管連接，第三球閥通過第三聯(lián)軸器與第四步進電機的傳動軸連接；
第二冷液支管的出口和第二熱液支管的出口通過同一個第一球閥與外界的供液管連通，所述第一球閥通過第一聯(lián)軸器與第一步進電機的傳動軸連接；
在連通管內(nèi)設(shè)有冷熱液調(diào)節(jié)裝置，所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置包括葉輪，葉輪的軸穿過連通管的壁并通過第三聯(lián)軸器與第三電機的軸連接；所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置將連通管的內(nèi)腔劃分為冷液區(qū)和熱液區(qū)，第二冷液支管的入口和第一冷液支管位于所述冷液區(qū)內(nèi)，第二熱液支管的入口和第一熱液支管位于所述熱液區(qū)內(nèi)，第一冷液支管內(nèi)的液流主體能夠進入到第二冷液管內(nèi)，且第一熱液支管內(nèi)的液體主體能夠流入到第二熱液支管內(nèi)；當葉輪轉(zhuǎn)動時，第一熱液支管內(nèi)的液流主體能夠進入到第一冷液支管內(nèi)；
所述第一溫度傳感器、流量傳感器相應(yīng)地分別用于測量進入外界的所述供液管的液體的溫度和流量，第二溫度傳感器用于測量進入第一熱液支管的液體的溫度。進一步地，本發(fā)明當?shù)谝粶囟葌鞲衅鳈z測到進入外界的供液管的液體的溫度與供液溫度預(yù)設(shè)值不相同時，控制器指令第四步進電機工作而帶動第三球閥轉(zhuǎn)動，對進入第一冷液支管的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)；
當?shù)诙囟葌鞲衅鳈z測到第一熱液支管內(nèi)的液體的溫度大于等于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，第一熱液支管內(nèi)的液流主體進入到第二熱液支管內(nèi)；當?shù)谝粺嵋褐Ч軆?nèi)的液體的溫度小于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器指令第一步進電機工作以使第一球閥關(guān)閉，并且控制器指令第三電機工作而帶動葉輪轉(zhuǎn)動，使第一熱液支管內(nèi)的液流主體進入到第一冷液支管；
當流量傳感器檢測到進入外界的供液管的液體的流量與供液流量預(yù)設(shè)值不一致時，控制器指令第一步進電機工作而帶動第一球閥轉(zhuǎn)動，對進入外界的供液管的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)。進一步地，本發(fā)明所述第一熱液支管由第一熱液支管本體和冷熱液連接管構(gòu)成，第一熱液支管本體與冷熱液連接管的一端連接，冷熱液連接管的另一端通過第二球閥與外 界的熱液進液管連接。進一步地，本發(fā)明在所述冷液區(qū)和熱液區(qū)的分界處，連通管的內(nèi)徑與所述葉輪的外徑相匹配。進一步地，本發(fā)明所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置還包括中心開有通孔的隔板，葉輪與所述隔板的通孔的內(nèi)徑相匹配，隔板的外緣與連通管的內(nèi)壁固定連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明將溫度控制和流量控制有機結(jié)合起來，機構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新，想法獨特，操作方便，控制精確，為需要提供恒溫、恒流量液體的場合提供了一種新的選擇。本發(fā)明通過結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，克服了現(xiàn)有技術(shù)的供液裝置所存在的缺陷，真正同時實現(xiàn)供液的恒定溫度和恒定流量。本發(fā)明通過設(shè)置用于測量第一熱液支管的液體溫度的溫度傳感器，監(jiān)測熱液管內(nèi)的液體溫度是否滿足要求，并在第一熱液支管內(nèi)的液體的溫度小于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，通過啟動位于連通管的冷液區(qū)和熱液區(qū)的分界處的增壓葉輪，將熱液區(qū)中低于熱液溫度預(yù)設(shè)值的液體壓入冷液區(qū)內(nèi)，能夠避免熱液管中的冷卻液體的浪費；通過設(shè)置用于測量進入外界供液管的溫度的溫度傳感器，監(jiān)測供液管內(nèi)的液體溫度，并通過控制第一熱液支管內(nèi)的球閥調(diào)節(jié)熱液的液流流量或者通過控制第一冷液支管內(nèi)的球閥調(diào)節(jié)冷液的液流流量，從而改變進入供液管的液流中熱液和冷液的比例，實現(xiàn)供液溫度的恒定；通過設(shè)置用于測量供液管內(nèi)的液體流量的流量傳感器，直接監(jiān)測供液流量，并通過控制連通管的第二冷液支管和第二熱液支管出口處的球閥單一調(diào)節(jié)供液流量，從而實現(xiàn)了流量和溫度的獨立控制。整個裝置采用全電子控制，操作簡單，控制精確，同時實現(xiàn)了恒定液體溫度和恒定液體流量功能。


圖I為本發(fā)明供液裝置的整體結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I中A部的放大示意 圖3為圖2中A-A截面的首I]視 圖4為圖2中B-B截面的剖視 圖5為本發(fā)明連通管的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖I至圖4示出了本發(fā)明的一種實施方式。如圖I至圖4所示，恒溫恒流量供液裝置主要包括第一步進電機I、第一聯(lián)軸器2、第一球閥3、流量傳感器4、第二溫度傳感器5、供液管7、第二步進電機8、第二聯(lián)軸器9、第二電機架10、連通管11、第三電機14、第三聯(lián)軸器15、冷熱液連接管17、第二球閥18、熱液進液管19、第二溫度傳感器21、控制器22、葉輪16、第一隔板23、中央隔板24和第二隔板25等?？刂破?2分別與第一步進電機I、第二步進電機8、第三電機14、流量傳感器4、第一溫度傳感器5和第二溫度傳感器21連接。第一步進電機I和第二步進電機8可選用一般的步進電機，例如型號為 57BYGH6620的混合式步進電機。第三電機14可選用不同種類的電機，如直流電機ALONG
JBY37-540、交流電機ALONG 60KTYZ等?？刂破?2的控制芯片可選用ATMEL公司的AT89C52 芯片。如圖1、2所示,連通管11設(shè)有第一冷液支管11. I、第二冷液支管11. 2、第一熱液支管11. 3和第二熱液支管11.4。來自外界的冷液進液管(圖中未示出)的冷液經(jīng)由第一冷液支管11. I的入口進入連通管11。如圖1、2所示，本實施例中的第一熱液支管11. 3由第一熱液支管本體11. 3. I和冷熱液連接管17構(gòu)成。其中，第一熱液支管本體11. 3. I與冷熱液連接管17的一端連接，冷熱液連接管17的另一端通過第二球閥18與外界的熱液進液管19連接。熱液進液管19中的熱液依次經(jīng)由冷熱液連接管17、第一熱液支管本體11. 3. I進入連通管11。使用冷熱液連接管17能夠方便各管道的相互連接，以及方便在連通管11的內(nèi)部安裝冷熱液調(diào)節(jié)裝置。當不使用冷熱液連接管17時，熱液進液管19可直接通過第二球閥18與第一熱液支管本體11. 3. I連接。如圖I所示，第二冷液支管11. 2的出口和第二熱液支管11. 4的出口通過同一個第一球閥3與供液管7的入口連通。供液管7的出口與第一直角管6的一端連接，第一直角管6的另一端與流量傳感器4連接，流量傳感器4用于測量進入供液管7的液流流量。第一溫度傳感器5可固定在第一直角管6上，其測量端位于第一直角管6內(nèi)，用于測量進入供液管7的液體溫度。第二直角管20與熱液進液管19連接。第二溫度傳感器21可固定在第二直角管20上，其測量端位于第二直角管20內(nèi)，用于測量進入第一熱液支管11. 3的液體的溫度。第一球閥3通過第一聯(lián)軸器2與第一步進電機I的傳動軸連接。第一步進電機I可通過第一電機架12固定在連通管11的第一冷液支管11. I上。第二球閥18通過第二聯(lián)軸器9與第二步進電機8的傳動軸連接。第二步進電機8可通過第二電機架10固定在熱液進液管19上。在連通管11內(nèi)設(shè)有冷熱液調(diào)節(jié)裝置。圖I至圖5所示的兩種冷熱液調(diào)節(jié)裝置均由葉輪16和隔板構(gòu)成。在圖I至圖4所示的冷熱液調(diào)節(jié)裝置中，隔板整體由第一隔板23、中央隔板24和第二隔板25依次以固定連接方式拼接而成。其中，第一隔板23和第二隔板25為半圓形板，中央隔板24為中心開有圓孔的長方形板。如圖I至圖3所示，中央隔板24與其所在的那一段連通管11的中軸線平行，第一隔板23和第二隔板25均與中央隔板24相垂直，且第一隔板23位于中央隔板24的上表面所在的一側(cè)，第二隔板25則位于中央隔板24的下表面所在的一側(cè)。第一隔板23、中央隔板24和第二隔板25拼接成一個隔板整體后，整個隔板的外緣與連通管11的內(nèi)壁固定連接。具體地說，如圖2和圖3所示，第一隔板23和第二隔板25的半圓形外緣均沿連通管11的圓周方向固定安裝于連通管11的內(nèi)壁上，中央隔板24的兩個相對的外緣則沿連通管11的軸向與連通管11的內(nèi)壁固定連接。如圖1、2、4所示，葉輪16的外徑與中央隔板24中心所開的通孔的內(nèi)徑相匹配，以葉輪16的外徑略小于中央隔板24的通孔為宜，由此可以將葉輪16置于中央隔板24的通孔內(nèi)，并使得整個冷熱液調(diào)節(jié)裝置將連通管11的內(nèi)腔劃分為冷液區(qū)I和熱液區(qū)II。其中，第二冷液支管11. 2的入口和第一冷液支管11. I位于冷液區(qū)I內(nèi)，第二熱液支管11. 4的入口和第一熱液支管11. 3位于熱液區(qū)II內(nèi)。由于葉輪16的外徑與中央隔板24的通孔的內(nèi)徑相匹配，從而當葉輪16工作時，位于熱液區(qū)II的第一熱液支管11. 3內(nèi)的液流主體能夠因葉輪16轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的壓力而進入到冷液區(qū)I的第一冷液支管11. I中；而當葉輪16不工作時，同位于冷液區(qū)I內(nèi)的第一冷液支管11. I內(nèi)的液流主體能夠進入到第二冷液管11. 2內(nèi)， 同位于熱液區(qū)II的第一熱液支管11.3內(nèi)的液體主體能夠流入到第二熱液支管11.4內(nèi)，冷液區(qū)I和熱液區(qū)II內(nèi)的液流主體不會通過中央隔板24的通孔相互流通。如圖I和圖2所示，葉輪16的軸穿過連通管11的壁而通過第三聯(lián)軸器15與第三電機14的軸連接，第三電機14通過第三電機架13固定在連通管11的第一熱液支管11. 3上?？刂破?2通過指令第三電機14工作而驅(qū)動葉輪16轉(zhuǎn)動。如圖5所示，作為本發(fā)明的另一種實施方式，冷熱液調(diào)節(jié)裝置由圓環(huán)形隔板26和葉輪16構(gòu)成。圓環(huán)形隔板26的外徑與相應(yīng)處的連通管的內(nèi)徑相適配，以使圓環(huán)形隔板26的外緣沿連通管11的圓周方向固定安裝于連通管11的內(nèi)壁上；圓環(huán)形隔板26的內(nèi)徑則與葉輪16的外徑相匹配，以葉輪16的外徑略小于圓環(huán)形隔板26的內(nèi)徑為宜。如果在冷液區(qū)I和熱液區(qū)II的分界處，連通管11的內(nèi)徑恰好與葉輪16的外徑相匹配，則可以不使用隔板。將葉輪16安裝于連通管11后，葉輪16的軸與其安裝位置處的連通管11的橫截面大致垂直。與前同理，由于葉輪16的外徑與連通管11的內(nèi)徑相匹配，因此，當葉輪16工作時，第一熱液支管11. 3內(nèi)的液流主體能夠進入到第一冷液支管11. I中；當葉輪16不工作時，冷液區(qū)I和熱液區(qū)II內(nèi)的液流主體不會通過連通管11的內(nèi)壁和葉輪16的外緣之間的縫隙相互流通。需要說明的是，本發(fā)明的冷熱液調(diào)節(jié)裝置中的葉輪可采用多種方向進行布置，而不僅限于本發(fā)明中所列舉的兩種具體情況，葉輪的軸與其安裝處的連通管的橫截面的夾角可以在0 90°范圍內(nèi)。而如果冷熱液調(diào)節(jié)裝置的構(gòu)成中包括隔板，則隔板的形狀、數(shù)目和安裝方式亦可有多種形式。例如，在圖2中，冷熱液調(diào)節(jié)裝置位于第一熱液支管11. 3內(nèi)，由此在第一熱液支管11. 3內(nèi)將連通管11的內(nèi)腔劃分為冷液區(qū)I和熱液區(qū)II。事實上，冷熱液調(diào)節(jié)裝置也可位于第一冷液支管11. I內(nèi)，從而在第一冷液支管11. I內(nèi)將連通管11的內(nèi)腔劃分為冷液區(qū)I和熱液區(qū)II。此外，冷熱液調(diào)節(jié)裝置還可跨越第一冷液支管11. I和第一熱液支管11. 3。總而言之，本發(fā)明的冷熱液調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)和安裝位置可以有多種方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對其作多種變形，只要其滿足以下要求即可即冷熱液調(diào)節(jié)裝置能夠?qū)⑦B通管11的內(nèi)腔劃分為冷液區(qū)和熱液區(qū)，使得第二冷液支管11. 2的入口和第一冷液支管11. I位于冷液區(qū)內(nèi)，第二熱液支管11. 4的入口和第一熱液支管11. 3位于熱液區(qū)內(nèi)；當葉輪16不轉(zhuǎn)動時，即使冷液區(qū)和熱液區(qū)的液體因葉輪周邊存在空隙而發(fā)生“互滲”現(xiàn)象，但冷液區(qū)和熱液區(qū)內(nèi)的液流主體卻不會發(fā)生大量的互流；而當葉輪16轉(zhuǎn)動時，葉輪16轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的壓力則能夠使熱液區(qū)內(nèi)的第一熱液支管內(nèi)的液流主體不進入第二熱液支管11. 4而進入到冷液區(qū)的第一冷液支管11. I內(nèi)。本發(fā)明裝置工作時，可先根據(jù)使用者的需求設(shè)定三個預(yù)設(shè)值，即熱液溫度預(yù)設(shè)值、供液溫度預(yù)設(shè)值和供液流量預(yù)設(shè)值，其中熱液溫度預(yù)設(shè)值大于供液溫度預(yù)設(shè)值。這三個預(yù)設(shè)值都既可以是一個確定的值也可以是一個區(qū)間。當預(yù)設(shè)值是一個區(qū)間時，測量值與對應(yīng)的預(yù)設(shè)值不相同是指測量值不在這個預(yù)設(shè)值區(qū)間內(nèi)。當?shù)诙囟葌鞲衅?1檢測到的第一熱液支管11. 3內(nèi)的液體的溫度大于等于熱液 溫度預(yù)設(shè)值時，第一熱液支管11. 3內(nèi)的液流主體進入到第二熱液支管11. 4內(nèi)；當?shù)诙囟葌鞲衅?1檢測到的第一熱液支管11. 3內(nèi)的液體的溫度小于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器22指令第一步進電機I工作以使第一球閥3關(guān)閉，同時，控制器22指令第三電機14工作而帶動葉輪16轉(zhuǎn)動，從而使第一熱液支管11. 3內(nèi)的液流主體進入到第一冷液支管11. I中，經(jīng)由第一冷液支管11. I流出連通管11而匯入到冷液進液管(圖中未示出)中。當?shù)谝粶囟葌鞲衅?檢測到的供液管7內(nèi)的液體的溫度與供液溫度預(yù)設(shè)值不相同時，控制器22指令第二步進電機8工作而帶動第二球閥18轉(zhuǎn)動，對進入第一熱液支管11.3的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，或者，控制器22指令第四步進電機(圖中未示出)工作而帶動第三球閥(圖中未示出)轉(zhuǎn)動，對進入第一冷液支管11. I的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)；由此，調(diào)整了進入第二熱液支管的熱液和第二冷液支管中的冷液的比例，從而使進入供液管7內(nèi)的液體的溫度與供液溫度預(yù)設(shè)值相同。當流量傳感器4檢測到供液管7內(nèi)的液體的流量與供液流量預(yù)設(shè)值不一致時，控制器22指令第一步進電機I工作而帶動第一球閥3轉(zhuǎn)動，對供液管7的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，從而使供液管7內(nèi)的液體的流量與供液流量預(yù)設(shè)值一致。以下以圖I至圖5所示結(jié)構(gòu)的本發(fā)明裝置為例具體說明其實現(xiàn)供液恒溫、恒流量功能的過程如下
在下達供液指令之前，使用者預(yù)先設(shè)定熱液溫度預(yù)設(shè)值、供液溫度預(yù)設(shè)值和供液流量預(yù)設(shè)值?？刂破?2指令第二步進電機8工作而帶動第二球閥18轉(zhuǎn)動，使第二球閥18處于全開狀態(tài)。此時，由于尚未下達供液指令，第一球閥3處于關(guān)閉狀態(tài)，即第二冷液支管11. 2和第二熱液支管11. 4的出口處于關(guān)閉狀態(tài)。同時，第二溫度傳感器21測量熱液進液管19的進口處的液體溫度，并將測量得到的溫度信號傳遞給控制器22，控制器22將此溫度信號值與熱液溫度預(yù)設(shè)值進行對比。當此溫度信號值低于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器22指令第三電機14通電啟動，帶動葉輪16轉(zhuǎn)動，葉輪16的葉片帶動第一熱液管支管11. 3中已冷卻的液流主體進入第一冷液支管11. I。當?shù)诙囟葌鞲衅?1測量得到的溫度信號值等于或高于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器22控制第三電機14停止轉(zhuǎn)動，葉輪16停止工作。在第二溫度傳感器21測量得到的溫度信號值等于或高于熱液溫度預(yù)設(shè)值的狀態(tài)下，使用者下達供液指令。如果第一溫度傳感器5檢測到的供液管7內(nèi)的液體的溫度與供液溫度預(yù)設(shè)值不相同，控制器22指令第二步進電機8工作而帶動第二球閥18轉(zhuǎn)動，對進入第一熱液支管11. 3的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，由此調(diào)整了進入第二熱液支管的熱液和第二冷液支管中的冷液的比例，從而使進入供液管7內(nèi)的液體的溫度與供液溫度預(yù)設(shè)值相同。另一方面，控制器22指令第一步進電機I帶動第一球閥3轉(zhuǎn)動，對第一球閥3開度進行調(diào)整；同時流量傳感器4測量供液管7的出口處的液體流量，并將測量得到的流量信號傳遞給控制器22，控制器22將此流量信號值與供液流量預(yù)設(shè)值進行對比，當此流量信號值達到供液流量預(yù)設(shè)值時，控制器22控制第一步進電機I停止轉(zhuǎn)動，此時供液溫度和供液流量滿足設(shè)定要求。在供液過程中，第一溫度傳感器5和流量傳感器4以一定頻率分別測量流經(jīng)供液管7的液體的溫度和流量，并將測量得到的溫度和流量信號傳遞給控制器22，由控制器22將這兩個信號值分別與供液溫度預(yù)設(shè)值和供液流量預(yù)設(shè)值進行對比當?shù)谝粶囟葌鞲衅?檢測到的溫度信號值高于供液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器22指令第二步進電機8工作而帶動第二球閥18轉(zhuǎn)動，使第二球閥18的開度變小，減小供液液流中熱液的含量，從而使進入供液管7中的液體溫度降低；當?shù)谝粶囟葌鞲衅?檢測到的溫度信號值低于供液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器22指令第二步進電機8工作而帶動第二球閥18轉(zhuǎn)動，使第二球閥18的開度變大，增大供液液流中熱液的含量，從而使供液管7中液體的溫度升高；當?shù)谝粶囟葌鞲衅?檢測到的溫度信號值等于供液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器22指令第二步進電機8停止轉(zhuǎn)動。當流量傳感器4檢測到的流量信號值高于供液流量預(yù)設(shè)值時，控制器22指令第一步進電機I工作而帶動第一球閥3轉(zhuǎn)動，使第一球閥3開度變小，從而使供液管7中液流的流量減??；當流量傳感器4檢測到的流量信號值低于供液流量預(yù)設(shè)值時，控制器22指令第一步進電機I工作而帶動第一球閥3轉(zhuǎn)動，使第一球閥3開度增大，從而使供液管7中液流的流量增大；當流量傳感器4檢測到的流量信號值等于供液流量預(yù)設(shè)值時，控制器22指令第一步進電機I停止轉(zhuǎn)動。與此同時，第二溫度傳感器21以一定頻率測量熱液進液管19的進口處的液體溫度，并將測量得到的溫度信號傳遞給控制器22，由控制器22將此溫度信號值與熱液溫度預(yù)設(shè)值進行比較。當由于熱液溫度不穩(wěn)定使得第二溫度傳感器21檢測到的溫度值低于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，考慮到供液液流的實際溫度往往是低于供液溫度預(yù)設(shè)值，此時控制器22指令第一步進電機I工作而帶動第一球閥3轉(zhuǎn)動，使得第一球閥關(guān)閉，停止供液；同時，控制器22指令第三電機14工作，帶動葉輪16轉(zhuǎn)動，葉輪16的葉片帶動第一熱液管支管11. 3中的液流進入第一冷液支管11. I。當?shù)诙囟葌鞲衅?1檢測到的溫度值大于或等于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器22指令第三電機14停止工作，可重新恢復(fù)供液。綜上，通過以上調(diào)節(jié)，本發(fā)明裝置可以實現(xiàn)在液源壓力、溫度變化時，供液液流的溫度和流量穩(wěn)定在預(yù)設(shè)值，從而達到恒溫、恒流量供液的功能。作為本發(fā)明的另一種實施方式，第一冷液支管11. I的入口可通過第三球閥與外界的冷液進液管連接，第三球閥則通過第四聯(lián)軸器與第三步進電機的傳動軸連接(圖中未示出)。當?shù)诙囟葌鞲衅?1檢測到的第一熱液支管11. 3內(nèi)的液體的溫度大于或等于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，第一熱液支管11. 3內(nèi)的液流主體進入到第二熱液支管11. 4內(nèi)；當?shù)诙囟葌鞲衅?1檢測到的第一熱液支管11. 3內(nèi)的液體的溫度小于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器22指令第一步進電機I工作而帶動第一球閥3轉(zhuǎn)動，使得第一球閥關(guān)閉，停止供液；同時控制 器22指令第三電機14工作而帶動葉輪16轉(zhuǎn)動，使第一熱液支管內(nèi)的液流主體進入到第一冷液支管。當?shù)谝粶囟葌鞲衅?檢測到的供液管7內(nèi)的液體的溫度與供液溫度預(yù)設(shè)值不相同時，則可以通過控制器22指令第三步進電機工作而帶動第四球閥轉(zhuǎn)動，對進入第一冷液支管11. I的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，改變供液液流中冷液與熱液的比例，從而使供液管7內(nèi)的液體的溫度與供液溫度預(yù)設(shè)值相同。當流量傳感器4檢測到供液管7的液體的流量與供液流量預(yù)設(shè)值不一致時，控制器22指令第一步進電機I工作而帶動第一球閥3轉(zhuǎn)動，對供液管7的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié) ，從而使供液管7內(nèi)的液體的流量與供液流量預(yù)設(shè)值相同。
權(quán)利要求
1.一種恒溫恒流量供液裝置，其特征是包括控制器(22)、連通管(11)、第一步進電機(I)、第二步進電機(8)、第三電機(14)、流量傳感器(4)、第一溫度傳感器(5)和第二溫度傳感器(21)，所述控制器(22)分別與第一步進電機(I)、第二步進電機(8)、第三電機(14)、流量傳感器(4 )、第一溫度傳感器(5 )和第二溫度傳感器(21)連接； 所述連通管設(shè)有第一冷液支管(II. I)、第二冷液支管(II. 2)、第一熱液支管(11. 3)和第二熱液支管(11. 4)； 第一熱液支管(11. 3)的入口通過第二球閥(18)與外界的熱液進液管(19)連接，第二球閥(18)通過第二聯(lián)軸器(9)與第二步進電機(8)的傳動軸連接； 第二冷液支管的出口和第二熱液支管的出口通過同一個第一球閥(3)與外界的供液管連通，所述第一球閥(3)通過第一聯(lián)軸器(2)與第一步進電機(I)的傳動軸連接； 在連通管(11)內(nèi)設(shè)有冷熱液調(diào)節(jié)裝置，所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置包括葉輪(16 )，葉輪(16 )的軸穿過連通管(11)的壁并通過第三聯(lián)軸器(15)與第三電機(14)的軸連接；所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置將連通管(11)的內(nèi)腔劃分為冷液區(qū)和熱液區(qū)，第二冷液支管(11. 2)的入口和第一冷液支管(11. D位于所述冷液區(qū)內(nèi)，第二熱液支管(11. 4)的入口和第一熱液支管(11. 3)位于所述熱液區(qū)內(nèi)，第一冷液支管(11. I)內(nèi)的液流主體能夠進入到第二冷液管(11. 2 )內(nèi)，且第一熱液支管(11. 3 )內(nèi)的液體主體能夠流入到第二熱液支管(11. 4)內(nèi)；當葉輪(16)轉(zhuǎn)動時，第一熱液支管(11.3)內(nèi)的液流主體能夠進入到第一冷液支管(11. I)內(nèi)；所述第一溫度傳感器(5)、流量傳感器(4)相應(yīng)地分別用于測量進入外界的所述供液管的液體的溫度和流量，第二溫度傳感器(21)用于測量進入第一熱液支管(11. 3)的液體的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的恒溫恒流量供液裝置，其特征是 當?shù)谝粶囟葌鞲衅?5)檢測到進入外界的供液管的液體的溫度與供液溫度預(yù)設(shè)值不相同時，控制器(22)指令第二步進電機(8)工作而帶動第二球閥(18)轉(zhuǎn)動，對進入第一熱液支管(11. 3)的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)； 當?shù)诙囟葌鞲衅?21)檢測到第一熱液支管(11. 3)內(nèi)的液體的溫度大于等于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，第一熱液支管內(nèi)的液流主體進入到第二熱液支管內(nèi)；當?shù)谝粺嵋褐Ч軆?nèi)的液體的溫度小于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器(22)指令第一步進電機(I)工作以使第一球閥(3 )關(guān)閉，并且控制器(22 )指令第三電機(14)工作而帶動葉輪(16 )轉(zhuǎn)動，使第一熱液支管內(nèi)的液流主體進入到第一冷液支管； 當流量傳感器(4)檢測到進入外界的供液管的液體的流量與供液流量預(yù)設(shè)值不一致時，控制器(22 )指令第一步進電機(I)工作而帶動第一球閥(3 )轉(zhuǎn)動，對進入外界的供液管的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的恒溫恒流量供液裝置，其特征是所述第一熱液支管(11. 3)由第一熱液支管本體和冷熱液連接管(17)構(gòu)成，第一熱液支管本體與冷熱液連接管(17)的一端連接，冷熱液連接管(17)的另一端通過第二球閥(18)與外界的熱液進液管(19)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的恒溫恒流量供液裝置，其特征是在所述冷液區(qū)和熱液區(qū)的分界處，連通管(11)的內(nèi)徑與所述葉輪(16)的外徑相匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的恒溫恒流量供液裝置，其特征是所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置還包括中心開有通孔的隔板，葉輪的外徑與所述隔板的通孔的內(nèi)徑相匹配且葉輪置于隔板的通孔內(nèi)，隔板的外緣與連通管(11)的內(nèi)壁固定連接。
6.一種恒溫恒流量供液裝置，其特征是包括控制器(22)、連通管(11)、第一步進電機(I)、第四步進電機(8)、第三電機(14)、流量傳感器(4)、第一溫度傳感器(5)和第二溫度傳感器(21)，所述控制器(22)分別與第一步進電機(I)、第四步進電機(8)、第三電機(14)、流量傳感器(4 )、第一溫度傳感器(5 )和第二溫度傳感器(21)連接； 所述連通管設(shè)有第一冷液支管(11. I)、第二冷液支管(11. 2)、第一熱液支管(11. 3)和第二熱液支管(11. 4)； 第一冷液支管(11.1)的入口通過第三球閥與外界的冷液進液管連接，第三球閥通過第三聯(lián)軸器與第四步進電機的傳動軸連接； 第二冷液支管的出口和第二熱液支管的出口通過同一個第一球閥與外界的供液管連 通，所述第一球閥(3 )通過第一聯(lián)軸器(2 )與第一步進電機(I)的傳動軸連接； 在連通管(11)內(nèi)設(shè)有冷熱液調(diào)節(jié)裝置，所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置包括葉輪(16 )，葉輪(16 )的軸穿過連通管的壁并通過第三聯(lián)軸器(15)與第三電機(14)的軸連接；所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置將連通管(11)的內(nèi)腔劃分為冷液區(qū)和熱液區(qū)，第二冷液支管(11. 2)的入口和第一冷液支管(II. I)位于所述冷液區(qū)內(nèi)，第二熱液支管(II. 4)的入口和第一熱液支管(II. 3)位于所述熱液區(qū)內(nèi)，第一冷液支管(11. D內(nèi)的液流主體能夠進入到第二冷液管(11. 2)內(nèi)，且第一熱液支管(11. 3)內(nèi)的液體主體能夠流入到第二熱液支管(I I. 4)內(nèi)；當葉輪(16)轉(zhuǎn)動時，第一熱液支管(11. 3)內(nèi)的液流主體能夠進入到第一冷液支管(11. I)內(nèi)； 所述第一溫度傳感器(5)、流量傳感器(4)相應(yīng)地分別用于測量進入外界的所述供液管的液體的溫度和流量，第二溫度傳感器(21)用于測量進入第一熱液支管(11. 3)的液體的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒溫恒流量供液裝置，其特征是 當?shù)谝粶囟葌鞲衅?5)檢測到進入外界的供液管的液體的溫度與供液溫度預(yù)設(shè)值不相同時，控制器(22)指令第四步進電機工作而帶動第三球閥轉(zhuǎn)動，對進入第一冷液支管(11. D的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)； 當?shù)诙囟葌鞲衅?21)檢測到第一熱液支管(11. 3)內(nèi)的液體的溫度大于等于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，第一熱液支管內(nèi)的液流主體進入到第二熱液支管內(nèi)；當?shù)谝粺嵋褐Ч軆?nèi)的液體的溫度小于熱液溫度預(yù)設(shè)值時，控制器(22)指令第一步進電機(I)工作以使第一球閥(3 )關(guān)閉，并且控制器(22 )指令第三電機(14)工作而帶動葉輪(16 )轉(zhuǎn)動，使第一熱液支管內(nèi)的液流主體進入到第一冷液支管； 當流量傳感器(4)檢測到進入外界的供液管的液體的流量與供液流量預(yù)設(shè)值不一致時，控制器(22 )指令第一步進電機(I)工作而帶動第一球閥(3 )轉(zhuǎn)動，對進入外界的供液管的液體的流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的恒溫恒流量供液裝置，其特征是所述第一熱液支管(11. 3)由第一熱液支管本體和冷熱液連接管(17)構(gòu)成，第一熱液支管本體與冷熱液連接管(17)的一端連接，冷熱液連接管(17)的另一端通過第二球閥(18)與外界的熱液進液管(19)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的恒溫恒流量供液裝置，其特征是在所述冷液區(qū)和熱液區(qū)的分界處，連通管(11)的內(nèi)徑與所述葉輪(16)的外徑相匹配。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的恒溫恒流量供液裝置，其特征是所述冷熱液調(diào)節(jié)裝置還包括中心開有通孔的隔板，葉輪與所述隔板的通孔的內(nèi)徑相匹配，隔板的外緣與連通管(11)的內(nèi)壁固定連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種恒溫恒流量供液裝置，包括控制器、連通管、第一步進電機、第二步進電機、第三電機、流量傳感器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器、第一球閥和第二球閥等。使用者在設(shè)定供液溫度預(yù)設(shè)值、熱液溫度預(yù)設(shè)值、供液流量預(yù)設(shè)值后系統(tǒng)即開始工作，通過冷熱液調(diào)節(jié)裝置中葉輪的轉(zhuǎn)動使連通管的第一熱液支管中液體向連通管的第一冷液支管中流。供液過程中，利用流量傳感器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器反饋的信號，控制器通過第一步進電機、第二步進電機控制第一球閥和第二球閥的開度，從而實現(xiàn)恒定溫度和恒定流量的供液。
文檔編號G05D27/02GK102645942SQ20121009582
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月4日
發(fā)明者何一舟, 劉毅, 林報杰, 范錦昌, 龔國芳 申請人:浙江大學