[实用新型]混流式液体温度数控装置

说明书

本实用新型涉及一种用于液体温度控制的混流式液体温度数控装置。

现有的液体温度控制方法主要有以下两种：一是根据实测液体温度与给定温度之间的偏差，加热或冷却容器或管路内的液体，使测温点处的液体温度保持在一个允许的误差范围之内。如果采用加热或冷却容器内液体来实现温控，由于容器内液体质量大，热惯性大，因此，响应速度慢，控制精度差。若加热或冷却管路中的液体，则所需装置的造价昂贵。另一种温控方法是做两个容器，一个盛冷液体，一个盛热液体，利用两个阀门，分别控制冷、热液体的流量，调节混合比例，使混合后的液体达到给定温度。所用的阀门有手动和电动两种结构型式，前者操作困难，响应速度慢，控制精度低，后者体积大，而且两个阀门联调困难，控制精度差。

本实用新型的目的是设计一种结构简单，造价低，响应速度快，控制精度高和便于自动控制的液体温度控制装置，以满足生活及工业用水、用油的温度控制。

本实用新型由混流阀和用导线与混流阀连接的控制器组成；所说的混流阀包含步进电机29、置于步进电机29下方并与之同轴相连的减速器28、与减速器同轴相连的转阀27、与转阀27连通的混流器26；所说的控制器包含温度一频率转换器Ⅰ、单片机Ⅱ和驱动电路Ⅲ，温度一频率转换器的输出端O₃与单片机芯片U₂的T₁口相连，驱动电路中芯片U₁₃的四个输入端A₁～A₄分别与单片机芯片U₂的四个I／O口P_1.0～P_1.3相连，驱动电路中芯片U₁₅的两个并联的输入端1A、1B与单片机芯片U₅的I／O口P_B.O相连。

与现有液体温度控制阀比较，本实用新型具有集成化程度高，体积小，响应速度快，控制精度高，成本低，便于自动控制等优点，具有较好的经济效益。

以下结合附图叙述本实用新型的实施例。

图1：本实用新型混流阀的主视图

图2：本实用新型转阀的俯视剖面图

图3：本实用新型电路原理图。

本实用新型的工作原理如下：它与一个装有冷却器的容器和一个装有加热器的容器相接，构成一个液体温度控制系统。冷热液体混合后的实际温度由温度传感器测得，并被转化为脉冲信号，脉冲信号的频率与液体温度成正比。给定温度通过二位十进制拨码盘设定，代表实测温度的脉冲频率与给定温度的频率值比较，如果实测温度高于给定温度，单片机则产生具有一定规律的脉冲信号，经放大后驱动步进电机转动，使混流阀阀芯转动，开大接通冷容器的阀口开度，关小接通热容器的阀口开度，从而增加冷液体的混合比例，使测温点的液体温度降低。如果转阀达到行程的1／2，液体温度仍偏高，这时控制器发出信号，切断热容器中的电加热器。反之，如果实测温度低于给定温度，单片机产生的脉冲信号经放大后将使步进电机向相反方向转动，驱动转阀，开大接通热容器的阀口，关小接通冷容器的阀口，从而增加热液体的混合比例。如果转阀达到行程的1／2，实测温度仍偏低，控制器发出信号，中止冷容器中冷却水的循环。实测温度可从四位数显管LED显示。

本实用新型的具体结构和电路原理如图1、图2、图3所示。在图1、图2中，混流阀中的步进电机29是一个四相混合式步进电机，按八拍运行。所用的减速器28为行星减速器，它有一个太阳轮2，三个行星轮4，一个行星架5和一个齿圈7，太阳轮2借助于紧固螺钉3与步进电机轴1固定，行星架5套在步进电机轴1上，可以转动，行星轮4可转动地套在与行星架5固定的行星轮轴6上，齿圈7同时作为减速器的壳体。

转阀27由阀体10、置于阀体10中的阀芯11、位于阀体10上端的隔板18和阀体10下端的底板13、设在阀体10上的限位螺钉14以及密封件8、9、12、15等组成，阀芯11上制有过流孔17和行程槽16，过流孔17的一端开有眉毛槽19，限位螺钉14的一端插入行程槽16中，阀体10上开有三个过流孔E、F、G，其中E口接冷容器，F口接热容器，G口为混合后的液体出口。

混流阀中的混流器26由壳体25、固定在壳体25内的带有小轴21的支撑板22、套在小轴21上的混流叶轮20和安装在支撑板22下游壳体25上的温度传感器24组成，支撑板22上开有过流孔23。

传感器24内有一个热敏电阻，用环氧树脂封装在黄铜壳体内。传感器通过其壳体上的螺纹固定在混流器壳体25上。