[发明专利]局部控制热流以便更精确地调控机器温度

说明书

本公开涉及温度控制系统，更具体地说涉及一种系统和方法，其 提供局部温度控制以便允许在系统的不同区域进行独立而精确的温度 调控。

在许多系统中，需要冷却水以便从热产生源中排出热量。热产生 源可以包括马达、传动器、铸模、工艺或其他能源。需要热调控来使 机器部件、产品和或加工温度处于良好状态，以便为设备的正确操作 做准备以及确保可预测的加工行为。在这样的系统中，通常从温控的 蓄水池中供应冷却水。然而，快速的温度控制几乎是不可能的，因为 需要花费时间来调节蓄水池中的冷却水体积。此外，该温度限于单个 温度设定值。

参照图1，其示出了一种机器冷却装置10。冷却水通常由蓄水池 12供应，其经过温度控制到达管道网络14。该管道系统14可以包括 多个关口(pass)(热交换器15)，以便在系统中的不同位置从多个 热源将热量排出和或使要求一定绝对温度级别的部件处于良好状态。 蓄水池12中的水温设定值通常设定为固定值，或者在具有温度传感器 的非常慢的反馈环中进行控制以便补偿漂移效应(drift effect)。 在要求精确而稳定的机器温度的高精度机器或设备16中，这种冷却方 法具有一些重大的缺陷，即池的容量使得它不可能响应或者快速预测 机器中的温度或热负荷变化，这导致温度的波动。而且，单池12的冷 却水经常并行地供应给机器中的多个热交换器，根据流向局部交换器 和局部热源的冷却水流量，这将局部地导致不同的平均机器温度。例 如，池12供给歧管(manifold)18，该歧管提供给三个管路20、21 和22。每条路径到达机器的不同部分因而导致了不同的热负载，但是 所有的路径都返回到冷却单元池12。

机器中有大大小小的热源，大的热源将需要大的冷却水流量以便 实现或多或少均匀的机器温度。因为需要更高的泵浦功率(pumping power)，大的制冷水流量引起振动。这些振动是高精度机器中的机械 振动的主要来源之一。

依照示例性实施例，通过使用局部受控的热发生器和散热器，由 流体排出或者添加的热量导致更佳和更快受控的局部机器温度。

温度调控系统包括热发生器/排热设备，其在需要进行温度控制的 部件或在接近该部件的位置处，耦合到管道系统。该管道系统配置成 传送有一定温度值的流体，在局部温度控制的控制范围内，对于一个 或多个需要进行温度控制的部件可以达到局部设定值温度。具有反馈 传感器的控制器被配置成控制热发生器/排热设备，使得与到达、位于 或者接近需要进行温度控制的部件的流体进行的热交换量，产生局部 温度，其由所述控制反馈传感器监视、精确地维持在所述控制器设定 值温度。

温度调控方法和系统，包括具有流体的池，该流体具有温度值， 使得在局部温度控制器的控制范围内，可以达到局部设定值温度。管 道系统将该流体从所述池并行地传送到一个或多个需要进行温度控制 的部件。在所述流体路径之一中的热发生器/排热设备放置在需要进行 温度控制的部件处或该部件附近。对于每个热发生器/排热设备而言， 局部温度控制器和反馈传感器被配置成控制该热发生器/排热设备，使 得在与位于或者接近需要进行温度控制的部件处，通过流体交换的热 量导致局部温度，该局部温度由控制反馈传感器监视，以便局部地并 且精确地维持在所述局部设定值温度。

根据本申请的示例性实施例的下列详细描述，本申请的这些和其 他的目的、特征和优点将变得显而易见，所述描述应当结合附图来进 行阅读。

本申请将详细地给出参照下列附图的优选实施例的下列描述，其 中：

图1为示出了一种现有技术机器冷却装置的示意图；

图2为示出了依照一个示例性实施例的机器冷却装置的示意图， 所述机器冷却装置具有局部温度控制设备，该局部温度控制设备分布 在机器中以便提供局部热流控制；

图3为示出了示例性的热流控制设备的截面图，该热流控制设备 具有前馈和反馈传感器以便监视和控制输入和输出流体温度；

图4为示出了具有局部加热器的示例性热流控制设备的截面图， 该局部加热器(heater)放置在流区域之外；

图5为示出了具有反馈传感器的示例性热流控制设备的截面图， 该反馈传感器安装在待进行温度控制的机器部件上或机器部件内；

图6为示出了示例性的热流控制设备的截面图，其中所述设备包 括安装在待进行温度控制的机器部件上或机器部件内的反馈传感器和 加热器；以及