[实用新型]一种超临界二氧化碳冷却系统

说明书

本实用新型公开了一种超临界二氧化碳冷却系统，包括温度检测装置、压力检测装置、油位检测装置、控制器和动作执行结构，温度检测装置分别安装于二氧化碳入口、第一气瓶和第二气瓶，压力检测装置分别安装于二氧化碳入口、第一气瓶和第二气瓶，油位检测装置安装于油箱，温度检测装置的输出端、压力检测装置的输出端和油位检测装置的输出端均连接控制器的输入端，控制器的输出端连接动作执行结构的输入端。本实用新型通过控制器配合温度检测装置、压力检测装置和油位检测装置，使得系统管路二氧化碳符合超临界状态的温度和压力要求并能与油一起喷出，避免了管路堵塞等现象的发生，更加可靠且智能化程度更高。本实用新型可广泛应用于金属加工领域。

技术领域

本实用新型涉及金属加工领域，尤其是一种超临界二氧化碳冷却系统。

背景技术

随着现代先进制造技术的突飞猛进，各类新材料、新工艺应运而生，对机床切削速度，刀具寿命以及加工效率提出了更高的要求。清洁生产、绿色制造已成为发展先进制造技术的主题之一。采用低温冷却润滑切削技术，已被证实为解决高硬高强度材料强烈切削热冲击和振动以及塑性材料切削易产生加工毛刺等难加工特性有效方案。

目前常用的低温切削技术主要为：低温冷风(-30℃)冷却技术、液氮(-179℃)冷却技术、液态二氧化碳(-78.5℃)冷却技术等。其中液态二氧化碳冷却技术采用压力为5.0-6.5MPa的液态CO2经管路输送并在喷嘴前端释放，可在喷嘴处迅速膨胀吸热产生-78.5℃(理论值)低温，已经被成功应用于难加工材料切削冷却。为尽可能接近其理论低温值，需严格控制输送管路内部的液态CO2压降速率，并且需对输送管路进行有效保温，以避免液态CO2在管路内部因快速压降而结冰堵塞管路。由于液态CO2冷却技术上述缺点，目前该技术尚未实现大面积推广应用。针对上述问题，近年来采用超临界CO2流体进行冷却获得了关注。将低压的CO2气体通过增压系统增压至7.4MPA以上并将其升温至31.7℃以上，CO2即可处于超临界状态。将超临界状态的CO2喷射出去，由于超临界CO2流体的快速压降而瞬间吸热膨胀，从而使喷射区域达到瞬间低温(-78.5℃)的效果。

虽然超临界CO2已在制药工业、化学工程和半导体工业萃取、蚀刻和清洁过程中广泛应用，但将超临界CO2应用于加工冷却，实现加工过程的高效降温尚处于深入开发阶段。目前的超临界二氧化碳冷却技术未能确保管路中CO2始终处于超临界状态，容易导致管路堵塞等问题，不够可靠且智能化程度低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种可靠和智能化程度高的超临界二氧化碳冷却系统。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种超临界二氧化碳冷却系统，包括温度检测装置、压力检测装置、油位检测装置、控制器和动作执行结构，所述温度检测装置分别安装于二氧化碳入口、第一气瓶和第二气瓶，所述压力检测装置分别安装于二氧化碳入口、第一气瓶和第二气瓶，所述油位检测装置安装于油箱，所述温度检测装置的输出端、压力检测装置的输出端和油位检测装置的输出端均连接控制器的输入端，所述控制器的输出端连接动作执行结构的输入端。

进一步，所述动作执行结构包括第一继电器、第一加热器、第二继电器和第二加热器，所述第一加热器安装于第一气瓶，所述第二加热器安装于第二气瓶，所述第一继电器的输入端连接控制器的第一输出端，所述第一继电器的输出端连接第一加热器的输入端，所述第二继电器的输入端连接控制器的第二输出端，所述第二继电器的输出端连接第二加热器的输入端。

进一步，所述动作执行结构包括第三继电器、第一喷嘴电磁阀、第四继电器和第二喷嘴电磁阀，所述第三继电器的输入端连接控制器的第三输出端，所述第三继电器的输出端连接第一喷嘴电磁阀的输入端，所述第四继电器的输入端连接控制器的第四输出端，所述第四继电器的输出端连接第二喷嘴电磁阀的输入端。

进一步，所述动作执行结构包括第五继电器、油泵电磁阀和油泵，所述控制器的第五输出端依次通过第五继电器和油泵电磁阀进而与油泵的输入端连接。