一种聚氨酯原料水冷换热器及其控制方法与流程

1.本技术涉及控温设备领域，特别是涉及一种聚氨酯原料水冷换热器及其控制方法。


背景技术：

2.冰箱的制造过程中，需要采用聚氨酯作为制作箱体和门体的保温材料，在使用聚氨酯原料的过程中需要对原料的温度进行控制，一般为18-22℃之间。
3.在现有技术中，一般要利用换热器为聚氨酯原料提供合适的温度环境，应用于聚氨酯原料的换热器主要以水冷换热器为主，一般的水冷换热器结构如附图1和附图2所示，其工作原理为，换热器整体呈圆柱状，中间密封，并充满冷却水，原料管道均匀分布在整个横截面上，并置于冷却水中。聚氨酯原料从顶端的进料口进入换热器，经过散料口，原料铺开后进入原料管道，然后经过原料管道冷却后，进入收料口，最终从底端出料口流出。冷却水从换热器侧面的进水口进入换热器内部，由出水口流出，冷却后继续循环。
4.然而，由于进料口通常位于散料口中间位置，使得聚氨酯原料下落后由于粘度原因，会在中间处集中落下，再缓慢流向边缘位置。这就造成中间处的原料管道可以进入较多的原料，而边缘的原料管道流入的原料较少，没有充分利用换热面积。这就造成实际有效换热的浪费。


技术实现要素：

5.本技术提供一种聚氨酯原料水冷换热器及其控制方法，以解决聚氨酯原料水冷换热器的换热面积利用不充分造成有效换热浪费的问题。
6.第一方面，本技术提供一种聚氨酯原料水冷换热器，所述聚氨酯原料水冷换热器包括：
7.壳体，所述壳体内部形成第一腔体，所述壳体包括设置在侧面顶端的进料口、设置在侧面底端的出料口、设置在所述进料口相对一侧顶端的进水口和设置在所述相对一侧底端的出水口；
8.设置在所述第一腔体内部的原料管，所述原料管一端与所述进料口连接，另一端与所述出料口连接；
9.设置在所述壳体顶部的控制器；
10.设置在所述出料口处的温度检测器；
11.设置在所述进水口上的流量控制阀；
12.所述温度检测器被配置为获取所述出料口内部聚氨酯原料的温度并生成温度信息发送给所述控制器；
13.所述控制器被配置为根据所述温度信息生成用于控制所述流量控制阀流速的控制指令；所述控制指令用于控制单位时间内进出所述壳体内的冷却水流量，以使得所述原料管中聚氨酯原料到达所述出料口时的温度处于预设温度区间内；所述预设温度区间的最
大值为第一温度阈值，最小值为第二温度阈值。
14.进一步的，所述温度信息包括温度值，所述控制器还被配置为判断所述温度值是否大于第一温度阈值；
15.如是，所述控制器生成用于增大所述流量控制阀流速的第一控制指令并发送给所述流量控制阀；
16.如否，所述控制器还被配置为判断所述温度值是否小于第二温度阈值；
17.若是，所述控制器生成用于减小所述流量控制阀流速的第二控制指令并发送给所述流量控制阀。
18.进一步的，所述原料管内壁上设置多个安装架，所述安装架上设置风扇叶。
19.进一步的，所述壳体通过水平设置的隔板分割为第一子壳体和第二子壳体，所述第一子腔体设置在所述第二子腔体的上方，所述第一子壳体内部具有第一子腔体，所述第二子腔体内部具有第二子腔体，所述隔板为多孔结构；
20.所述第一子壳体包括设置在所述第一子壳体侧面底端的第一外设管道口；
21.所述第二子壳体包括设置在所述第二子壳体侧面顶端的第二外设管道口；
22.所述第一外设管道口和所述第二外设管道口通过连接管连接；
23.所述原料管包括第一原料管和第二原料管；
24.所述第一原料管一端与所述进料口连接，另一端与所述第一外设管道口连接；
25.所述第二原料管一端与所述第二外设管道口连接，另一端与所述出料口连接。
26.进一步的，所述聚氨酯原料水冷换热器还包括：
27.设置在所述第一子壳体和第二子壳体连接处的密封条；
28.设置在所述壳体底端边缘的支撑架；
29.所述支撑架向远离所述控制器的方向延伸；
30.所述支撑架沿水平方向上的宽度大于所述壳体的直径；
31.所述支撑架上设置多个加强筋。
32.进一步的，所述聚氨酯原料水冷换热器还包括：
33.设置在所述出水口的抽水泵；
34.所述控制器还被配置为：
35.根据所述温度信息生成用于控制所述抽水泵开启或关闭的驱动指令。
36.进一步的，所述控制器还被配置为判断所述温度值是否大于第一温度阈值；
37.若是，所述控制器生成用于开启所述抽水泵的第一驱动指令并发送给所述抽水泵；
38.若否，所述控制器还被配置为判断所述温度值是否小于第二温度阈值：
39.若是，所述控制器生成用于关闭所述抽水泵的第二驱动指令并发送给所述抽水泵第二方面，本技术提供一种聚氨酯原料水冷换热器的控制方法，所述控制方法包括：
40.获取聚氨酯原料到达原料管出料口时的温度信息，所述温度信息包括温度值；
41.根据所述温度信息生成用于控制进水口冷却水流速的控制指令，以使得聚氨酯原料到达所述出料口时的温度处于预设温度区间内；所述预设温度区间的最大值为第一温度阈值，最小值为第二温度阈值。
42.进一步的，所述根据所述温度信息生成用于控制进水口冷却水流速的控制指令包
括：
43.判断所述温度值是否大于第一温度阈值；
44.若是，则生成用于增大所述流量控制阀的流速的第一控制指令。
45.进一步的，所述判断所述温度值是否大于第一温度阈值还包括：
46.若否，判断所述温度值是否小于第二温度阈值；
47.若是，则生成用于减小所述流量控制阀的流速的第二控制指令；
48.判断所述温度值是否大于第一温度阈值还包括：
49.若是，则生成用于开启所述抽水泵的第一驱动指令；
50.若否，判断所述温度值是否小于所述第二温度阈值；
51.若是，则生成用于关闭所述抽水泵的第二驱动指令。
52.本技术提供一种聚氨酯原料水冷换热器及其控制方法，所述聚氨酯原料水冷换热器包括壳体、设置在壳体内部的原料管、控制器、设置在出料口的温度检测器和设置在进水口的流量控制阀，所述壳体内部形成第一腔体，所述壳体包括设置在侧面顶端的进料口、设置在侧面底端的出料口、设置在所述进料口相对一侧顶端的进水口和设置在所述相对一侧底端的出水口，所述原料管一端与所述进料口连接，另一端与所述出料口连接；所述控制器被配置为根据所述温度信息生成用于控制所述流量控制阀流速的控制指令；所述控制指令用于控制单位时间内进出所述壳体内的冷却水流量，以使得所述原料管中聚氨酯原料到达所述出料口时的温度处于预设温度区间内；所述预设温度区间的最大值为第一温度阈值，最小值为第二温度阈值。本技术通过以上换热器及其控制方法解决了聚氨酯原料水冷换热器的换热面积利用不充分造成有效换热浪费的问题。
附图说明
53.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
54.图1为现有技术中水冷换热器的主视图；
55.图2为现有技术中水冷换热器的横向剖面图；
56.图3为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器一种实施例的主视图；
57.图4为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器一种实施例的竖向剖面图；
58.图5为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器一种实施例中原料管的剖面图；
59.图6为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器另一种实施例的主视图；
60.图7为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器另一种实施例的剖面图；
61.图8为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器的控制方法的的流程图。
62.图例说明：
63.1-壳体；11-进料口；12-出料口；13-进水口；14-出水口；15-第一子壳体；16-第二子壳体；17-第一外设管道口；18-第二外设管道口；19-连接管；2-原料管；21-第一原料管；21-第二原料管；3-温度检测器；4-控制器；5-流量控制阀；6-支撑架；7-风扇叶；8-安装架；9-抽水泵。
具体实施方式
64.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
65.参见图1为现有技术中水冷换热器的主视图；
66.参见图2为现有技术中水冷换热器的横向剖面图。
67.由图1和图2，可知，在现有技术中应用于聚氨酯原料的水冷换热器中，聚氨酯原料主要从中间位置下落，这就导致了换热器的换热面积利用率低下，因此基于上述问题，本技术提供以下方案。
68.参见图3为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器一种实施例的主视图；
69.参见图4为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器一种实施例的竖向剖面图。
70.由图3和图4可知，本技术提供一种聚氨酯原料水冷换热器，所述聚氨酯原料水冷换热器包括：
71.壳体1，所述壳体1内部形成第一腔体，所述壳体1包括设置在侧面顶端的进料口11、设置在侧面底端的出料口12、设置在所述进料口11相对一侧顶端的进水口13和设置在所述相对一侧底端的出水口14；
72.设置在所述第一腔体内部的原料管2，所述原料管2一端与所述进料口11连接，另一端与所述出料口12连接。
73.具体的，在本实施例中，所述壳体11、所述进水口11、所述出水口12和所述原料管2构成了基础的换热器结构，冷却水从所述进水口11进入，并由所述出水口12排出，所述冷却水灌满整个第一腔体的空余空间，所述聚氨酯原料从所述进料口11进入所述原料管2，所述聚氨酯原料在流经所述原料管2内部时，所述冷却水对其进行冷却降温，所述聚氨酯原料在冷却之后从所述出料口排出。
74.设置在所述壳体1顶部的控制器4；
75.设置在所述出料口12处的温度检测器3。
76.具体的，在本实施例中，考虑到能够更精准的控制所述聚氨酯原料的温度，在所述出料口12处设置温度检测器3，所述温度检测器3用于监测从所述出料口12流出的聚氨酯原料的温度。
77.设置在所述进水口13上的流量控制阀5；
78.具体的，在本实施例中，通过所述流量控制阀5来控制冷却水的流量，以控制聚氨酯原料从所述出料口12时的温度。
79.所述温度检测器3被配置为获取所述出料口12内部聚氨酯原料的温度并生成温度信息发送给所述控制器4；
80.所述控制器4被配置为根据所述温度信息生成用于控制所述流量控制阀5流速的控制指令；所述控制指令用于控制单位时间内进出所述壳体1内的冷却水流量，以使得所述原料管1中聚氨酯原料到达所述出料口12时的温度处于预设温度区间内；所述预设温度区间的最大值为第一温度阈值，最小值为第二温度阈值。
81.优选的，所述温度信息包括温度值，所述控制器4还被配置为判断所述温度值是否
大于第一温度阈值；
82.如是，所述控制器4生成用于增大所述流量控制阀5流速的第一控制指令并发送给所述流量控制阀5；
83.如否，所述控制器4还被配置为判断所述温度值是否小于第二温度阈值；
84.若是，所述控制器4生成用于减小所述流量控制阀5流速的第二控制指令并发送给所述流量控制阀5。
85.具体的，在本实施例中，通过利用控制器4来实现对聚氨酯原料的温度的自动化控制，所述控制器4在获取到所述温度检测器3发送的温度信息之后对其进行判断，判断其是否大于所述第一温度阈值，所述第一温度阈值为所述聚氨酯原料的最高适用温度；在判断得出所述温度值大于所述第一阈值之后，所述控制器4向所述流量控制阀5发送第一控制指令，所述流量控制阀5根据所述第一控制指令增大流速，以增大换热量；若所述温度值小于所述第一阈值，所述控制器4再判断所述温度值是否小于所述第二温度阈值，若所述温度值小于所述第二温度阈值，所述控制器4向所述流量控制阀5发送第二控制指令，所述流量控制阀5根据所述第二控制指令减小流速，以减小换热量。
86.参见图5为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器一种实施例中原料管的剖面图。
87.由图5可知，所述聚氨酯原料水冷换热器还包括：
88.所述原料管2内壁上设置多个安装架8，所述安装架8上设置风扇叶7。
89.具体的，在本实施例中，在所述原料管2中设置风扇叶7，所述风扇叶7通过所述安装架8与所述原料管2连接，其中，所述安装架8选用细钢架结构；所述风扇叶7在所述原料管2中通过聚氨酯原料推动而转动，所述风扇叶7的转动加快所述聚氨酯原料的流动；需要说明的是，所述风扇叶7的个数可以为多个，具体的个数要依靠具体的需求来定，在此不作过多限制。
90.参见图6为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器另一种实施例的主视图；
91.参见图7为申请一种聚氨酯原料水冷换热器另一种实施例的剖面图。
92.由图6和图7可知，所述壳体1通过水平设置的隔板分割为第一子壳体15和第二子壳体16，所述第一子腔体15设置在所述第二子腔体16的上方，所述第一子壳体15内部具有第一子腔体，所述第二子腔体内部具有第二子腔体，所述隔板为多孔结构；
93.所述第一子壳体15包括设置在所述第一子壳体15侧面底端的第一外设管道口17；
94.所述第二子壳体16包括设置在所述第二子壳体16侧面顶端的第二外设管道口18；
95.所述第一外设管道口17和所述第二外设管道口18通过连接管19连接；
96.所述原料管2包括第一原料管21和第二原料管22；
97.所述第一原料管21一端与所述进料口11连接，另一端与所述第一外设管道口17连接；
98.所述第二原料管22一端与所述第二外设管道口18连接，另一端与所述出料口12连接。
99.具体的，在本实施例中，考虑到当所述原料管2泄露时，需要将所述整个壳体1拆卸，才能对所述原料管2进行维修或更换，这势必会加大维修难度和对所述聚氨酯原料水冷换热器的气密性造成一定的影响，因此基于上述问题，本实施例提供以下方案。
100.将上述原料管2设计成两个子管道，将上述壳体1设计成两个子壳体，将上述第一
原料管21设置在所述第一子壳体15内部，将所述第二原料管22设置在所述第二子壳体16内部，所述第一子壳体15和所述第二子壳体16通过隔板连接，所述隔板为多孔结构，所述冷却水通过多孔结构在所述第一子腔体和第二子腔体之间流通。
101.优选的，所述聚氨酯原料水冷换热器还包括：
102.设置在所述第一子壳体15和第二子壳体16连接处的密封条；
103.设置在所述壳体1底端边缘的支撑架6；
104.所述支撑架6向远离所述控制器4的方向延伸；
105.所述支撑架6沿水平方向上的宽度大于所述壳体1的直径；
106.所述支撑架6上设置多个加强筋。
107.具体的，在本实施例中，考虑到所述聚氨酯原料水冷换热器直接接触地面会导致所述聚氨酯原料水冷换热器在一定程度上的磨损，因此，在所述壳体1底端边缘设置支撑架6，所述支撑架沿水平方向上的宽度大于所述壳体1的直径，以避免妨碍所述冷却水从所述出水口14排出；在所述第一子壳体15和所述第二子壳体16连接处设置密封条，在需要进行维修时，仅需要将所述密封条开启即可，并且，所述密封条的成本不高，也在一定程度上的减小成本；在所述支撑架6上设置多个加强筋，以进一步增强所述支撑架6的坚实程度。
108.优选的，所述聚氨酯原料水冷换热器还包括：
109.设置在所述出水口14的抽水泵9；
110.所述控制器4还被配置为：
111.根据所述温度信息生成用于控制所述抽水泵9开启或关闭的驱动指令。
112.具体的，在本实施例中，在所述出水口14再设置抽水泵9，以进一步增加所述冷却水的流动速率。
113.优选的，所述控制器4还被配置为判断所述温度值是否大于第一温度阈值；
114.若是，所述控制器4生成用于开启所述抽水泵9的第一驱动指令并发送给所述抽水泵9；
115.若否，所述控制器4还被配置为判断所述温度值是否小于第二温度阈值：
116.若是，所述控制器4生成用于关闭所述抽水泵9的第二驱动指令并发送给所述抽水泵9。
117.具体的，在本实施例中，所述控制器4还负责控制所述抽水泵9，所述控制器4通过判断是否需要增大冷却水的流速来控制器所述抽水泵9的开启或者关闭，具体的控制操作如下：
118.所述控制器4判断所述温度值大于第一温度阈值，若是，则说明需要增大所述冷却水的流速，所述控制器4通过向所述抽水泵9发送第一驱动指令，以开启所述抽水泵9；
119.若不是，则说明无需增大所述冷却水的流速，所述控制器4通过向所述抽水泵9发送第二驱动指令，以关闭所述抽水泵9。
120.参见图8为本技术一种聚氨酯原料水冷换热器的控制方法的的流程图。
121.由图8可知，本技术还提供一种聚氨酯原料水冷换热器的控制方法，所述控制方法包括：
122.s100，获取聚氨酯原料到达原料管2出料口12时的温度信息，所述温度信息包括温度值；
123.根据所述温度信息生成用于控制进水口13冷却水流速的控制指令，以使得聚氨酯原料到达所述出料口12时的温度处于预设温度区间内；所述预设温度区间的最大值为第一温度阈值，最小值为第二温度阈值。
124.具体的，在本实施例中，通过所述温度检测器3获取到所述聚氨酯原料到达出料口12时的温度信息，所述温度信息包括温度值，再通过所述控制器4来判断所述温度值与第一温度阈值和第二温度阈值之间的关系，并生成相应的指令，以控制所述流量控制阀5来限定流速，所述流速的变化便可以限定所述换热量的变化，也就可以控制所述聚氨酯原料到达所述出料口12时的温度处于预设温度区间之内。
125.优选的，所述根据所述温度信息生成用于控制进水口13冷却水流速的控制指令包括：
126.s200，判断所述温度值是否大于第一温度阈值；
127.s201，若是，则生成用于增大所述流量控制阀5的流速的第一控制指令。
128.具体的，当所述温度值大于所述第一温度阈值时，所述控制器4生成第一控制指令并发送给所述流量控制阀5，所述流量控制阀5根据所述第一控制指令增大流速，以增大换热量，实现所述聚氨酯原料的快速降温。
129.优选的，所述判断所述温度值是否大于第一温度阈值还包括：
130.s300，若否，判断所述温度值是否小于第二温度阈值；
131.s301，若是，则生成用于减小所述流量控制阀的流速的第二控制指令；
132.判断所述温度值是否大于第一温度阈值还包括：
133.s202，若是，则生成用于开启所述抽水泵9的第一驱动指令；
134.若否，判断所述温度值是否小于所述第二温度阈值；
135.s302，若是，则生成用于关闭所述抽水泵9的第二驱动指令。
136.具体的，在本实施例中，若所述温度值小于所述第二温度阈值，所述控制器4生成第二控制指令并发送给所述流量控制阀5，所述流量控制阀5根据所述第二控制指令减小流速，以减小换热量，实现所述聚氨酯原料在最佳适用温度之内；所述控制器4还通过判断所述述温度值与第一温度阈值和第二温度阈值之间的关系，来控制所述抽水泵9的开启或者关闭，在需要加大流速的时候，则将所述抽水泵9开启，不需要时，则将所述抽水泵9关闭。