洁净室的温湿度控制系统及控制方法
文章来源：http://www.iwuchen.com/ 2024年11月04日 点击数：74
洁净室的温湿度控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及温湿度调节技术领域，具体是洁净室的温湿度控制系统及控制方法。
背景技术
洁净室的主要作用是控制空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物，通过特别设计，将室内温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音、震动及照明控制在某一需求范围内，从而提供一个无菌、无尘、恒温、恒湿的空气环境。这种环境适用于精密机械工业、半导体工业等行业，能够显著提高产品合格率或科学研究成功率。
其中，温湿度是洁净室内的一个重要环境指标，对于温度控制现阶段已经可以做到良好的控制效果，但是对于湿度控制，现有技术大多是采用加湿器持续加湿至预设湿度值，速度很慢，使洁净室在调整湿度时需要较多的等待时间确保湿度满足标准。
发明内容
本发明的目的在于提供洁净室的温湿度控制系统及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
洁净室的温湿度控制系统，包括：
温度采集单元及湿度采集单元，所述温度采集单元及湿度采集单元分别用于对洁净室内的温度及湿度实时数值进行采集并发送；
中央处理器，内置对比单元，所述中央处理器能够接收所述温度采集单元及湿度采集单元发出的温度及湿度实时数值，并通过对比单元对比，选择发送指令；
输入单元，与对比单元通讯，用户通过所述输入单元能够向所述对比单元中键入温度及湿度的设定值；
执行单元，与所述中央处理器通讯，所述执行单元包括增温机构及增湿机构，在洁净室内的温度或湿度实时数值超出预设值时，所述中央处理器将控制执行单元执行动作。
作为本发明进一步的方案：所述增温机构及增湿机构设置在箱体内；
所述增温机构包括设置在所述箱体内的一号气泵，所述一号气泵的进风口贯穿所述箱体并延伸至所述箱体的外部，所述一号气泵的出风口与设置在所述箱体内的加热管连接，所述加热管远离所述一号气泵的一端延伸至所述箱体的外部，并形成有热风连接口。
作为本发明再进一步的方案：所述增湿机构包括：
二号气泵，设置在所述箱体内；
盛装盒，安装在所述箱体内，所述盛装盒中装有清水；
浸没件，设置在所述盛装盒内并处于清水的液面以下，所述浸没件与所述二号气泵的出风口连接；
偏转组件，连接所述盛装盒及浸没件，所述偏转组件能够在带动所述浸没件向上运动时，使所述浸没件向下偏转；
离心传动组件，连接所述偏转组件及二号气泵，所述离心传动组件能够在所述二号气泵的转速改变时，带动所述偏转组件动作。
作为本发明再进一步的方案：所述偏转组件包括转动安装在所述盛装盒侧部的两个传动轮，两个所述传动轮之间套设有传动带，且其中一个所述传动轮的转轴与所述离心传动组件连接；
所述偏转组件还包括设置在所述盛装盒上的连接架，所述连接架与所述浸没件转动连接，且所述连接架与所述传动轮通过嵌合结构连接；
所述浸没件的转轴通过齿合结构连接所述盛装盒。
作为本发明再进一步的方案：所述连接架上形成有滑动连接部，所述滑动连接部与所述盛装盒滑动连接；
所述嵌合结构包括与所述传动带转动连接的嵌合轮以及设置在所述连接架上的横置槽，所述嵌合轮能够在所述横置槽内滚动。
作为本发明再进一步的方案：所述齿合结构包括转动安装在所述连接架上的齿轮，所述齿轮的转轴通过皮带连接所述浸没件的转轴，且所述齿轮与设置在所述盛装盒中的齿条板啮合。
作为本发明再进一步的方案：所述离心传动组件包括转动安装在所述箱体内的旋转轴，所述旋转轴通过锥齿轮组连接所述二号气泵；
所述旋转轴上安装有旋转件，所述旋转件沿其长度方向上设置有滑槽，所述滑槽内滑动安装有配重滑块，所述配重滑块上转动安装有牵拉杆，所述牵拉杆远离所述配重滑块的一端与套设在所述旋转轴上的随动环转动连接；
套设在所述旋转轴上的柱形弹簧分别连接所述旋转件及随动环；
所述离心传动组件还包括连接所述随动环及所述传动轮的螺纹驱动结构。
作为本发明再进一步的方案：所述随动环上形成有环形凹槽，所述环形凹槽内转动套合有套环，所述套环上设置有连接杆，所述连接杆远离所述套环的一端安装有横移套筒。
作为本发明再进一步的方案：所述螺纹驱动结构包括与其中一个所述传动轮的转轴同轴连接的连接轴，所述连接轴沿其轴向方向上开设有螺旋槽；
所述螺纹驱动结构还包括设置在所述横移套筒内的凸轴，所述凸轴能够在所述螺旋槽内滑动。
一种使用所述的温湿度控制系统对洁净室的温湿度进行控制的方法，包括：
当经对比单元对比后，洁净室中的温度低于预设值时，一号气泵将增大功率，此时一号气泵能够将外界空气泵入并经加热管加热后，排出至洁净室内，直至洁净室中的温度上升至预设温度；
当经对比单元对比后，洁净室中的湿度低于预设值时，二号气泵将增大功率，此时外界空气被泵入到浸没件内，并在清水内携带水汽，然后排出，且当二号气泵的功率持续增大时，离心传动组件与偏转组件动作，能够带动浸没件朝向清水的液面运动，同时浸没件的偏转角度增大，提高空气在清水中的留存时间，以在排出时能够携带更多的水汽，增加洁净室中的湿度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过设置的偏转组件，使得浸没件的高度及偏转角度能够根据二号气泵的功率实时调整，使在空气流速较小时，空气能够由液面底部向上运动至逸出液面，在空气流速较大时，空气能够在液面以下做倒立的抛物线运动，从而提高空气在清水中的留置时间，而达到使空气中的水汽含量增大的目的，保证能够对洁净室内进行加湿的同时，能够根据洁净室中湿度与预设值的差值，合理增加空气中的湿气含量；
通过设置的离心传动组件，使得在二号气泵的转速增大时，配重滑块能够拉动随动环运动，而使横移套筒动作，且在凸轴与螺旋槽的配合下，传动轮的转动圈数将增大，使浸没件具有更大的高度及倾斜度，进而使此状态下，空气在清水中的留存时间更长，提高空气中的水汽含量。
附图说明
图1为洁净室的温湿度控制系统的程序框图。
图2为洁净室的温湿度控制系统一种实施例中增温机构及增湿机构的结构示意图。
图3为洁净室的温湿度控制系统一种实施例中箱体内的结构示意图。
图4为洁净室的温湿度控制系统一种实施例中箱体内另一角度的结构示意图。
图5为洁净室的温湿度控制系统一种实施例中偏转组件的结构示意图。
图6为洁净室的温湿度控制系统一种实施例中偏转组件另一角度的结构示意图。
图7为洁净室的温湿度控制系统一种实施例中离心传动组件的结构示意图。
图8为洁净室的温湿度控制系统一种实施例中离心传动组件的局部结构爆炸图。
图中：1、箱体；2、盛装盒；3、一号气泵；4、加热管；5、二号气泵；6、锥齿轮组；7、旋转轴；8、旋转件；801、滑槽；9、配重滑块；10、牵拉杆；11、随动环；1101、环形凹槽；12、套环；13、连接杆；14、横移套筒；1401、凸轴；15、连接轴；1501、螺旋槽；16、传动轮；17、传动带；18、嵌合轮；19、连接架；1901、横置槽；1902、滑动连接部；20、浸没件；21、皮带；22、齿轮；23、齿条板；24、柱形弹簧。
具体实施方式
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、完整地描述，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做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。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1，本发明实施例中，洁净室的温湿度控制系统，包括：
所述温度采集单元及湿度采集单元所述温度采集单元及湿度采集单元分别用于对洁净室内的温度及湿度实时数值进行采集并发送；
所述中央处理器内置对比单元，所述中央处理器能够接收所述温度采集单元及湿度采集单元发出的温度及湿度实时数值，并通过对比单元对比，选择发送指令；
所述输入单元与对比单元通讯，用户通过所述输入单元能够向所述对比单元中键入温度及湿度的设定值；
所述执行单元与所述中央处理器通讯，所述执行单元包括增温机构及增湿机构，在洁净室内的温度或湿度实时数值超出预设值时，所述中央处理器将控制执行单元执行动作。
通过温度采集单元及湿度采集单元对洁净室中的温湿度进行检测，并经过对比预设值，控制增温机构及增湿机构增加洁净室中的温度及湿度，提高洁净室中的适宜度。
请参阅图3~图4，所述增温机构及增湿机构设置在箱体1内；
所述增温机构包括设置在所述箱体1内的一号气泵3，所述一号气泵3的进风口贯穿所述箱体1并延伸至所述箱体1的外部，所述一号气泵3的出风口与设置在所述箱体1内的加热管4连接，所述加热管4远离所述一号气泵3的一端延伸至所述箱体1的外部，并形成有热风连接口。
使用时，当洁净室中的温度低于预设值时，中央处理器将控制一号气泵3的输出功率，此时一号气泵3能够将外部的空气泵入到箱体1内，同时空气将进入到加热管4中，加热管4通过与空气进行热交换，而对空气进行加热，然后加热后的空气被排放至洁净室内，从而提高洁净室中的温度。
其中，一号气泵3会始终保持工作状态，只是在洁净室中的温度低于预设值时，一号气泵3的功率将增大，从而提高进入到洁净室中的热风量。
请参阅图5~图6，所述增湿机构包括：二号气泵5、盛装盒2、浸没件20、偏转组件以及离心传动组件。
所述二号气泵5设置在所述箱体1内；
所述盛装盒2安装在所述箱体1内，所述盛装盒2中装有清水；
所述浸没件20设置在所述盛装盒2内并处于清水的液面以下，所述浸没件20与所述二号气泵5的出风口连接；
所述偏转组件连接所述盛装盒2及浸没件20，所述偏转组件能够在带动所述浸没件20向上运动时，使所述浸没件20向下偏转；
所述偏转组件包括转动安装在所述盛装盒2侧部的两个传动轮16，两个所述传动轮16之间套设有传动带17，且其中一个所述传动轮16的转轴与所述离心传动组件连接；
所述偏转组件还包括设置在所述盛装盒2上的连接架19，所述连接架19上形成有滑动连接部1902，所述滑动连接部1902与所述盛装盒2滑动连接，且所述连接架19与所述浸没件20转动连接，且所述连接架19与所述传动轮16通过嵌合结构连接，所述嵌合结构包括与所述传动带17转动连接的嵌合轮18以及设置在所述连接架19上的横置槽1901，所述嵌合轮18能够在所述横置槽1901内滚动；
所述浸没件20的转轴通过齿合结构连接所述盛装盒2，所述齿合结构包括转动安装在所述连接架19上的齿轮22，所述齿轮22的转轴通过皮带21连接所述浸没件20的转轴，且所述齿轮22与设置在所述盛装盒2中的齿条板23啮合。
当洁净室中的湿度低于预设值时，中央处理器将控制二号气泵5工作，此时二号气泵5能够将外界空气泵入到浸没件20内，而浸没件20处于清水的液面以下，使得空气能够进入到清水内，然后在浮力的作用下，空气将逸出至清水的液面以上，在此过程中，空气能够携带部分水汽，然后进入到洁净室中，从而提高洁净室中的湿度。
而在当洁净室中湿度与预设值向下较大时（主要发生在预定值调整后），此时离心传动组件能够带动传动轮16转动，而使套设在两个传动轮16之间的传动带17动作，并以此驱使嵌合轮18动作，而嵌合轮18与横置槽1901滚动配合，使连接架19能够带动浸没件20向上运动，且在向上运动的过程中，齿轮22通过与齿条板23的啮合作用，能够使齿轮22转动，并通过皮带21带动浸没件20向下偏转，以使在浸没件20向上运动的过程中，其倾斜程度更大。
上述过程中是基于如下考虑：
当洁净室中湿度与预设值向下较大时，二号气泵5的功率也将上升，此时进入到清水中的空气量将增大，空气流速将增大，如果始终使浸没件20保持在盛装盒2的底部，过快的空气在出浸没件20时会与盛装盒2底部发生撞击，从而使空气将加速向上运动，但是此时使浸没件20处于液面以下极小的距离同时处于更大程度的向下偏转状态，能够使空气处浸没件20后，在清水中呈倒立的抛物线运动，从而提高了空气在是清水中的留存时间，而进一步增加空气中的水汽含量，而如果使浸没件20的初始高度仅低于液面以下极小的距离，当空气流速较慢时，空气又容易在浮力的作用下逸出液面。
通过上述设置，使得浸没件20的高度及偏转角度能够根据二号气泵5的功率实时调整，使在空气流速较小时，空气能够由液面底部向上运动至逸出液面，在空气流速较大时，空气能够在液面以下做倒立的抛物线运动，从而提高空气在清水中的留置时间，而达到使空气中的水汽含量增大的目的，保证能够对洁净室内进行加湿的同时，能够根据洁净室中湿度与预设值的差值，合理增加空气中的湿气含量。
请参阅图3~图4、图7~图8，所述离心传动组件连接所述偏转组件及二号气泵5，所述离心传动组件能够在所述二号气泵5的转速改变时，带动所述传动轮16动作，所述离心传动组件包括转动安装在所述箱体1内的旋转轴7，所述旋转轴7通过锥齿轮组6连接所述二号气泵5；
所述旋转轴7上安装有旋转件8，所述旋转件8沿其长度方向上设置有滑槽801，所述滑槽801内滑动安装有配重滑块9，所述配重滑块9上转动安装有牵拉杆10，所述牵拉杆10远离所述配重滑块9的一端与套设在所述旋转轴7上的随动环11转动连接；
套设在所述旋转轴7上的柱形弹簧24分别连接所述旋转件8及随动环11，所述随动环11上形成有环形凹槽1101，所述环形凹槽1101内转动套合有套环12，所述套环12上设置有连接杆13，所述连接杆13远离所述套环12的一端安装有横移套筒14；
所述离心传动组件还包括连接所述随动环11及所述传动轮16的螺纹驱动结构，所述螺纹驱动结构包括与其中一个所述传动轮16的转轴同轴连接的连接轴15，所述连接轴15沿其轴向方向上开设有螺旋槽1501；
所述螺纹驱动结构还包括设置在所述横移套筒14内的凸轴1401，所述凸轴1401能够在所述螺旋槽1501内滑动。
在二号气泵5工作时，其输出轴将转动，并通过锥齿轮组6带动旋转轴7转动，此时设置在旋转件8上的配重滑块9将跟随做圆周运动，并产生离心力，而在离心力的作用下，配重滑块9将沿滑槽801的长度方向远离旋转轴7运动，通过牵拉杆10拉动随动环11朝向旋转件8运动的同时，使柱形弹簧24被进一步压缩，此时随动环11通过带动横移套筒14运动，并在凸轴1401与螺旋槽1501的配合下，使传动轮16转动，进而改变浸没件20的高度及角度。
而在当二号气泵5的工作功率增大时，其输出轴的转速将增大，此时旋转轴7的转速也将随之增大，配重滑块9做圆周运动所受到的离心力将增大，从而进一步拉动随动环11运动，使在凸轴1401与螺旋槽1501配合下转动的传动轮16转动的圈数增大，而使浸没件20能够向上运动并增大倾斜角度，提高此状态下，空气在清水中的留存时间，提高空气中的水汽含量。
通过上述设置，使得在二号气泵5的转速增大时，配重滑块9能够拉动随动环11运动，而使横移套筒14动作，且在凸轴1401与螺旋槽1501的配合下，传动轮16的转动圈数将增大，使浸没件20具有更大的高度及倾斜度，进而使此状态下，空气在清水中的留存时间更长，提高空气中的水汽含量。
一种使用上述的温湿度控制系统对洁净室的温湿度进行控制的方法，包括：
当经对比单元对比后，洁净室中的温度低于预设值时，一号气泵3将增大功率，此时一号气泵3能够将外界空气泵入并经加热管4加热后，排出至洁净室内，直至洁净室中的温度上升至预设温度；
当经对比单元对比后，洁净室中的湿度低于预设值时，二号气泵5将增大功率，此时外界空气被泵入到浸没件20内，并在清水内携带水汽，然后排出，且当二号气泵5的功率持续增大时，离心传动组件与偏转组件动作，能够带动浸没件20朝向清水的液面运动，同时浸没件20的偏转角度增大，提高空气在清水中的留存时间，以在排出时能够携带更多的水汽，增加洁净室中的湿度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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