阅读说明：本技术 水过滤装置、水冷却系统和水冷却方法 (Water filtering device, water cooling system and water cooling method ) 是由 韩云龙 陈平 薛廷强 于 2019-04-23 设计创作，主要内容包括：本发明实施例中提出的一种水过滤装置、水冷却系统和水冷却方法。其中,水过滤装置包括：壳体,其上设置有第一进水口、出水口和第一排污口；滤网,其设置在所述壳体内部,且与所述壳体之间具有设定间隙,并具有与所述第一进水口连通的第二进水口以及与所述第一排污口连通的第二排污口；水流导向阀,其设置在第二进水口,能够对所述第二进水口进行开启或关闭；和水流排污阀,其设置在第二排污口和第一排污口,能够同时对所述第二排污口和第一排污口进行开启或关闭。本发明实施例中的技术方案适用于滤网的自动清洗。(The embodiment of the invention provides a water filtering device, a water cooling system and a water cooling method. Wherein, water filter equipment includes: the shell is provided with a first water inlet, a water outlet and a first sewage draining port; the filter screen is arranged in the shell, has a set gap with the shell, and is provided with a second water inlet communicated with the first water inlet and a second sewage draining outlet communicated with the first sewage draining outlet; the water flow guide valve is arranged at the second water inlet and can open or close the second water inlet; and the water flow drain valve is arranged at the second drain outlet and the first drain outlet and can be opened or closed simultaneously. The technical scheme in the embodiment of the invention is suitable for automatically cleaning the filter screen.)

水过滤装置、水冷却系统和水冷却方法

技术领域

本发明涉及冷却系统领域，特别是一种水过滤装置、水冷却系统和水冷却方法。

背景技术

磁共振成像(MRI)系统在运行中，由于各系统部件会不同程度地产生热量，因此通常设置冷却系统如水冷系统将多余热量带走，以保证各个部件工作在正常温度范围内。因大多数MRI系统都是使用的超导磁体，当MRI系统关机时，为了确保超导磁体工作在正常的温度，需要液氦压缩机7*24H的不间断工作，相应地，水冷系统也需要将液氦压缩机产生的热量带走，以确保液氦压缩机的正常工作。

而在水冷系统的工作过程中，随着冷却水的不断循环流动，会有污物产生在水管回路中并逐渐积累在滤网中，造成水流量过低，进而导致制冷效果低下，严重的可导致冷却系统停机。冷却系统的停机，就会造成MRI系统非正常停机，还会造成液氦压缩机停机，进而导致超导磁体的液氦挥发泄露。

为此，目前需要定期派遣服务工程师到现场对水路中的滤网进行清洗，清洗水路滤网期间，水冷系统必须关机，由此MRI系统也需要停机，终止正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例中一方面提出了一种用于水冷却系统的水过滤装置，另一方面提出了一种水冷却系统和水冷却方法，用以自动完成滤网的清洗，降低派遣服务工程师现场清洗滤网的需要。

本发明实施例中提出的一种水过滤装置，包括：壳体，其上设置有第一进水口、出水口和第一排污口；滤网，其设置在所述壳体内部，且与所述壳体之间具有设定间隙，并具有与所述第一进水口连通的第二进水口以及与所述第一排污口连通的第二排污口；水流导向阀，其设置在第二进水口，能够对所述第二进水口进行开启或关闭；和水流排污阀，其设置在第二排污口和第一排污口，能够同时对所述第二排污口和第一排污口进行开启或关闭；其中，当水流导向阀开启时，水流排污阀关闭，此时水流能够经第一进水口和第二进水口进入滤网，并经滤网过滤后流经所述设定间隙，之后通过出水口流出；当水流导向阀关闭时，水流排污阀开启，此时水流能够经第一进水口进入所述设定间隙，然后从所述设定间隙反向进入所述过滤网，之后从所述第二排污口和第一排污口流出。

在一个实施方式中，所述壳体为桶状壳体，所述滤网为桶状滤网，二者同轴设置。

本发明实施例中提出的一种水冷却系统，包括：上述任一实施方式的水过滤装置；第一电磁阀，用于控制所述水流导向阀的开启和关闭；第二电磁阀，用于控制所述水流排污阀的开启和关闭；和控制模块，用于在确定需要进行滤网清洗时，按照第一设定逻辑中每轮清洗所包括的清洗次数、单次清洗时长以及清洗间隔，对所述第一电磁阀和第二电磁阀进行控制；具体包括：在清洗次数内的每次清洗，按照单次清洗时长，控制所述第一电磁阀关闭所述水流导向阀，同时控制所述第二电磁阀开启所述水流排污阀；在清洗次数完成之前的每次清洗间隔，控制所述第一电磁阀开启所述水流导向阀，同时控制所述第二电磁阀关闭所述水流排污阀。

在一个实施方式中，进一步包括：初级冷却水补水口，用于对初级冷却水进行补水；二级冷却水补水口，用于对二级冷却水进行补水；补水水管，其连通所述初级冷却水补水口和所述二级冷却水补水口；补水阀门，其设置在所述补水水管中，用于控制所述补水水管的连通和关断；和第三电磁阀，用于控制所述补水阀门的开启和关闭；所述控制模块进一步用于在确定需要对二级冷却水进行补水时，按照第二设定逻辑中每轮补水所包括的补水次数、单次补水时长以及补水间隔，对所述第三电磁阀进行控制；具体包括：在补水次数内的每次补水，按照单次补水时长，控制所述第三电磁阀打开所述补水阀门；在补水次数完成之前的每次补水间隔，控制所述第三电磁阀关闭所述补水阀门。

在一个实施方式中，所述控制模块根据设定的清洗周期在每个清洗周期到来时确定需要进行滤网清洗，并且根据设定的补水周期，在每个补水周期到来时确定需要对二级冷却水进行补水。

在一个实施方式中，进一步包括：压力传感器，用于检测所述水冷却系统的二级冷却水的水压；所述控制模块在所述压力传感器检测到的水压低于设定水压阈值时，确定需要对二级冷却水进行补水，并在所述压力传感器检测到的水压恢复到设定的正常压力后，确定补水结束。

在一个实施方式中，进一步包括：流量传感器，用于检测所述水冷却系统的二级冷却水的水流量；所述控制模块在所述流量传感器检测到的水流量低于设定流量阈值时，确定需要进行滤网清洗，并在所述流量传感器检测到的水流量恢复到设定的正常流量后，确定清洗结束。

在一个实施方式中，所述水冷却系统用于对磁共振成像系统中的发热部件进行冷却。

在一个实施方式中，所述控制模块在夜间磁共振系统没有扫描时开启。

本发明实施例中提出的一种应用于水冷却系统的水冷却方法，所述水冷却系统包括上述的水过滤装置；所述水冷却方法包括：判断需要进行滤网清洗时，根据预先设定的每轮清洗所包括的清洗次数、单次清洗时长以及清洗间隔，针对每次清洗，按照单次清洗时长，控制所述水流导向阀关闭，同时控制所述水流排污阀开启；在清洗次数完成之前的每次清洗间隔，控制所述水流导向阀开启，同时控制所述水流排污阀关闭。

在一个实施方式中，所述水冷却系统进一步包括：初级冷却水补水口、二级冷却水补水口、连通所述初级冷却水补水口和所述二级冷却水补水口的补水水管以及设置在所述补水水管中的补水阀门；所述水冷却方法进一步包括：在确定需要对二级冷却水进行补水时，根据预先设定的每轮补水所包括的补水次数、单次补水时长以及补水间隔，在补水次数内的每次补水，按照单次补水时长，控制所述补水阀门打开；在补水次数完成之前的每次补水间隔，控制所述补水阀门关闭。

在一个实施方式中，进一步包括：监测所述水冷却系统的二级冷却水的水压和水流量；在监测到所述水压低于设定水压阈值时，确定需要对二级冷却水进行补水，并在所述水压恢复到设定的正常压力后，确定补水结束；在监测到所述水流量低于设定流量阈值时，确定需要进行滤网清洗，并在所述水流量恢复到设定的正常流量后，确定清洗结束。

在一个实施方式中，所述水冷却系统用于对磁共振成像系统中的发热部件进行冷却；所述监测水冷却系统的二级冷却水的水压和水流量为：在夜间磁共振系统没有扫描时，监测水冷却系统的二级冷却水的水压和水流量。

从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中在壳体和滤网之间设置间隙，并在滤网的进水口处设置一能够封闭和开启滤网进水口的水流导向阀，同时在滤网和壳体上开设一个水流排污阀，当水流导向阀开启水流排污阀关闭时，水流经滤网过滤后经壳体上的出水口进入主循环回路进行正常水冷工作；而当水流导向阀关闭水流排污阀开启时，水流可以经壳体和滤网之间的空隙反流进滤网，冲洗滤网后的水流能够快速经排污阀排出，可见，通过控制水流导向阀和水流排污阀的开启和关闭，可实现对滤网的自动反流冲洗。

进一步地，通过在初级冷却水补水口和二级冷却水补水口之间设置一连通二者的补水水管，并在补水水管中设置一控制补水水管的连通和关断的补水阀门，可通过控制该补水阀门的打开和关闭来控制初级冷却水对二级冷却水的自动补水。

此外，通过设置压力传感器来检测二级冷却水的水压，并在水压低于设定水压阈值时，触发补水；通过设置流量传感器来检测二级冷却水的水流量，并在水流量低于设定流量阈值时，触发滤网清洗。或者，通过设置周期性的补水和滤网清洗，均可实现自动的补水和滤网清洗，从而实现了水冷却系统的基本免维护，节省了服务工程师现场服务的时间和费用，减少了因补水及清洗滤网常规维护造成系统的停机。

针对磁共振系统，由于可避免因水压过低或水路堵塞引起的系统宕机，因此可避免磁体温度升高，液氦泄露。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1A和图1B为本发明实施例中一种用于水冷却系统的水过滤装置的示例性结构图。其中，图1A为水流循环工作时的状态，图1B为水流冲洗滤网时的状态。

图2为本发明实施例中一种水冷却系统的示例性结构示意图。

图3为本发明实施例中一种应用于水冷却系统的水冷却方法的示例性流程图。

其中，附图标记如下：

具体实施方式

本发明实施例中，为了降低派遣服务工程师现场清洗滤网的需要，考虑使水冷却系统能够自动完成滤网的清洗，为此需要在过滤装置的结构上进行改进，使其能够适应自动清洗。经过创造性的劳动后，提出了一种在壳体和滤网之间设置间隙，并在滤网的进水口处设置一能够封闭和开启滤网进水口的水流导向阀，当水流导向阀开启滤网进水口时，水流经滤网过滤后经壳体上的出水口进入主循环回路进行正常水冷工作；而当水流导向阀封闭滤网进水口时，水流可以经壳体和滤网之间的空隙反流进滤网，从而对滤网进行冲洗，此时进一步在滤网和壳体上开设一个排污阀，使得冲洗滤网后的水流能够快速经排污阀排出。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图1A和图1B为本发明实施例中一种用于水冷却系统的水过滤装置1的示例性结构图。图1A为水流导向阀打开、水流排污阀关闭时水流循环工作的状态，图1B为水流导向阀关闭、水流排污阀打开水流冲洗滤网时的状态。如图1A和图1B所示，该水过滤装置1包括：壳体10、滤网20、水流导向阀30和水流排污阀40。

其中，壳体10上设置有第一进水口11、出水口12和第一排污口13。

滤网20设置在壳体10内部，且与壳体10之间具有设定间隙50，并具有与第一进水口11连通的第二进水口21以及与第一排污口13连通的第二排污口22。

水流导向阀30设置在第二进水口21处，能够对第二进水口21进行开启或关闭。

水流排污阀40设置在第二排污口22和第一排污口13处，能够同时对第二排污口22和第一排污口13进行开启或关闭。

其中，当水流导向阀30开启时，水流排污阀40关闭，此时水流如图1A中的空心箭头所示，能够经第一进水口11和第二进水口21进入滤网20，并经滤网20过滤后流经所述设定间隙50，之后通过出水口12流出，此时水流处于正常的循环工作状态；当水流导向阀30关闭时，水流排污阀40开启，此时水流如图1B中的空心箭头所示，能够经第一进水口12进入所述设定间隙50，然后从所述设定间隙50反向进入所述过滤网20，之后从所述第二排污口22和第一排污口13流出，此时水流处于反冲洗滤网的状态。

在一个实施方式中，所述壳体10可以为桶状壳体，所述滤网20可以为桶状滤网，且二者可同轴设置。

图2示出了本发明实施例中一种水冷却系统的示例性结构示意图。如图2所示，该水冷却系统包括：图1A和图1B所述水过滤装置1、以及第一电磁阀2、第二电磁阀3和控制模块4。此外，该水冷却系统还可包括其它相关组件，例如热交换器5、水泵M、变频器FC、初级水补水口6a、二级水补水口6b等。在不同实施方式中，还可包括补水水管7、补水阀门8、第三电磁阀9、压力传感器PI、流量传感器FLI、室外水冷机CL、温度传感器TI等。

其中，第一电磁阀2用于控制水流导向阀30的开启和关闭。

第二电磁阀3用于控制水流排污阀40的开启和关闭。

控制模块4用于在确定需要进行滤网清洗时，按照第一设定逻辑中每轮清洗所包括的清洗次数、单次清洗时长以及清洗间隔，对第一电磁阀2和第二电磁阀3进行控制；具体可包括：在清洗次数内的每次清洗，按照单次清洗时长，控制第一电磁阀2关闭水流导向阀30，同时控制第二电磁阀3开启水流排污阀40；在清洗次数完成之前的每次清洗间隔，控制第一电磁阀2开启水流导向阀30，同时控制第二电磁阀3关闭水流排污阀40。例如，在一个实施方式中，一轮清洗包括3次清洗，每次清洗持续5秒、间隔10秒。

考虑到在冷却系统的运行中，会有微量的水泄露，长此以往，会造成水管回路水压过低，严重的可导致冷却系统停机。因此，目前在热交换器的初级冷却水(也称为一次水)侧设置有用于对初级冷却水进行补水的初级冷却水补水口6a，在热交换器的二级冷却水(也称为二次水)侧设置有用于对二级冷却水进行补水的二级冷却水补水口6b。针对初级冷却水的补水目前包括被动补水和主动补水两种情况，其中被动补水的初级冷却水由医院中央冷水系统提供，主动补水的初级冷却水由室外水冷机CL提供。针对这两种情况的初级冷却水补水目前已经实现自动补水。但针对二级冷却水的补水目前的解决办法依然是需要定期派遣服务工程师到现场利用水泵等进行补水以确保水压正常，而进行二级冷却水的补水期间，水冷却系统也必须关机，由此MRI系统也需要停机，终止正常工作。

本发明实施例中，为了进一步降低派遣服务工程师现场进行二级冷却水补水的需要，在初级冷却水补水口6a和二级冷却水补水口6b之间设置有连通二者的补水水管7，并在补水水管7中设置一控制补水水管7的连通和关断的补水阀门8，通过控制该补水阀门8的打开和关闭来控制初级冷却水对二级冷却水的自动补水。

第三电磁阀9用于控制所述补水阀门的开启和关闭。

控制模块4进一步用于在确定需要对二级冷却水进行补水时，按照第二设定逻辑中每轮补水所包括的补水次数、单次补水时长以及补水间隔，对第三电磁阀9进行控制；具体可包括：在补水次数内的每次补水，按照单次补水时长，控制第三电磁阀9打开补水阀门8；在补水次数完成之前的每次补水间隔，控制第三电磁阀9关闭补水阀门8。例如，在一个实施方式中，一轮补水包括3次补水，每次补水持续5秒、间隔30秒。

图2所示实施例中，通过设置压力传感器PI来检测水冷却系统的二级冷却水的水压，设置流量传感器FLI来检测水冷却系统的二级冷却水的水流量，并根据检测结果来确定是否需要补水、以及是否需要进行滤网清洗。具体可以为：

控制模块4可在压力传感器PI检测到的水压低于设定水压阈值时，确定需要对二级冷却水进行补水，并在压力传感器PI检测到的水压恢复到设定的正常压力后，确定补水结束，此时，补水阀门8处于关闭状态。其中，在水压恢复到设定的正常压力之前，可重复执行多轮补水。

控制模块4在流量传感器FLI检测到的水流量低于设定流量阈值时，确定需要进行滤网清洗，并在流量传感器FLI检测到的水流量恢复到设定的正常流量后，确定清洗结束，此时，水流导向阀30处于开启状态，水流排污阀40处于关闭状态。其中，在流量恢复到设定的正常流量之前，可重复执行多轮滤网清洗。

当压力传感器PI检测到的水压低于设定水压阈值且流量传感器FLI检测到的水流量低于设定流量阈值时，控制模块4可确定先进行补水，若经补水后水压正常且流量也正常，则无需再进行滤网清洗操作；若经补水后水压正常但水流量仍低于设定流量阈值，则确定进行滤网清洗操作。

当然，在其他实施方式中，补水和滤网清洗也可以周期进行，例如，控制模块4可根据设定的清洗周期在每个清洗周期到来时确定需要进行滤网清洗，根据设定的补水周期，在每个补水周期到来时确定需要对二级冷却水进行补水。

上述水冷却系统用于对磁共振成像系统中的发热部件进行冷却时，上述的滤网清洗和二级冷却水补水可在夜间磁共振系统没有扫描时进行。例如，控制模块4可在夜间磁共振系统没有扫描时开启。

在有些磁共振系统中设置有液氦制冷系统的经济运行模式(EPM，Economy PowerMode)，即在MRI系统没有扫描的情况下，为了节省能源，当超导磁体的压力低于一个设定值后，会自动关闭液氦压缩机，当超导磁体的压力高于一个设定值时，自动启动液氦压缩机。每次EPM省电模式开启的时间一般为30分钟，在此时间内，水冷却系统可自动清洗滤网及补水直到恢复正常运行状态，5分钟内即可完成，完全不会影响液氦压缩机的重新启动和MR系统的正常运行。

因此，结合EPM模式，在液氦压缩机停机时候，是不需要水冷却系统对它进行制冷的，利用这个时间间隔，完成系统的自动清洗及补水工作。另外，为了最大限度避免对客户使用MR系统的影响，冷却系统的自动清洗和补水可以选择在夜间进行，例如0点至2点之间。

以上对本发明实施例中的水冷却系统进行了详细描述，下面再对本发明实施例中的水冷却方法进行详细描述。本发明实施例中的水冷却方法可应用于本发明实施例中的水冷却系统中。

图3为本发明实施例中一种应用于水冷却系统的水冷却方法的示例性流程图。其中，所述水冷却系统可包括图1A和图1B所述的水过滤装置1。如图3中的实线部分所示，所述水冷却方法可包括：步骤S32，判断需要进行滤网清洗时，根据预先设定的每轮清洗所包括的清洗次数、单次清洗时长以及清洗间隔，针对每次清洗，按照单次清洗时长，控制所述水流导向阀关闭，同时控制所述水流排污阀开启；在清洗次数完成之前的每次清洗间隔，控制所述水流导向阀开启，同时控制所述水流排污阀关闭。

当水冷却系统进一步包括：连通初级冷却水补水口和二级冷却水补水口的补水水管以及设置在补水水管中的补水阀门时，如图3中的虚线部分所示，所述水冷却方法可进一步包括：步骤S34，在确定需要对二级冷却水进行补水时，根据预先设定的每轮补水所包括的补水次数、单次补水时长以及补水间隔，在补水次数内的每次补水，按照单次补水时长，控制所述补水阀门打开；在补水次数完成之前的每次补水间隔，控制所述补水阀门关闭。

当需要根据对水冷却系统的二级冷却水的水压和水流量的监控结果进行滤网清洗和补水时，如图3中的虚线部分所示，所述水冷却方法可进一步包括：步骤S30，监测所述水冷却系统的二级冷却水的水压和水流量；在监测到所述水压低于设定水压阈值时，确定需要对二级冷却水进行补水，执行步骤S34，并在所述水压恢复到设定的正常压力后，确定补水结束；在监测到所述水流量低于设定流量阈值时，确定需要进行滤网清洗，执行步骤S32，并在所述水流量恢复到设定的正常流量后，确定清洗结束。当水压低于设定水压阈值，且水流量也低于设定流量阈值时，可确定先进行补水，若经补水后水压正常且流量也正常，则无需再进行滤网清洗操作；若经补水后水压正常但水流量仍低于设定流量阈值，则确定进行滤网清洗操作。

当需要周期控制滤网清洗和补水时，本方法中可根据设定的清洗周期在每个清洗周期到来时确定需要进行滤网清洗，根据设定的补水周期，在每个补水周期到来时确定需要对二级冷却水进行补水。

在上述水冷却系统用于对磁共振成像系统中的发热部件进行冷却时，可在夜间磁共振系统没有扫描时，监测水冷却系统的二级冷却水的水压和水流量。

从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中在壳体和滤网之间设置间隙，并在滤网的进水口处设置一能够封闭和开启滤网进水口的水流导向阀，同时在滤网和壳体上开设一个水流排污阀，当水流导向阀开启水流排污阀关闭时，水流经滤网过滤后经壳体上的出水口进入主循环回路进行正常水冷工作；而当水流导向阀关闭水流排污阀开启时，水流可以经壳体和滤网之间的空隙反流进滤网，冲洗滤网后的水流能够快速经排污阀排出，可见，通过控制水流导向阀和水流排污阀的开启和关闭，可实现对滤网的自动反流冲洗。

进一步地，通过在初级冷却水补水口和二级冷却水补水口之间设置一连通二者的补水水管，并在补水水管中设置一控制补水水管的连通和关断的补水阀门，可通过控制该补水阀门的打开和关闭来控制初级冷却水对二级冷却水的自动补水。

此外，通过设置压力传感器来检测二级冷却水的水压，并在水压低于设定水压阈值时，触发补水；通过设置流量传感器来检测二级冷却水的水流量，并在水流量低于设定流量阈值时，触发滤网清洗。或者，通过设置周期性的补水和滤网清洗，均可实现自动的补水和滤网清洗，从而实现了水冷却系统的基本免维护，节省了服务工程师现场服务的时间和费用，减少了因补水及清洗滤网常规维护造成系统的停机。

针对磁共振系统，由于可避免因水压过低或水路堵塞引起的系统宕机，因此可避免磁体温度升高，液氦泄露。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。