CN104235121A - 一种液压油箱温度控制的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压油箱温度控制装置，其特征在于：所述温度控制装置包括温度检测单元、温度处理单元以及执行单元其中温度检测单元将检测数据传递给温度处理单元，温度处理单元将处理的执行命令传递给执行单元。本发明的有益效果如下：本发明装置中接受单元头部直接接触在油液中，使得油温得以快速精确传递到处理元件力转换部位，再借助处理元件与执行元件，可较轻易地将油箱温度有效的控制在40°。本发明的装置是受力平衡，随动性更佳，能够实现预期的目标；其次本发明是将检测部位安装在液压油内，控制装置安装在循环冷却水管上，两者互不干涉，通过力反馈使得油温得以很好的控制。

Description

一种液压油箱温度控制的方法与装置

技术领域

本发明涉及一种油箱温度控制的方法与装置，具体来说涉及一种液压油箱温度控制的方法与装置，具体是用液压油箱温度自动调节并控制通过阀体的介质水流量的多少来控制油温的方法和装置。 

背景技术

液压系统被广泛运用于是钢铁企业，随着科技的不断发展，和对板材要求不断提高，在液压系统上大量采用了液压比例伺服系统，若如想要轧制出更高精度的产品，就要必须保证比例伺服阀的性能，由于液压油的温度对于伺服阀的流量响应特性影响极为明显，因此一定要保证好的液压油油液温度控制效果。温度变低和升高会给系统带来各种故障和弊病。然而就目前而言，大多数液压系统效率也并不是太高，因而散热是不得已而又不得不采取的办法。增大容积固然有助于散热，但却是整个系统过于庞大，一般情况下只能采用换热器进行油液冷却的办法，传统上的温度控制一般由置于油箱内的温度传感器收集信号，并通过相应的电磁阀来控制所对应的水阀执行回路断开或是接通，进行热交换，带走油液的温度。此举一则依赖于温度传感器的使用效果，过程中控制效果，水阀运用效果来决定其能否达到可靠运行。且由于温度传感器的设定值一般都在35°C～55°C，即系统油温低于35°C，冷却器进水阀门关闭，高于55°C时进水阀门打开冷却。但经过现场降低设定值的范围即38°～43°之间时，电磁水阀频繁动作导致损坏率普遍较高。由于只有在40°时，液压油的各项性能才能表现出最佳状态，因而传统意义上的控制方法是不能较好的满足需要的。经过检索，中国专利CN01110186.5自动温度控制阀，其公开了一个带有预定尺寸的阀腔的阀体,其具有流体入 口端和流体出口端,一个螺旋弹簧安装在阀体的阀腔中,用于在 阀腔中响应螺旋弹簧的膨胀和收缩,通过向左和向右移动打开 和关闭流体通道，但是该装置存在以下缺陷：一是该装置是通过尖型部件与螺旋弹簧共同作用实施阀芯移动的，对弹簧与尖型部位的阀芯结合要求太高，较难以实现；二是该装置在现场是与该冷却介质直接接触来实现。尽管在温度的控制范围上是有所突破，但由于其直接接触与油液本身，会在很大程度上造成油液泄漏和污染；三是此装置只能用于对温度的微调控制，一旦出现系统控制执行元件异常所导致的内泄漏造成的油温持续不下的情况发生，需要长期处于散热状况下的使用效果不好。 

发明内容

 本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种液压油箱温度控制的方法与装置，主要解决现有温度控制装置存在的现场温控效果不佳的技术问题。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种液压油箱温度控制装置，其特征在于：所述温度控制装置包括温度检测单元、温度处理单元以及执行单元其中温度检测单元将检测数据传递给温度处理单元，温度处理单元将处理的执行命令传递给执行单元。 

作为本发明的一种改进，所述温度检测单元包括探头、连接螺帽、传递管、减振环、保护弹簧。 

所述传递管中间位置设置为环形，抗弯曲性能好，能够快速准确反馈油温值并迅速传导至处理单元。 

所述传递管尾部外侧安装有防折断保护弹簧27，该弹簧设置为可以向任何一个方向弯曲，且内径大于传递管外径；传递管深入到接受处理单元中的力反馈弹簧内部。 

作为本发明的一种改进，所述温度处理单元包括力反馈合金叠簧、第一支撑导向块、压力设定弹簧、力传递导杆、第二支撑导向块、支撑调节圆螺母、调节螺柱、调节手柄；所述力反馈合金叠簧，通过检测的温度迅速做出按照比例变化的膨胀或压缩的力反馈元件，第一支撑导向块、压力设定弹簧、第二支撑导向块、支撑调节圆螺母、调节螺柱、调节手柄组成初始压力设定机构；通过旋转调节手柄，克服压力设定弹簧的弹力，带动调节螺柱在支撑调节圆螺母上作升降动作，从而改变压力设定弹簧的初始力，即初始设定的温度值； 

所述第一支撑导向块为凸肩凹槽状结构，所述力反馈弹簧底面与第一支撑导向块凹槽紧密贴合；所述压力设定弹簧上面与第一支撑导向块凸肩紧密贴合；压力设定弹簧下面与第二支撑导向块凹槽紧密贴合；所述第二支撑导向块除了凸肩凹槽状结构外，在凸肩面上设有“〇”结构；所述支撑调节圆螺母内设螺纹，外置台阶，台阶沿着结合部的上端面两对边磨去对角，镶嵌在第二支撑导向块凸肩面上设有“〇”结构上，上端台阶部位轴向开有两组槽口，保证在承压状态下的压力初始值调整时不会做径向移动。

所述调节圆螺母与调节螺柱进行螺纹连接，所述调节螺柱外设螺纹，内置圆孔；外设螺纹端部与调节手柄可以为焊接连接或其他连接方式；所述调节手柄为圆形凸台八角手柄结构，凸台朝下设置成凹陷状，凸台开内孔，内孔与调节螺柱内孔同心，孔内设置有第一圆柱力传递导杆，设置为凸台朝下设置成凹陷状，凹陷部位周向固定在外罩内凸面上。 

作为本发明的一种改进，所述调节手柄上设有与外罩底部保持高度定心的凹凸台以及便于狭小空间对压力设定弹簧调节的八角形结构，结构之间开度小于外罩开口部分尺寸。 

作为本发明的一种改进，所述力传递导杆上端与第一支撑导向块下底面紧密贴合并从螺柱内孔中伸出，力传递导杆下端通过控制罩壳与处理元件与执行元件的结合部的异型密封贴合，其起到接受检测单元接受油箱温度转换为力的碟簧克服手动调节弹簧向下合力的传至执行单元力的作用。 

作为本发明的一种改进，所述执行单元包括阀体端盖、调节阀芯、阀体、反馈弹簧、阀座、零位调节螺杆，所述调节阀芯安装在阀体中，在调节阀芯与阀体所形成的空腔中安装有包裹在反馈弹簧四周的密封，所述密封由多个折叠橡胶粘和而成，下端遮盖住整个端盖，阀座套装在反馈弹簧与顶杆外，调节阀芯反馈弹簧安装在密封垫构成的空间腔体内，当调节阀芯在阀体内安装定位后，顶杆应能位于零位调节螺8的正中心处，顶杆下端设置有螺孔，零位调节螺杆通过下端盖的孔与其连接；顶杆下部的直径小于端盖调节顶杆孔和顶杆上部的直径，通过转动调节阀芯零位调节螺栓，使得调节阀芯的顶杆在反馈弹簧弹力作用下与阀体通流口相接触，实现调节阀芯的微调开启或闭合。 

作为本发明的一种改进，所述零位调节螺杆，通过对反馈弹簧对阀芯开口度的预选值设定的一个精调部件，通过调整反馈弹簧的压缩膨胀量，获得更加精确的控制。 

作为本发明的一种改进，所述控制装置还包括外罩，所述外罩的一侧还设有与调节相对应的温度刻度，上方所标注的刻度与所调节三种弹簧力压力的合力一一对应。 

作为本发明的一种改进，处理元件与执行元件之间采用密封相互隔开，两个单元互不干涉，两个单元通过力反馈导杆接受温度变化所造成的力反馈碟簧的压缩与膨胀的力并通过异形密封垫加以传递至水阀阀芯伸出杆作用阀芯的开启或关闭。 

一种液压油箱温度精确控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 

1）液压油通过循环泵将温度高的油液送至冷却器冷却回至油箱；

2）液压油箱内实际温度通过温度采集头迅速传导至处理单元；

3）控制处理单元通过力反馈碟簧温度—力的转换与设定的初始压力值比较是否低于设定值，控制处理单元力反馈碟簧被压缩克服设定弹簧力上移，阀芯复位弹簧关闭水阀，停止冷却；

4）控制处理单元通过力反馈碟簧温度—力的转换与设定的初始压力值比较是否大于等于设定值， 控制处理单元碟簧被膨胀克服设定弹簧力下移，推动导杆，压缩阀芯复位弹簧，关闭打开，开始冷却。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：本发明装置中接受单元头部直接接触在油液中，使得油温得以快速精确传递到处理元件力转换部位，再借助处理元件与执行元件，可较轻易地将油箱温度有效的控制在40°。与现有技术相比，本发明的装置是受力平衡，随动性更佳，能够实现预期的目标；其次本发明是将检测部位安装在液压油内，控制装置安装在循环冷却水管上，两者互不干涉，通过力反馈使得油温得以很好的控制。采用本发明装置使得温度控制更加精确，伺服阀的流量响应特性处于最佳状态，设备功能精度处于最佳。够降低液压油损，缩短故障时间，降低维护的劳动强度。 

附图说明

图1为本发明控制流程图；　 

图2为本发明结构位置示意图；

图3为本发明结构示意图；

图4为本发明支撑圆螺母结构示意图；

图5-1、图5-2为本发明调压机构结构示意图；

图6为本发明阀芯结构示意图；

图7-1、图7-2为本发明外罩结构示意图；

其中：1-阀体端盖、2-调节阀芯、3-阀体、4-上腔进水口、5-隔断密封垫、6-处理单元外罩、7-调节手柄、8-支撑圆螺母、9-力反馈导杆、10-检测单元锁紧螺帽、11-卡环、12-第一支撑导向导块、13-压力设定弹簧、14-第二支撑支撑导块、15-阀座、16-力反馈碟簧、17-反馈弹簧、18-零位调节螺杆、19-阀杆、20-外罩窗口、21-外罩内置凸台、22-导杆传递孔、23-刻度盘、24-温度检测头、25-传递管、26-压盖、27-保护弹簧、28-调节螺柱、29-八角手柄。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明做出进一步的说明和介绍。 

实施例1：一种液压油箱温度控制装置，所述温度控制装置包括温度检测单元、温度处理单元以及执行单元其中温度检测单元将检测数据传递给温度处理单元，温度处理单元将处理的执行命令传递给执行单元。 

所述温度检测单元包括探头24、连接螺帽、传递管25、减振环、保护弹簧27，其中探头24设置在检测单元头部，与传递管25通过焊接连接，在探头的尾部可以安装有连接螺帽，并设有台阶，台阶上置有密封槽，台阶外侧设有锁紧螺帽，便于不直接插入油箱而是与冷却器入口循环管道相应最为接近的部位进行螺纹连接；传递管中间位置最好设置为环形减振效果，抗弯曲性能较佳，能够快速准确反馈油温值并迅速传导至处理单元，传递管尾部外侧安装有防折断保护弹簧27，其特征为可以向任何一个方向弯曲，且内径大于传递管外径；传递管深入到接受处理单元中的力反馈弹簧内部。 

实施例2：参见图3，图4、图5-1、图5-2、图6、图7-1、图7-2，作为本发明的一种改进，所述温度处理单元包括力反馈合金叠簧16、第一支撑导向块12、压力设定弹簧13、力传递导杆9、第二支撑导向块14、支撑调节圆螺母8、调节螺柱28、调节手柄7； 

所述力反馈合金叠簧16，通过检测的温度迅速做出按照比例变化的膨胀或压缩的力反馈元件，第一支撑导向块12、压力设定弹簧13、第二支撑导向块14、支撑调节圆螺母8、调节螺柱28、调节手柄7组成初始压力设定机构；通过旋转调节手柄7，克服压力设定弹簧13的弹力，带动调节螺柱28在支撑调节圆螺母8上作升降动作，从而改变压力设定弹簧13的初始力，即初始设定的温度值；所述处理单元选定的压力设定弹簧通过调节手柄的控制其压缩膨胀量与油温的恒定的预选值一一对应。

所述第一支撑导向块12为凸肩凹槽状结构，所述力反馈弹簧16底面与第一支撑导向块12凹槽紧密贴合；所述压力设定弹簧13上面与第一支撑导向块12凸肩紧密贴合；压力设定弹簧13下面与第二支撑导向块14凹槽紧密贴合；所述第二支撑导向块14除了凸肩凹槽状结构外，在凸肩面上设有“〇”结构；所述支撑调节圆螺母8内设螺纹，外置台阶，台阶沿着结合部的上端面两对边磨去对角，镶嵌在第二支撑导向块凸肩面上设有“〇”结构上，上端台阶部位轴向开有两组槽口，保证在承压状态下的压力初始值调整时不会做径向移动；所述调节圆螺母8与调节螺柱28进行螺纹连接，所述调节螺柱8外设螺纹，内置圆孔；外设螺纹端部与调节手柄7可以为焊接连接或其他连接方式；所述调节手柄为圆形凸台八角手柄29结构，凸台朝下设置成凹陷状，凸台开内孔，内孔与调节螺柱28内孔同心，孔内设置有第一圆柱力传递导杆9，其特征为凸台朝下设置成凹陷状，凹陷部位周向固定在外罩内凸面21上。 

实施例3：参见图2、图3，作为本发明的一种改进，所述调节手柄7上设有与外罩底部保持高度定心的凹凸台以及便于狭小空间对压力设定弹簧调节的八角形结构，结构之间开度小于外罩开口部分尺寸。 

实施例4：参见图3，作为本发明的一种改进，所述力传递导杆9上端与第一支撑导向块12下底面紧密贴合并从螺柱内孔中伸出，力传递导杆9下端通过控制罩壳与处理元件与执行元件的结合部的异型密封贴合，其起到接受检测单元接受油箱温度转换为力的碟簧克服手动调节弹簧向下合力的传至执行单元力的作用。 

实施例5：参见图3，作为本发明的一种改进，所述执行单元包括阀体端盖1、调节阀芯2、阀体3、反馈弹簧17、阀座15、零位调节螺杆18，所述调节阀芯2安装在阀体3中，在调节阀芯2与阀体3所形成的空腔中安装有包裹在反馈弹簧17四周的密封，所述密封垫由多个折叠橡胶粘和而成，下端遮盖住整个端盖1，阀座15套装在反馈弹簧17与顶杆19外，调节阀芯反馈弹簧17安装在密封垫构成的空间腔体内，当调节阀芯2在阀体3内安装定位后，顶杆19应能位于零位调节螺杆18的正中心处，顶杆19下端设置有螺孔，零位调节螺杆18通过下端盖1的孔与其连接；顶杆19下部的直径小于端盖调节顶杆孔和顶杆19上部的直径，通过转动调节阀芯零位调节螺栓18，使得调节阀芯的顶杆19在反馈弹簧17弹力作用下与阀体3通流口相接触，实现调节阀芯的微调开启或闭合。 

实施例6：参见图3，作为本发明的一种改进，所述零位调节螺杆18，通过对反馈弹簧17对阀芯开口度的预选值设定的一个精调部件，通过调整反馈弹簧17的压缩膨胀量，获得更加精确的控制。一旦出现系统其它元件异常所导致的内泄漏造成的油温持续不下的情况发生，需要长期处于散热效果的使用就会很好用了，区别于其他温度调节阀优势在于此，其可以通过手动调节“零位”，使得本发明装置的调节温度可以达到在预开启一定缝隙后在进行设定温度控制。 

实施例7：参见图3，作为本发明的一种改进，所述控制装置还包括外罩，所述外罩的一侧还设有与调节相对应的温度刻度，上方所标注的刻度与所调节三种弹簧力压力的合力一一对应。可以通过目视简单辨别开启温度的起始设定值。 

实施例8：参见图3，作为本发明的一种改进，处理元件与执行元件之间采用隔断密封垫5相互隔开，两个单元互不干涉，执行单元的水介质不会到达处理元件中，从而有效地保证了其使用寿命。两个单元通过力反馈导杆9接受温度变化所造成的力反馈碟簧16的压缩与膨胀的力并通过异形密封垫加以传递至水阀阀芯伸出杆作用阀芯的开启或关闭。 

实施例9：一种液压油箱温度精确控制方法，参见图1，所述方法包括以下步骤： 

1）液压油通过循环泵将温度高的油液送至冷却器冷却回至油箱；

2）液压油箱内实际温度通过温度采集头迅速传导至处理单元；

3）控制处理单元通过力反馈碟簧温度—力的转换与设定的初始压力值比较是否低于设定值，控制处理单元力反馈碟簧被压缩克服设定弹簧力上移，阀芯复位弹簧关闭水阀，停止冷却；

4）控制处理单元通过力反馈碟簧温度—力的转换与设定的初始压力值比较是否大于等于设定值， 控制处理单元碟簧被膨胀克服设定弹簧力下移，推动导杆，压缩阀芯复位弹簧，关闭打开，开始冷却。

工作原理： 

参照图1—图7，按照本发明的油温控制方法实施的一种温度控制装置， 温度检测单元可以直接检测油箱温度，也可以检测循环回路温度，其温度检测头24设置在单元头部，通过传递管25，检测以及传送油温，能够快速准确反馈油温值。

处理单元外罩6内的温度处理单元接受并读取检测单元的温度并通过力反馈弹簧16进行转换为反馈力的压缩或膨胀，克服压力设定弹簧13的作用，传递到与第一支撑导向导块12下表面的力反馈导杆9上，通过异型密封垫传递到执行元件阀体3中的阀芯2并克服阀芯反馈弹簧17，进行对水阀阀芯的开启和关闭。 

本实施例温度控制装置还可将温度检测头直接插入油箱内部以及循环冷却器入口。从而缩短温度检测的距离。按照本发明，液压油油温可以在阀体上的控制单元手动设定，自行运行；油温易控制、精度高；系统运行稳定，操作简便易行，不会造成液压油的乳化变质，减少投资，降低生产成本；液压油各项性能指标好，延长了系统设备的使用寿命。 

需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。 

Claims (10)

1.一种液压油箱温度控制装置，其特征在于：所述温度控制装置包括温度检测单元、温度处理单元以及执行单元其中温度检测单元将检测数据传递给温度处理单元，温度处理单元将处理的执行命令传递给执行单元。

2.根据权利要求1所述的一种液压油箱温度控制装置，其特征在于：所述温度检测单元包括探头、连接螺帽、传递管、减振环、保护弹簧，所述传递管中间位置设置为环形，抗弯曲性能好，能够快速准确反馈油温值并迅速传导至处理单元；所述传递管尾部外侧安装有防折断保护弹簧27，该弹簧设置为可以向任何一个方向弯曲，且内径大于传递管外径；传递管深入到接受处理单元中的力反馈弹簧内部。

3.根据权利要求1所述的一种液压油箱温度控制装置，其特征在于：所述温度处理单元包括力反馈合金叠簧、第一支撑导向块、压力设定弹簧、力传递导杆、第二支撑导向块、支撑调节圆螺母、调节螺柱、调节手柄；

所述力反馈合金叠簧，通过检测的温度迅速做出按照比例变化的膨胀或压缩的力反馈元件，第一支撑导向块、压力设定弹簧、第二支撑导向块、支撑调节圆螺母、调节螺柱、调节手柄组成初始压力设定机构；通过旋转调节手柄，克服压力设定弹簧的弹力，带动调节螺柱在支撑调节圆螺母上作升降动作，从而改变压力设定弹簧的初始力，即初始设定的温度值；

所述第一支撑导向块为凸肩凹槽状结构，所述力反馈弹簧底面与第一支撑导向块凹槽紧密贴合；

所述压力设定弹簧上面与第一支撑导向块凸肩紧密贴合；压力设定弹簧下面与第二支撑导向块凹槽紧密贴合；所述第二支撑导向块除了凸肩凹槽状结构外，在凸肩面上设有“〇”结构；所述支撑调节圆螺母内设螺纹，外置台阶，台阶沿着结合部的上端面两对边磨去对角，镶嵌在第二支撑导向块凸肩面上设有“〇”结构上，上端台阶部位轴向开有两组槽口，保证在承压状态下的压力初始值调整时不会做径向移动；

所述调节圆螺母与调节螺柱进行螺纹连接，所述调节螺柱外设螺纹，内置圆孔；外设螺纹端部与调节手柄可以为焊接连接或其他连接方式；所述调节手柄为圆形凸台八角手柄结构，凸台朝下设置成凹陷状，凸台开内孔，内孔与调节螺柱内孔同心，孔内设置有第一圆柱力传递导杆，设置为凸台朝下设置成凹陷状，凹陷部位周向固定在外罩内凸面上。

4.根据权利要求3所述的一种液压油箱温度精确控制装置，其特征在于：所述调节手柄上设有与外罩底部保持高度定心的凹凸台以及便于狭小空间对压力设定弹簧调节的八角形结构，结构之间开度小于外罩开口部分尺寸。

5.根据权利要求3所述的一种液压油箱温度控制装置，其特征在于：所述力传递导杆上端与第一支撑导向块下底面紧密贴合并从螺柱内孔中伸出，力传递导杆下端通过控制罩壳与处理元件与执行元件的结合部的异型密封贴合，其起到接受检测单元接受油箱温度转换为力的碟簧克服手动调节弹簧向下合力的传至执行单元力的作用。

6.根据权利要求1所述的一种液压油箱温确控制装置，其特征在于：所述执行单元包括阀体端盖、调节阀芯、阀体、反馈弹簧、阀座、零位调节螺杆，所述调节阀芯安装在阀体中，在调节阀芯与阀体所形成的空腔中安装有包裹在反馈弹簧四周的密封，所述密封由多个折叠橡胶粘和而成，下端遮盖住整个端盖，阀座套装在反馈弹簧与顶杆外，调节阀芯反馈弹簧安装在密封垫构成的空间腔体内，当调节阀芯在阀体内安装定位后，顶杆应能位于零位调节螺8的正中心处，顶杆下端设置有螺孔，零位调节螺杆通过下端盖的孔与其连接；顶杆下部的直径小于端盖调节顶杆孔和顶杆上部的直径，通过转动调节阀芯零位调节螺栓，使得调节阀芯的顶杆在反馈弹簧弹力作用下与阀体通流口相接触，实现调节阀芯的微调开启或闭合。

7.根据权利要求6所述的一种液压油箱温度控制装置，其特征在于：所述零位调节螺杆，通过对反馈弹簧对阀芯开口度的预选值设定的一个精调部件，通过调整反馈弹簧的压缩膨胀量，获得更加精确的控制。

8.根据权利要求2所述的一种液压油箱温度控制装置，其特征在于：所述控制装置还包括外罩，所述外罩的一侧还设有与调节相对应的温度刻度，上方所标注的刻度与所调节三种弹簧力压力的合力一一对应。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种液压油箱温度控制装置，其特征在于：处理元件与执行元件之间采用密封相互隔开，两个单元互不干涉，两个单元通过力反馈导杆接受温度变化所造成的力反馈碟簧的压缩与膨胀的力并通过异形密封垫加以传递至水阀阀芯伸出杆作用阀芯的开启或关闭。

10.采用权利要求1—9所述装置的一种液压油箱温度精确控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）液压油通过循环泵将温度高的油液送至冷却器冷却回至油箱；

2）液压油箱内实际温度通过温度采集头迅速传导至处理单元；

3）控制处理单元通过力反馈碟簧温度—力的转换与设定的初始压力值比较是否低于设定值，控制处理单元力反馈碟簧被压缩克服设定弹簧力上移，阀芯复位弹簧关闭水阀，停止冷却；

4）控制处理单元通过力反馈碟簧温度—力的转换与设定的初始压力值比较是否大于等于设定值， 控制处理单元碟簧被膨胀克服设定弹簧力下移，推动导杆，压缩阀芯复位弹簧，关闭打开，开始冷却。