CN110714942B - 一种通过记忆合金驱动散热的储液箱 - Google Patents

Abstract

一种通过记忆合金驱动散热的储液箱，涉及一种散热储液箱。箱体设有隔板分隔为吸液室和回液室，箱体安装有吸液管和回液管，注液口上下安装有空气滤清器和滤网，箱体的底板由中间向两侧倾斜，箱体底部封堵有放液螺栓，箱体的前后两侧箱壁对应设有中心孔，中心孔安装有密封轴承，转动轴转动安装在两个密封轴承之间，转动轴上固定有多个支架，支架等角度设有多个接头，叶片分为连接杆与拨片两部分，连接杆为细长条状的形状记忆合金并固定在接头末端，拨片固定在连接杆外端，叶片与支架构成热机，风扇间隔固定在转动轴上。利用形状记忆合金的记忆恢复效应，将热能转换为机械能进行散热，起到了能量回收和节能的效果。

Description

一种通过记忆合金驱动散热的储液箱

技术领域

本发明涉及一种散热储液箱，尤其是一种通过记忆合金驱动散热的储液箱。

背景技术

液压系统工作过程中，流体的摩擦损失、液压管路的压力损失及液压元件的机械、容积损失几乎全部转化为热量，这些热量除部分散发到空气中，大部分将导致流体温度升高。工程机械的正常油温范围一般在30～80℃，当油温超过60℃时，每增加8℃，液压油的寿命会减半。此外，高油温(大于80℃)将带来液压油的性能改变，液压元件的密封性能也会随之下降。而纯水的运行工作范围更窄(3～50℃)，温度上升极易导致纯水汽化、沸腾，引起汽蚀现象和流量、压力波动，液压系统的工作稳定性将受到严重影响。可见液压系统的散热问题将影响到整个系统工作性能的好坏。

储液箱是液压系统中主要的储液和散热单元，其内外侧壁分别通过热传递和热对流散热，散热速率很低。为提高储液箱散热效果，目前常采用增大储液箱容积加强自然冷却或增设外部冷却器强制散热的措施。但大容积储液箱严重制约了液压系统小型化，而冷却器的引入又会增加系统重量和能量消耗。考虑到储液箱的主要热源来自回液管回液，如果能将回液热能转换为机械能，用以驱动冷却装置，则可以在不消耗外部能源的情况下，实现储液箱的快速冷却，从而达到降温和节能的双重功效。

作为一种新型的功能材料，形状记忆合金已被广泛应用于航空航天、生物医疗、桥梁建筑、机械电子、汽车工业等众多领域。形状记忆合金通过热弹性与马氏体相变及其逆变具备了优异的形状记忆效应，并兼具传感与驱动的双重功能，在微型和智能系统领域具有无限的应用潜能。形状记忆合金是热机的核心组成元件，其可将热能转换为机械能，作为热机驱动力的主要来源。但目前尚没有一种利用形状记忆合金热机的输出力驱动冷却装置散热的储液箱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过记忆合金驱动散热的储液箱，它利用形状记忆合金的记忆恢复效应，将热能转换为机械能进行散热，无需增大体积或引入外源驱动冷却器，对热能进行再利用，起到了能量回收和节能的效果。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种通过记忆合金驱动散热的储液箱，包括箱体以及形状记忆合金热机驱动的风冷装置，所述箱体为水箱或油箱，其内部中间位置固定设有隔板将箱体内部左右两侧分隔为吸液室和回液室，箱体的上盖与所述吸液室和所述回液室对应位置分别固定安装有吸液管和回液管，箱体的上盖中间还设有注液口，所述注液口上下分别固定安装有空气滤清器和滤网，箱体的底板由中间向左右两侧倾斜设置，箱体的左右两侧箱壁底部分别设有放液口并螺接封堵有放液螺栓，所述形状记忆合金热机驱动的风冷装置包括转动轴、多个叶片及多个风扇，箱体的前后两侧箱壁位于箱内最高液面上方且邻近回液管位置对应设有中心孔，两个所述中心孔内分别安装有密封轴承，所述转动轴转动安装在两个所述密封轴承之间，转动轴上间隔固定有多个支架，所述支架沿转动轴圆周方向等角度设有多个接头，每个所述接头固定有一个叶片，所述叶片分为连接杆与拨片两部分，所述连接杆为细长条状的形状记忆合金并沿转动轴径向通过螺钉固定在对应的接头末端，所述拨片通过螺钉固定在连接杆外端，叶片与支架构成热机，所述多个风扇间隔固定在转动轴上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明不需要外部动力驱动，依靠回液动力冲击叶片启动，利用形状记忆合金的记忆恢复效应，将热能转换为机械能驱动转动轴旋转，从而带动风扇旋转加快储液箱换热，热能的消耗和风扇散热使储液箱实现快速降温，可在不增大储液箱容积的前提下提高换热效果，使得储液箱小型化、轻量化得以保证。此外，对热能进行再利用，不需要消耗额外能源驱动风扇，起到了能量回收和节能的效果。

附图说明

图1是本发明的通过记忆合金驱动散热的储液箱的主视结构示意图；

图2是本发明的通过记忆合金驱动散热的储液箱的左视结构示意图；

图3是本发明的热机的轴测图。

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，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，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。

具体实施方式一：如图1～图3所示，本发明公开了一种通过记忆合金驱动散热的储液箱，包括箱体1以及形状记忆合金热机驱动的风冷装置，所述箱体1为水箱或油箱，其内部中间位置固定设有隔板7将箱体1内部左右两侧分隔为吸液室和回液室，箱体1的上盖与所述吸液室和所述回液室对应位置分别固定安装有吸液管2和回液管3，箱体1的上盖中间还设有注液口，所述注液口上下分别固定安装有空气滤清器4和滤网5，箱体1的底板由中间向左右两侧倾斜设置，箱体1的左右两侧箱壁底部分别设有放液口并螺接封堵有放液螺栓6，所述形状记忆合金热机驱动的风冷装置包括转动轴11、多个叶片8及多个风扇9，箱体1的前后两侧箱壁位于箱内最高液面上方且邻近回液管3位置对应设有中心孔，两个所述中心孔内分别安装有密封轴承12，所述转动轴11转动安装在两个所述密封轴承12之间，转动轴11上间隔固定有多个支架10，所述支架10沿转动轴11圆周方向等角度设有多个接头，每个所述接头固定有一个叶片8，所述叶片8分为连接杆81与拨片82两部分，所述连接杆81为细长条状的形状记忆合金并沿转动轴11径向通过螺钉固定在对应的接头末端，所述拨片82通过螺钉固定在连接杆81外端，叶片8与支架10构成热机，所述多个风扇9间隔固定在转动轴11上。

具体实施方式二：如图2所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述转动轴11两端均伸出箱体1外部设置，所述多个风扇9分为箱内风扇91和箱外风扇92，所述箱内风扇91与所述热机交错分布，所述箱外风扇92数量为两个并位于转动轴11两端。

具体实施方式三：如图3所示，本实施方式是对具体实施方式一或具体实施方式二作出的进一步说明，所述连接杆81采用双向记忆合金制作。

具体实施方式四：如图3所示，本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述拨片82采用方形拨片。

参照图1～3所示，转动轴11上安装有多个叶片8与支架10构成的热机，热机利用回液动力启动，叶片8在回液管3回液动力冲击下带动转动轴11开始缓慢旋转，转动轴11两端的密封轴承12选用钢材质且保证润滑性能良好，初始状态下热机下半部叶片8的连接杆81浸入箱体1内最高液面以下，当箱体1的回液室液体温度超过特定值时，形状记忆合金的连接杆81转入回液室液面以下吸收热量发生弯曲，带动拨片82划动液体产生的反作用力推动转动轴11快速旋转，当叶片8转出液面时形状记忆合金的连接杆81在空气中降温恢复伸直，转动轴11带动多个风扇9旋转散热，箱体1内部可通过注液口实现空气交换，箱内风扇91作用下完成对流散热，在箱外风扇92作用下箱体1外侧壁的对流换热效率也得到增强。

箱体1由金属材料、非金属材料或复合材料制成，金属材料为铝合金、不锈钢或铸铁，非金属材料为工程塑料、橡胶或玻璃，复合材料为树脂基、尼龙基或金属基复合材料。

转动轴11由金属材料制成，金属材料为铜、铝、不锈钢或铸铁。

支架10由非金属材料制成，非金属材料为工程塑料、橡胶或玻璃。

拨片82由金属材料制成，金属材料为铝或铜。

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，能够以其他的装体形式实现本发明。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条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。

Claims (4)

1.一种通过记忆合金驱动散热的储液箱，包括箱体(1)，所述箱体(1)为水箱或油箱，其内部中间位置固定设有隔板(7)将箱体(1)内部左右两侧分隔为吸液室和回液室，箱体(1)的上盖与所述吸液室和所述回液室对应位置分别固定安装有吸液管(2)和回液管(3)，箱体(1)的上盖中间还设有注液口，所述注液口上下分别固定安装有空气滤清器(4)和滤网(5)，箱体(1)的底板由中间向左右两侧倾斜设置，箱体(1)的左右两侧箱壁底部分别设有放液口并螺接封堵有放液螺栓(6)，其特征在于：所述储液箱还包括形状记忆合金热机驱动的风冷装置，所述形状记忆合金热机驱动的风冷装置包括转动轴(11)、多个叶片(8)及多个风扇(9)，箱体(1)的前后两侧箱壁位于箱内最高液面上方且邻近回液管(3)位置对应设有中心孔，两个所述中心孔内分别安装有密封轴承(12)，所述转动轴(11)转动安装在两个所述密封轴承(12)之间，转动轴(11)上间隔固定有多个支架(10)，所述支架(10)沿转动轴(11)圆周方向等角度设有多个接头，每个所述接头固定有一个叶片(8)，所述叶片(8)分为连接杆(81)与拨片(82)两部分，所述连接杆(81)为细长条状的形状记忆合金并沿转动轴(11)径向通过螺钉固定在对应的接头末端，所述拨片(82)通过螺钉固定在连接杆(81)外端，叶片(8)与支架(10)构成热机，所述多个风扇(9)间隔固定在转动轴(11)上。

2.根据权利要求1所述的一种通过记忆合金驱动散热的储液箱，其特征在于：所述转动轴(11)两端均伸出箱体(1)外部设置，所述多个风扇(9)分为箱内风扇(91)和箱外风扇(92)，所述箱内风扇(91)与所述热机交错分布，所述箱外风扇(92)数量为两个并位于转动轴(11)两端。

3.根据权利要求1或2所述的一种通过记忆合金驱动散热的储液箱，其特征在于：所述连接杆(81)采用双向记忆合金制作。

4.根据权利要求3所述的一种通过记忆合金驱动散热的储液箱，其特征在于：所述拨片(82)采用方形拨片。

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