CN113714599A - 循环冷却水箱 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种循环冷却水箱，包括驱动泵和连通于驱动泵输出端的脉动阻尼装置，脉动阻尼装置包括互相连通的腔体和形变结构；形变结构能够在进入腔体中的液体增多时扩张而使腔体的容积增大；或者，形变结构能够在进入腔体中的液体减少时收缩而使腔体的容积减小。驱动泵驱动流体介质在循环冷却水箱中流动。通过脉动阻尼装置的形变结构，消除驱动泵产生的脉动现象。相比于传统的冷却水箱，本申请的循环冷却水箱，不仅具有水箱内流体介质流动稳定，无脉动影响，还具有制造成本低、设备体积小、易于制造的优点。
Description
技术领域
本申请属于散热冷却设备技术领域，更具体地说，是涉及循环冷却水箱。
背景技术
焊接切割是一种常用的金属加工手段，利用焊枪喷出的高温火焰融化或切割钢板。由于焊枪工作时长时间处于高温状态，为了保护焊枪不被融化，延长焊枪的使用寿命，往往需要将焊枪与冷却水箱连接，以降低焊枪的温度，保护焊枪不被融化。因此，冷却水箱是焊接切割作业工作中的一种重要设备。
冷却水箱通常由泵、储水箱、冷凝器等组成。泵依靠工作元件在泵缸内作往复或回转运动，使工作容积交替地增大和缩小，以实现流体介质的吸入和排出，从而驱动流经焊枪处的高温流体介质流向冷凝器进行散热。但由于泵缸内工作容积周期性的增大和缩小，使泵的流量和压力有较大脉动，容易使冷却水箱产生较大振动，从而使连接在冷却水箱上的焊枪产生抖动，严重影响了焊切工作的稳定性，不仅使焊道质量下降，而且长期的脉动作用也容易使管道上的其他部件产生疲劳而损坏。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种循环冷却水箱，以解决现有技术中存在的冷却水箱中的流体介质不稳定、易产生的脉动作用的技术问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种循环冷却水箱，包括驱动泵和连通于所述驱动泵输出端的脉动阻尼装置，所述脉动阻尼装置包括互相连通的腔体和形变结构；所述形变结构能够在进入所述腔体中的液体增多时扩张而使所述腔体的容积增大；或者，所述形变结构能够在进入所述腔体中的液体减少时收缩而使所述腔体的容积减小。
作为上述技术方案的进一步改进：
可选的，所述脉动阻尼装置包括形成所述腔体的壳体，所述形变结构为所述壳体。
可选的，所述壳体为弹性波纹管，所述腔体的进液口和出液口分别位于所述弹性波纹管的长度方向的两端。
可选的，所述脉动阻尼装置还包括设置在所述弹性波纹管的长度方向的两端的刚性板，所述进液口和出液口分别位于所述刚性板上。
可选的，所述脉动阻尼装置包括形成所述腔体的壳体以及设置在所述壳体上的弹性伸缩装置，所述形变结构为所述弹性伸缩装置。
可选的，所述弹性伸缩装置包括滑移设置在所述腔体内的挡板、设置在所述挡板和所述壳体之间的弹性件，所述腔体中的液体增多时，所述液体驱动所述挡板克服所述弹性件的弹力运动而使所述腔体的容积增大；或者，所述腔体中的液体减少时，所述弹性件弹性驱动所述挡板而使所述腔体的容积减小。
可选的，所述循环冷却水箱还包括储液箱，所述储液箱设于所述驱动泵的输入端。
可选的，所述循环冷却水箱还包括散热装置，所述散热装置的输入端与所述脉动阻尼装置连通，所述散热装置的输出端与所述储液箱连通。
可选的，所述储液箱中设有液位传感器。
可选的，所述循环冷却水箱还包括水温传感器和/或流量传感器。
本申请提供的循环冷却水箱的有益效果在于：本申请提供的循环冷却水箱，利用驱动泵驱动流体介质在循环冷却水箱中流动。脉动阻尼装置安装于驱动泵的输出端，可消除驱动泵产生的脉动现象。当进入腔体的流体介质增加时，液体能够驱动形变结构扩张，增大腔体的容积，以容纳增加的流体介质，保持流出腔体的流体介质恒定，而起到流体介质流量和压力补偿作用；当进入腔体的流体介质减小时，形变结构能够收缩，减少腔体内流体介质，以使流出腔体的流体介质恒定，而起到流体介质流量和压力补偿作用；或者，通过形变结构的收缩，将形变结构扩张时增加容纳的流体介质，补偿至腔体，保持流出腔体的流体介质恒定，从而实现消除驱动泵产生的脉动现象。可以理解的，流体介质产生的脉动不仅可以包括流体介质流量的脉动，还可以包括流体介质压力的脉动。相比于传统的冷却水箱，本申请的循环冷却水箱，不仅具有冷却流体介质流动稳定，无脉动影响，还具有制造成本低、设备体积小、易于制造的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的循环冷却水箱的结构示意图；
图2为本申请提供的循环冷却水箱的流体介质流通示意图；
图3为本申请实施例1提供的循环冷却水箱的脉动阻尼装置的主视结构示意图；
图4为本申请实施例1提供的循环冷却水箱的脉动阻尼装置的剖视结构示意图；
图5为本申请实施例2提供的循环冷却水箱的脉动阻尼装置的立体结构示意图；
图6为本申请实施例2提供的循环冷却水箱的脉动阻尼装置的剖视结构示意图；
图7为本申请实施例3提供的循环冷却水箱的脉动阻尼装置的立体结构示意图；
图8为本申请实施例3提供的循环冷却水箱的脉动阻尼装置的剖视结构示意图。
其中，图中各附图标记：
1、驱动泵；2、脉动阻尼装置；21、腔体；211、进液口；212、出液口；213、腔体单元；22、壳体；23、刚性板；3、弹性伸缩装置；31、挡板；32、弹性件；4、储液箱；5、散热装置。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“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间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1和图2所示，本实施例的循环冷却水箱，包括驱动泵1和连通于驱动泵1输出端的脉动阻尼装置2，脉动阻尼装置2包括互相连通的腔体21和形变结构；形变结构能够在进入腔体21中的液体增多时扩张而使腔体21的容积增大；或者，形变结构能够在进入腔体21中的液体减少时收缩而使腔体21的容积减小。
驱动泵1用于驱动流体介质在循环冷却水箱中流动。脉动阻尼装置2安装于驱动泵1的输出端，可利用脉动阻尼装置2的阻尼作用，消除驱动泵1产生的脉动现象。当进入腔体21的流体介质增加时，液体能够驱动形变结构扩张，增大腔体21的容积，以容纳增加的流体介质，保持流出腔体21的流体介质恒定，而起到流体介质流量和压力补偿作用；当进入腔体21的流体介质减小时，形变结构能够收缩，减少腔体21内流体介质，以使流出腔体21的流体介质恒定，而起到流体介质流量和压力补偿作用；或者，通过形变结构的收缩，将形变结构扩张时增加容纳的流体介质，补偿至腔体21，保持流出腔体21的流体介质恒定，从而实现消除驱动泵1产生的脉动现象。可以理解的，流体介质产生的脉动不仅可以包括流体介质流量的脉动，还可以包括流体介质压力的脉动。流体介质可以为液体、气体、熔融体等。其中，驱动泵1为隔膜泵，隔膜泵具有成本低、效率高、体积小、压力大等优点。相比于传统的冷却水箱，本申请的循环冷却水箱，不仅具有冷却流体介质流动稳定，无脉动影响，还具有制造成本低、设备体积小、易于制造的优点。
如图3和图4所示，根据本申请的第一个实施例，脉动阻尼装置2包括形成腔体21的壳体22，形变结构为壳体22。通过壳体22的形变，实现腔体21扩大或缩小。
如图3和图4所示，本实施例中，壳体22为弹性波纹管，腔体21的进液口211和出液口212分别位于弹性波纹管的长度方向的两端。弹性波纹管沿长度方向具有良好的伸缩性，便于流体介质增加时，流体介质驱动弹性波纹管伸长，以扩大腔体21的容积；或者，流体介质减少时，弹性波纹管弹性收缩，以减小腔体21的容积。弹性波纹管可选用橡胶、不锈钢或铍铜制作。
如图3和图4所示，本实施例中，脉动阻尼装置2还包括设置在弹性波纹管的长度方向的两端的刚性板23，进液口211和出液口212分别位于刚性板23上。由于进液口211和出液口212的横截面直径往往小于弹性波纹管的横截面直径，因此，在进液口211和出液口212处，容易产生较大的应力集中；随着长时间的工作，进液口211和出液口212处容易产生疲劳裂纹，从而造成泄露。刚性板23有助于加强进液口211和出液口212与弹性波纹管连接处的结构强度，防止连接处的疲劳泄露。而且刚性板23还可起到支撑弹性波纹管端面的作用，使流体介质的力产生的形变更多的集中在弹性波纹管的侧壁上。进液口211和出液口212处再分别钎焊宝塔形接头，便于循环冷却水箱的管道与脉动阻尼装置2的连接。
如图4所示，本实施例中，腔体21设有多个依次连通的腔体单元213。其中，“依次连通”不应简单的理解为腔体单元213沿腔体21的轴向依次连通，还应包括腔体单元213分布于腔体21的径向的不同位置并且逐一与腔体21连通。
如图4所示，本实施例中，各腔体单元213沿预定方向的可伸缩距离一致。当形成腔体21的壳体22为弹性波纹管时，预定方向为弹性波纹管的长度方向。各腔体单元213沿长度方向的可伸缩距离一致，使流体介质作用于壳体22上的力更加均匀。当形成腔体21的壳体22为弹性球囊时，预定方向为弹性球囊的径向方向。其他实施例中，各腔体单元213还可以沿长度方向的两端可伸缩距离较大，中段的可伸缩距离较小；或者，各腔体单元213沿长度方向的两端可伸缩距离较小，中段的可伸缩距离较大，以适应不同的使用需求。
如图4所示，本实施例中，各腔体单元213连接处的通径(即图4中的D1)小于腔体单元213内的通径(即图4中的D2)。通径,是过圆锥曲线的焦点且与过该焦点的轴垂直的弦称为通径，例如圆的直径为通径。流体介质流经各腔体单元213连接处时，通径D1较小，流通阻力较大；流体介质流经腔体单元213内时，通径D2较大，流通阻力较小，使流体介质在腔体21中产生紊流，减缓流体介质的流速，进一步降低流体介质的脉动。
如图1和图2所示，本实施例中，循环冷却水箱还包括储液箱4，储液箱4设于驱动泵1的输入端。储液箱4用于补充循环冷却水箱的流体介质，确保循环冷却水箱中流体介质的供给。其中，流体介质为水、冷却油、乙二醇-水等。
如图1和图2所示，本实施例中，循环冷却水箱还包括散热装置5，散热装置5的输入端与脉动阻尼装置2连通，散热装置5的输出端与储液箱4连通。散热装置5包括散热风扇和冷凝器，流体介质流经焊枪等焊接设备后温度升高，再将流体介质通入冷凝器，散热风扇通过对冷凝器送风，带走冷凝器上的热量，从而减低流体介质温度，使流体介质降温。再将降温后的流体介质输送回储液箱4，使循环冷却水箱形成流体介质闭环，减少流体介质的浪费。
本实施例中，储液箱4中设有液位传感器。液位传感器用于检测储液箱4中的水位，便于提醒用户储液箱4中的水位，从而具备干水提醒功能。
本实施例中，循环冷却水箱还包括水温传感器和流量传感器。其中，水温传感器设于散热装置5的输入端或输出端，以检测散热装置5的输入端或输出端的流体介质温度。当流体介质温度升高时，水温传感器传递电信号控制散热装置5增大散热功率，降低流体介质温度。水温传感器还可以为水温检测开关，水温检测开关对过热水温进行检测，实现过温保护。流量传感器用于检测冷却水箱中是否有堵塞或者断流产生的流量异常，从而保护设备流量的稳定。
如图5和图6所示，根据本申请的第二个实施例，脉动阻尼装置2包括形成腔体21的壳体22以及设置在壳体22上的弹性伸缩装置3，形变结构为弹性伸缩装置3。
本实施例中，弹性伸缩装置3包括滑移设置在腔体21内的挡板31、设置在挡板31和壳体22之间的弹性件32。其中，弹性伸缩装置3沿脉动阻尼装置2的径向方向布置。挡板31可以沿壳体22的径向方向滑移，以使腔体21增大或减小。腔体21中的液体增多时，液体驱动挡板31克服弹性件32的弹力运动(即弹性件32压缩)，使腔体21的容积增大；或者，腔体21中的液体减少时，弹性件32弹性驱动挡板31(即弹性件32伸展)，使腔体21的容积减小。其中，弹性件32可为弹簧、弹片、弹性套管等。壳体22上还设有透气孔或调压装置，透气孔或调压装置连通于挡板31设有弹性件32一端，以使腔体21内的压力与大气压耦合，或与调压装置的预设压力耦合。
如图7和图8所示，根据本申请的第三个实施例，弹性伸缩装置3包括滑移设置在腔体21内的挡板31、设置在挡板31和壳体22之间的弹性件32。其中，弹性伸缩装置3沿脉动阻尼装置2的轴向方向布置。出液口212设于挡板31上，挡板31可以沿壳体22的轴向方向滑移，以使腔体21增大或减小。腔体21中的液体增多时，液体驱动挡板31克服弹性件32的弹力运动(即弹性件32压缩)，使腔体21的容积增大；或者，腔体21中的液体减少时，弹性件32弹性驱动挡板31(即弹性件32伸展)，使腔体21的容积减小。其中，弹性件32可为弹簧、弹片、弹性套管等。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种循环冷却水箱，其特征在于，包括驱动泵(1)和连通于所述驱动泵(1)输出端的脉动阻尼装置(2)，所述脉动阻尼装置(2)包括互相连通的腔体(21)和形变结构；所述形变结构能够在进入所述腔体(21)中的液体增多时扩张而使所述腔体(21)的容积增大；或者，所述形变结构能够在进入所述腔体(21)中的液体减少时收缩而使所述腔体(21)的容积减小。
2.如权利要求1所述的循环冷却水箱，其特征在于，所述脉动阻尼装置(2)包括形成所述腔体(21)的壳体(22)，所述形变结构为所述壳体(22)。
3.如权利要求2所述的循环冷却水箱，其特征在于，所述壳体(22)为弹性波纹管，所述腔体(21)的进液口(211)和出液口(212)分别位于所述弹性波纹管的长度方向的两端。
4.如权利要求3所述的循环冷却水箱，其特征在于，所述脉动阻尼装置(2)还包括设置在所述弹性波纹管的长度方向的两端的刚性板(23)，所述进液口(211)和出液口(212)分别位于所述刚性板(23)上。
5.如权利要求1所述的循环冷却水箱，其特征在于，所述脉动阻尼装置(2)包括形成所述腔体(21)的壳体(22)以及设置在所述壳体(22)上的弹性伸缩装置(3)，所述形变结构为所述弹性伸缩装置(3)。
6.如权利要求5所述的循环冷却水箱，其特征在于，所述弹性伸缩装置(3)包括滑移设置在所述腔体(21)内的挡板(31)、设置在所述挡板(31)和所述壳体(22)之间的弹性件(32)，所述腔体(21)中的液体增多时，所述液体驱动所述挡板(31)克服所述弹性件(32)的弹力运动而使所述腔体(21)的容积增大；或者，所述腔体(21)中的液体减少时，所述弹性件(32)弹性驱动所述挡板(31)而使所述腔体(21)的容积减小。
7.如权利要求1至6中任一项所述的循环冷却水箱，其特征在于，所述循环冷却水箱还包括储液箱(4)，所述储液箱(4)设于所述驱动泵(1)的输入端。
8.如权利要求7所述的循环冷却水箱，其特征在于，所述循环冷却水箱还包括散热装置(5)，所述散热装置(5)的输入端与所述脉动阻尼装置(2)连通，所述散热装置(5)的输出端与所述储液箱(4)连通。
9.如权利要求7所述的循环冷却水箱，其特征在于，所述储液箱(4)中设有液位传感器。
10.如权利要求1至6中任一项所述的循环冷却水箱，其特征在于，所述循环冷却水箱还包括水温传感器和/或流量传感器。
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2021
- 2021-08-23 CN CN202110967287.5A patent/CN113714599A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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