CN115324985A - 自动调节式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动调节式换热器，属于液压辅助设备制造领域；本发明包括：密闭的壳体；壳体内的上下两端分别设置有排油通道和进油通道；所述进油通道具有进油口，排油通道具有排油口；进油口和所述排油口均位于所述壳体的同一侧；壳体内设置有多条相互平行且竖直排布的导油通道，每条导油通道均并联在所述排油通道和所述进油通道之间；每个导油通道的顶部均设置有温变伸缩金属片，所述温变伸缩金属片为镍钛记忆合金；壳体内温度升高，以使温变伸缩金属片遮挡导油通道。本发明的换热器，能够根据液压油温度的高低，自动闭合和打开相应的导油通道，从而在油温较高时大幅度的提高了液压油在壳体内的停留时间，大幅度的提高了换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及换热器制造技术，尤其涉及一种自动调节式换热器，属于液压辅助设备制造技术领域。
背景技术
液压系统的液压油冷却降温的工作原理与过程一般如下：液压油箱内的液压油经冷却油泵抽出后进入散热器内，散热器通过冷却风扇的旋转将冷空气吸入穿过散热器，在此过程中散热器内的高温液压油与强制流动的冷空气进行冷热交换，使得液压油温度得以降低，冷却后的液压油流回油箱内供主泵吸油工作。液压油箱内的液压油不停的如此循环，通过散热器进行油温的冷却降温。
但是，现有技术中的液压油散热器存在如下不足之处：
首先，散热器风扇转速多为定值，散热器工作时吸入的冷空气量为定值，热交换量也为定值，散热器的散热功率随着油温的高低变化无法调整，影响散热效果，同时造成功率的浪费。
其次，实际使用过程中，由于每次散热过程中，液压油的油量和油温均不相同。尤其是液压油温度较高且油量较小时，高温的液压油聚集于散热器的局部，不能充分的发挥散热器散热的换热面积，造成散热效率低下。
因此现有技术中亟待一种可以充分发挥和利用散热器的换热面积，且能够根据油温进行自适应的换热器。
发明内容
本发明提供一种新的自动调节式换热器，通过在竖直的导油通道顶部设置温变伸缩金属片，从而能够在温度不同的液压油能够达到相应的散热效果，以解决现有技术中换热器不能适应不同温度的液压油的技术问题。
本发明实施例的自动调节式换热器，包括：密闭的壳体；所述壳体内的上下两端分别设置有排油通道和进油通道；所述进油通道具有进油口，所述排油通道具有排油口；所述进油口和所述排油口均位于所述壳体的同一侧；
所述壳体内设置有多条相互平行且竖直排布的导油通道，每条所述导油通道均并联在所述排油通道和所述进油通道之间；
每个所述导油通道的顶部均设置有温变伸缩金属片，所述温变伸缩金属片为弯曲结构的镍钛记忆合金；所述壳体内温度升高，以使所述温变伸缩金属片遮挡所述导油通道。
如上所述的自动调节式换热器，其中，每两个所述换热通道之间均设置有换气通道，该换气通道位于所述壳体外。
如上所述的自动调节式换热器，其中，所述进油口与所述排油口之间设置有连通管。
如上所述的自动调节式换热器，其中，所述排油通道和所述进油通道相互平行，且均水平布置在所述壳体内。
如上所述的自动调节式换热器，其中，所述进油口内设置有换向阀，该换向阀具有一个进口和两个换向出口；
所述进油口与所述进口相连，两个所述换向出口分别与所述连通管和所述进油通道相连。
如上所述的自动调节式换热器，其中，所述换向阀为温控换向阀。
如上所述的自动调节式换热器，其中，所述换向阀包括：阀体、阀芯和至少一个温变伸缩弹簧；所述阀体为圆筒形结构，其一端为进口，另一端为密闭端；该圆筒形结构的侧壁上设置有第一出口和第二出口；
所述阀芯套设于所述阀体的内壁上，且通过所述温变伸缩弹簧安装在所述阀体内，以密闭所述第一出口和所述第二出口；所述阀芯为管状结构，该管状结构的侧壁上开设有至少一个导油口；
所述阀体的温度发生变化，以使所述阀芯在所述温变伸缩弹簧的作用下在所述阀体内滑动，进而使所述导油口与所述第一出口或所述第二出口相对应；
所述温变伸缩弹簧为镍钛记忆合金弹簧。
如上所述的自动调节式换热器，其中，所述第一出口与所述连通管相连，所述第二出口与所述进油通道相连。
如上所述的自动调节式换热器，其中，所述连通管内设置有单向阀。
如上所述的自动调节式换热器，其中，所述密闭端上设置有密封板，所述阀芯内设置有卡环；所述卡环通过所述温变伸缩弹簧与所述密封板相连。
本发明实施例中的换热器，能够根据液压油温度的高低，自动闭合和打开相应的导油通道，从而在油温较高时大幅度的提高了液压油在壳体内的换热停留时间，大幅度的提高了换热效率。
附图说明
图1为本发明实施例的自动调节式换热器第一状态的侧剖结构图；
图2为图1中A-A截面示意图；
图3为本发明实施例的自动调节式换热器第二状态的侧面结构图；
图4为图3中B-B截面示意图；
图5为本发明实施例的自动调节式换热器的换向阀截面图。
具体实施方式
本发明所述的自动调节式换热器可以采用以下材料和部件制成，且不限于如下材料和部件，例如：金属片、温控阀、镍钛记忆合金等。
如图1所示为本发明实施例的自动调节式换热器第一状态的侧剖结构图；结合图2至图4。
本实施例的自动调节式换热器包括：密闭的壳体；所述壳体内的上下两端分别设置有排油通道2和进油通道1；所述进油通道1具有进油口10，所述排油通道2具有排油口20；所述进油口10和所述排油口20均位于所述壳体的同一侧；进油口10用于导入液压油，排油口20用于将经过散热后的液压油排出。
一般情况下，所述排油通道2和所述进油通道1相互平行，且均水平布置在所述壳体内。
所述壳体内设置有多条相互平行且竖直排布的导油通道3，每条所述导油通道3均并联在所述排油通道2和所述进油通道1之间；由于靠近进油口10处的导油通道3的路程最短，因此压力损失最小，在液压油较少时，能够优先通过该导油通道排出。
每个所述导油通道3的顶部均设置有温变伸缩金属片6，所述温变伸缩金属片6为弯曲结构镍钛记忆合金，一般为圆弧形、弧形、波浪形或者折弯形状；所述壳体内温度升高，以使所述温变伸缩金属片6遮挡所述导油通道3。温变伸缩金属片6也可以为其它形状的结构，如便于伸缩的波浪形、弧形、C形、折弯形等，只要起到可改变导油通道3的截面积即可。
温变伸缩金属片的材质：Ti-Ni合金，其变相温度为：45℃-90℃；物理性质如下：抗拉强度：850MPa屈服强度：195～690Mpa延伸率：25～50％。
温变伸缩金属片6通常为一端具有弯曲处的结构，该弯曲处为弧形。
温变伸缩金属片6的弯曲处，在45℃以下是呈现出1.4mm长度；当到达45℃会变相，变直，长度达到2.1mm，从而使导油通道宽度降低至0.4mm。
实际使用过程中，温变伸缩金属片6也可以采用弹簧结构。例如：原始的温变伸缩金属片长度为2mm，与导油通道间隙1.5mm，当温变伸缩金属片在45℃以下，温变伸缩金属片长度为2mm。当温变伸缩金属片在45℃达到变形温度，它的延伸率为25％，此时它的长度为2.5mm，与导油通道间隙1mm。此时散热器进行散热，仍保持相应的1mm开度，进行散热。当温变伸缩金属片在67.5℃达到变形温度，它的延伸率为37.5％，此时它的长度为2.75mm，与导油通道间隙0.75mm。此时散热器进行散热，仍保持相应的0.75mm开度，进行散热，冷却效果比较明显。当温变伸缩金属片在90℃达到变形温度，它的延伸率为50％，此时它的长度为3mm，与导油通道间隙0.5mm。此时散热器进行散热，仍保持相应的0.5mm开度，进行散热，冷却更显著。
实际使用过程中，分为如下几种情况：
当液压油温度低的情况下，换热器的导油通道3是全开的；液压油流量较小时，可以快速的通过导油通道，从排油口20排出；液压油流量较大时，部分液压油可以通过导油通道，从排油口20快速排出，剩余部分液压油可短暂存储在壳体内。
当液压油温度高的情况下，温变伸缩金属片塑性变形，形成蠕变现象，金属片拉伸，导油通道3的出口被遮挡,仍保证适当的开度，仍可流动介质，此时大幅度增加了介质的热交换时间。油量较小时，靠近排油口20的导油通道3开口较小，从而使高温的液压油优先充满整个壳体，从而使换热面积能够得到有效的利用；油量较多时，由于所有的导油通道3开口都较小，大幅度增加了液压油的停留时间，从而更加有效的把热量排出，真正提升了循环冷却效益。
本发明实施例中的换热器，能够根据液压油温度的高低，自动闭合和打开相应的导油通道，从而在油温较高时大幅度的提高了液压油在壳体内的驻留时间，能更充分的进行热交换，大幅度的提高了换热效率；还能在油温较低时，使低温液压油快速流出，提高系统的循环效率。
本实施例的自动调节式换热器，每两个所述换热通道3之间均设置有换气通道4，该换气通道4位于所述壳体外。换气通道4内设置有多个交错的金属片，能够增大换热面积和散热效果。
本实施例的自动调节式换热器，所述进油口10与所述排油口20之间设置有连通管5。连通管5用于在液压油温度较低时，直接将液压油从排油口20排入液压油箱内。
如图5所示，一般情况下，所述进油口10内设置有换向阀，该换向阀具有一个进口和两个换向出口；所述进油口10与所述进口相连，两个所述换向出口分别与所述连通管5和所述进油通道1相连。
实际使用过程中，该换向阀为温控换向阀，能够根据液压油温度的高低，从而调节液压油的流向，从而更好的提高工作效率。
本实施例的自动调节式换热器，其中，所述换向阀包括：阀体9、阀芯90和至少一个温变伸缩弹簧95；所述阀体9为圆筒形结构，其一端为进口，另一端为密闭端；该圆筒形结构的侧壁上设置有第一出口91和第二出口92；阀体9可以为进油口10的一部分。
所述阀芯90套设于所述阀体9的内壁上，且通过所述温变伸缩弹簧95安装在所述阀体9内，以密闭所述第一出口91和所述第二出口92；所述阀芯90为管状结构，该管状结构的侧壁上开设有至少一个导油口93；导油口93用于排出进口流入的液压油，从而实现导向作用。
所述阀体9的温度发生变化，以使所述阀芯90在所述温变伸缩弹簧95的作用下在所述阀体9内滑动，进而使所述导油口93与所述第一出口91或所述第二出口92相对应；所述温变伸缩弹簧95为镍钛记忆合金弹簧，其材质与温变伸缩金属片相同。
本实施例的自动调节式换热器，具体的，所述密闭端上设置有密封板94，所述阀芯90内设置有卡环；所述卡环通过所述温变伸缩弹簧95与所述密封板94相连。
进一步的，所述第一出口91与所述连通管5相连，所述第二出口92与所述进油通道1相连。
更为优选的，所述连通管5内设置有单向阀50。
实际使用过程中的工作状态如下：
液压油介质从进油口10进入，当介质温度未达到内部温变伸缩弹簧95设定温度的时候，阀芯90没有任何作动，此时导油口93与第一出口91相通，介质经单向阀和连通管5至液压油箱不需要冷却，此时也无需开启换热器；但当内部的温变伸缩弹簧95受热达到开启温度的过程，温变伸缩弹簧95利用温度感应金属的热变形原理，温变伸缩弹簧95开始挤压卡环，使得阀芯2向左移动至导油口93与第二出口92重合，这时候单向阀40由于没有油压自动关闭，液压油通过进油通道1进入换热器内腔，进行热交换。
本实施例中的换向阀，通过温变伸缩弹簧控制换向阀阀芯的动作，从而起到根据温度的高低自动切换流向的目的，实现了自动换向的操作，大大方便了液压油的散热作业。
另外，本发明的自动调节式换热器制作成本不高，布局精巧，结构设计紧凑，成品质量稳定，检修维护方便，自动化程度高，适用于各种改型的液压油换热器。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助一些变形加必需的通用技术叠加的方式来实现；当然也可以通过简化上位一些重要技术特征来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分为：整体的结构和连接方式，并配合本发明各个实施例所述的结构。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种自动调节式换热器，其特征在于，包括：密闭的壳体；所述壳体内的上下两端分别设置有排油通道和进油通道；所述进油通道具有进油口，所述排油通道具有排油口；所述进油口和所述排油口均位于所述壳体的同一侧；
所述壳体内设置有多条相互平行且竖直排布的导油通道，每条所述导油通道均并联在所述排油通道和所述进油通道之间；
每个所述导油通道的顶部均设置有温变伸缩金属片，所述温变伸缩金属片为弯曲结构的镍钛记忆合金；所述壳体内温度升高，以使所述温变伸缩金属片遮挡所述导油通道。
2.根据权利要求1所述的自动调节式换热器，其特征在于，每两个所述换热通道之间均设置有换气通道，该换气通道位于所述壳体外。
3.根据权利要求2所述的自动调节式换热器，其特征在于，所述进油口与所述排油口之间设置有连通管。
4.根据权利要求1-3任一所述的自动调节式换热器，其特征在于，所述排油通道和所述进油通道相互平行，且均水平布置在所述壳体内。
5.根据权利要求3所述的自动调节式换热器，其特征在于，所述进油口内设置有换向阀，该换向阀具有一个进口和两个换向出口；
所述进油口与所述进口相连，两个所述换向出口分别与所述连通管和所述进油通道相连。
6.根据权利要求5所述的自动调节式换热器，其特征在于，所述换向阀为温控换向阀。
7.根据权利要求5所述的自动调节式换热器，其特征在于，所述换向阀包括：阀体、阀芯和至少一个温变伸缩弹簧；所述阀体为圆筒形结构，其一端为进口，另一端为密闭端；该圆筒形结构的侧壁上设置有第一出口和第二出口；
所述阀芯套设于所述阀体的内壁上，且通过所述温变伸缩弹簧安装在所述阀体内，以密闭所述第一出口和所述第二出口；所述阀芯为管状结构，该管状结构的侧壁上开设有至少一个导油口；
所述阀体的温度发生变化，以使所述阀芯在所述温变伸缩弹簧的作用下在所述阀体内滑动，进而使所述导油口与所述第一出口或所述第二出口相对应；
所述温变伸缩弹簧为镍钛记忆合金弹簧。
8.根据权利要求7所述的自动调节式换热器，其特征在于，所述第一出口与所述连通管相连，所述第二出口与所述进油通道相连。
9.根据权利要求7所述的自动调节式换热器，其特征在于，所述连通管内设置有单向阀。
10.根据权利要求7所述的自动调节式换热器，其特征在于，所述密闭端上设置有密封板，所述阀芯内设置有卡环；所述卡环通过所述温变伸缩弹簧与所述密封板相连。
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