CN213839126U - 液压油箱恒温装置及液压传动系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种液压油箱恒温装置及液压传动系统，所述液压油箱恒温装置包括压缩机、四通换向阀、内换热器、外换热器、膨胀阀和冷却风扇，所述内换热器位于液压油箱的内部，可以为螺旋管式换热器或平行管换热，所述外交换器采用平行管换热器。采用这种换热器的液压油箱恒温装置既能应用于大流量的中高压场合而且能有效的克服内部流体的层流效应实现比较高的热交换效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及传动技术领域，具体涉及一种包含平行管换热器的液压油箱恒温装置及液压传动系统。
背景技术
液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。液压系统的工作温度一般控制在30～80℃之间为宜。
液压系统的油温过高会导致：液压油的粘度降低，容易引起泄漏，效率下降；润滑油膜强度降低，加速机械的磨损；生成碳化物和淤碴；油液氧化加速，油质恶化；油封、高压胶管过早老化等。
液压油温过低时，其粘度大，流动性差，阻力大，工作效率低；当油温低于20℃时，剧烈的操纵易损坏液压马达、阀、管道等。此时通常需要进行暖机运转，是液压油温度升高之后再进行工作，但往往暖机运转需要等到较长时间，耽误工作。
现有技术多采用通过暖机运转达升温(效率低)，通过增加换热器进行散热降温；液压系统油温只能保证一定的范围，温差较大，很难保证液压系统温度最佳值。
目前换热器多采用矩形导流管式换热器或盘管式换热器；在解决散热方面效果并不理想，且体积大占地空间大，成本高，安装也复杂。
矩形导流管式换热器它是用多条断面为矩形的流管分别并联导通于汇流室、用多束导流管与多个汇流室串联可实现流体转向与流体的进入与输出。相邻两导流管外壁之间焊接有金属散热片，这种方式的优点是可以通过较大的流体流量，缺点是所能承受的流体压力很小，不适合在中高压范围 (0.5-3Mpa)使用。
盘管式换热器，它的结构是多条圆形管道平行排列，管道两端由专用弯头将管道依次焊接成一条流体通路，金属管道外面无间隙串挂多片垂直于管路并相互平行的散热片用于增加换热面积，散热片间距依靠散热片与管道配合孔上的翻边高度控制。这种方式的优点是承压高。缺点是；为了保证足够的流体流量所用金属管直径较大，由于管内流体的层流效应，只有贴近管壁的流体能迅速实现热交换，管道越粗越接近管道中心的流体换热效率越低，管路长流体阻力大，流体流量受限制。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种全新结构的换热器，应用于液压油箱恒温装置中，其既能应用于大流量的中高压场合而且能有效的克服内部流体的层流效应实现比较高的热交换效率。
基于此，本实用新型提供一种液压油箱恒温装置，其包括压缩机、四通换向阀、内换热器、外换热器、膨胀阀和冷却风扇。
其中，所述压缩机通过管路与四通换向阀的一个入口相连，四通换向阀的一个出口通过管路与外换热器一端相连接，外换热器的另一端与膨胀阀一端通过管路连接，膨胀阀另一端通过管路与内换热器一端相连接，内换热器的另一端与四通膨胀阀的一个入口相连接，从而形成闭环回路。
所述冷却风扇位于所述外换热器一侧。
所述内换热器位于液压油箱的内部，可以为螺旋管式换热器或平行管换热器。
所述外交换器采用平行管换热器。
所述平行管换热器包含多个集合腔单元，在每个集合腔单元中包含5根或7根平行细管，所述平行管换热器还包括传热片，平行细管穿过传热片上的圆孔。
本实用新型还提供一种液压传动系统，其包括液压油箱和上述的液压油箱恒温装置。
有益的效果
本实用新型提供的应用于高压场景的高换热效率的液压油箱恒温装置，在低温环境中暖机时间大大降低，在高温环境下，散热效果更好，散热效率高，而在恒温状态时，可以克服现有的液压油温不稳定造成的弊端。
附图说明
图1液压油箱恒温装置制冷循环示意图；
图2液压油箱恒温装置制热循环示意图；
图3平行管换热器整体结构图；
图4换热器传热片和平行细管装配结构图。
具体实施方式
本实用新型提供一种液压油箱恒温装置，其包括压缩机、四通换向阀、内换热器、外换热器、膨胀阀和冷却风扇。
所述压缩机通过管路与四通换向阀的一个入口相连，四通换向阀的一个出口通过管路与外换热器一端相连接，外换热器的另一端与膨胀阀一端通过管路连接，膨胀阀另一端通过管路与内换热器一端相连接，内换热器的另一端与四通膨胀阀的一个入口相连接，从而形成闭环回路。
冷却风扇位于外换热器一侧，用于为外换热器提高风速，加快散热。
内换热器位于液压油箱的内部，可以为传统的螺旋管式换热器或本实用新型提供的平行管换热器。
所述外交换器采用本实用新型提供的平行管换热器。
所提供的平行管换热器包括上集合腔、下集合腔、平行细管、传热片、上集合腔支撑板、下集合腔支撑板，上集合腔焊接固定在上集合腔支撑板上，下集合腔焊接固定在下集合腔支撑板上，上集合腔设置为2个，两集合腔构成相互独立的流体输入与输出腔，上集合腔支撑板和下集合腔支撑板的底部设置配合平行细管的安装孔，在上下集合腔支撑板之间垂直安装相互平行的多个平行细管，平行细管穿过传热片上的圆孔。
流体由上集合腔中的任一个管接头充入，经过平行细管，在下集合腔汇流后再流向另一个上集合腔，并经管接头导出，这就形成换热器的结构。当上集合腔设置5个集合腔时就可以实现W型流道结构。
优选一组上下集合腔之间的平行细管的数量为5根或7根。
本实用新型提供的平行管换热器实现原理：用多条小直径管并联平行分流代替空调类换热器中的单管，利用多束管与数个集合腔依次串联组成一条流体通路，管道外面无间隙串挂多片垂直于管道并相互平行的散热片。
由于采取上述设计方案使换热器获得矩形管式换热器具有大流量的平行分流的优点，也实现了盘管式换热器的耐中高压而且能有效克服管路的层流效应。小直径导流管与散热片无间隙配合使导热效率很高。
与矩形管式换热器及盘管换热器比较；同样的热交换能力可以显著缩小体积，同样的体积时热交换速率与热交换功率会明显加大。
本实用新型中，所采用的平行细管外径为4mm，平行细管与传热片上的安装孔的配合间隙在0.05-0.5mm之间，进一步优选0.1-0.3mm之间，这个间隙的目的是容纳平行细管外圆几何形状误差使平行细管能顺利插入传热片孔中。
传热片上设置有用于穿过平行细管的孔，该孔周边不设置翻边。目前空调用换热器平行细管的外径通常在7mm至16mm之间，之所以不选择5mm以下的小管径是因为现有手段容易出现翻边裂缝，影响换热器的使用，本发明提供的装配结构就是为了解决这一问题，采用本实用新型的这种传热片与平行细管装配结构可以实现4mm小管径的换热器，同时保证不出现翻边。
平行细管的材质优选为铜、铝材质或不锈钢材质，优选为铜材质。
传热片的材质优选为铜、铝材质。
在该装配结构中，采用冲压加工的方式获得与平行细管有间隙配合的孔，在传热片无孔位置均匀分布由传热片经冲压翻出的多个微片，微片保留一边与传热片保持连接不切断，并以此边为翻转轴线，微片的最高点与最低点连线相对翻出平面为110-130度，以保证微片的最高点必须能够支撑在相对传热片的无孔部位。
微片可以为半圆形、方形、梯形，微片表面可设置为平面或任意曲面。
在平行细管周边最少应该均布设置两个以上微片，进一步优选三个以上微片。微片的高度决定了传热片之间的间隔距离。
微片的高度以保证装配后传热片节距在1.5-2.0mm范围。
微片的翻出方向可以相互平行也可以相互相对，对功能没有实质的影响。
当全部平行细管与传热片组装后再用机械胀管使管径加大消除管与孔之间的间隙，达到与传热片孔紧密配合。
本发明还提供了上述装配结构的制备方法，其包括：
第一步，在传热片上冲压加工出有间隙配合平行细管的孔；
第二步，在传热片无孔位置冲压，均匀分布多个微片；
第三步，将平行细管穿过散热翅片上的孔；
第四步，采用机械胀管的方式使平行细管管径加大，消除管与孔之间的间隙，达到与传热片孔紧密配合。
以下采用实施例和附图来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1和图2所示，本实用新型提供的液压油箱恒温装置，液压装置包括压缩机1、四通换向阀2、内换热器5、外换热器3、膨胀阀4和冷却风扇 6。压缩机1、四通换向阀2、换热器3、膨胀阀4、换热器5再至压缩机1 通过管道相连；外换热器3为平行管换热器；内换热器5在油箱7内部，为螺旋管式换热器或平行管换热器；冷却风扇6为外换热器3提高风速，加快散热；四通换向阀3主要功能为改变冷媒循环方向。
制冷循环如图1所示：冷媒流向依次从压缩机1、四通换向阀2、外换热器3、膨胀阀4、内换热器5、四通换向阀2形成闭环。其中压缩机1作用：将低温低压气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂；外换热器3作用(作为冷凝器)：将高温高压气态制冷剂冷凝成高温高压液态制冷剂，向外部环境中散发热量；膨胀阀4将高温高压液态制冷剂节流成低温低压液态制冷剂；内换热器5(作为蒸发器)将低温低压液态制冷剂蒸发成低温低压气态制冷剂并从油箱内吸收热量，从而达到为油箱降温作用。
制热循环如图2所示：冷媒流向依次从压缩机1、四通换向阀2、内换热器5、膨胀阀4、外换热器3、四通换向阀2形成闭环。
其中压缩机1作用：将低温低压气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂；内换热器5作用(作为冷凝器)：将高温高压气态制冷剂冷凝成高温高压液态制冷剂，向油箱中散发热量，从而达到制热效果；膨胀阀4将高温高压液态制冷剂节流成低温低压液态制冷剂；外换热器3(作为蒸发器)将低温低压液态制冷剂蒸发成低温低压气态制冷剂并从外部环境中吸收热量。
通过电气系统及温度传感器控制四通换向阀2，根据实际温度与目标温度差值实现制冷循环或者制热循环，保证油箱温度恒定。
如图3所示，平行管换热器的结构具体如图3所示，包括上集合腔8、下集合腔9、传液管10、传热片11、上集合腔支撑板12、下集合腔支撑板13，上集合腔8焊接固定在上集合腔支撑板12上，下集合腔9焊接固定在下集合腔支撑板13上，上集合腔设置为2个，两集合腔构成相互独立的流体输入与输出腔，上集合腔支撑板12和下集合腔支撑板13的底部设置配合传液管的安装孔，在上下集合腔支撑板之间垂直安装相互平行的多个传液管，传液管10穿过传热片11上的圆孔。
如图4所示，采用冲压加工的方式获得与平行细管有间隙配合的孔，在传热片无孔位置均匀分布由传热片经冲压翻出的多个微片14，微片保留一边与传热片保持连接不切断，并以此边为翻转轴线，微片的最高点与最低点连线相对翻出平面为110度，以保证微片的最高点必须能够支撑在相对传热片的无孔部位。
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本实用新型新产品属于保留的权利。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种液压油箱恒温装置，其特征在于：包括压缩机、四通换向阀、内换热器、外换热器、膨胀阀和冷却风扇，所述内换热器位于液压油箱的内部，可以为螺旋管式换热器或平行管换热，所述外换热器采用平行管换热器。
2.如权利要求1所述的液压油箱恒温装置，其特征在于：所述压缩机通过管路与四通换向阀的一个入口相连，四通换向阀的一个出口通过管路与外换热器一端相连接，外换热器的另一端与膨胀阀一端通过管路连接，膨胀阀另一端通过管路与内换热器一端相连接，内换热器的另一端与四通膨胀阀的一个入口相连接，从而形成闭环回路。
3.如权利要求1或2所述的液压油箱恒温装置，其特征在于：所述冷却风扇位于所述外换热器一侧。
4.如权利要求3所述的液压油箱恒温装置，其特征在于：所述平行管换热器包含多个集合腔单元，在每个集合腔单元中包含5根或7根平行细管，所述平行管换热器还包括传热片，平行细管穿过传热片上的圆孔。
5.一种液压传动系统，其特征在于：包括液压油箱和权利要求1所述的液压油箱恒温装置。
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| CN202022909445.5U CN213839126U (zh) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | 液压油箱恒温装置及液压传动系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114704511A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-07-05 | 燕山大学 | 液压油箱及液压系统 |
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2020
- 2020-12-04 CN CN202022909445.5U patent/CN213839126U/zh active Active
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