新型三通恆溫調節閥及調溫方法與流程
2023-09-23 22:30:00 1
本發明涉及一種新型三通恆溫調節閥及調溫方法。
背景技術：
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現在恆溫調節閥（又稱溫控閥）中感溫部件的熱敏材料一般採用智能材料，例如形狀記憶合金。智能材料的驅動特性有其局限性，通常難以同時滿足恆溫閥所必需的微位移與大驅動力的要求。
技術實現要素：
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本發明的目的是提供一種新型三通恆溫調節閥及調溫方法。
上述的目的通過以下的技術方案實現：
一種新型三通恆溫調節閥，其組成包括：主閥體，所述的主閥體與上閥體連接，所述的上閥體與緊縮螺母連接，所述的緊縮螺母套在調節螺栓外面，所述的調節螺栓與上密封圈連接，所述的主閥體與中密封圈連接，所述的主閥體與閥套連接，所述的閥套與下閥體連接，所述的下閥體內安裝有蠟式熱動力元件，所述的蠟式熱動力元件外側套有導流筒，所述的導流筒外套有混油筒，所述的混油筒外側套有復位彈簧，所述的蠟式熱動力元件上端安裝有調節筒，所述的調節筒與上密封墊連接。
所述的新型三通恆溫調節閥，所述的蠟式熱動力元件包括導筒，所述的導筒上端連接活塞膠套，所述的活塞膠套內安裝有活塞，所述的活塞下端安裝有墊片，所述的墊片與錐形橡膠鍵連接，所述的錐形橡膠鍵與幾字形橫隔膜連接，所述的導筒與密封容器連接，所述的密封容器內盛裝有感溫蠟混合物，所述的幾字形橫隔膜與所述的導筒連接。
所述的新型三通恆溫調節閥的調溫方法，蠟式熱動力元件受熱的推力，這兩個力共同作用，使蠟式熱動力元件帶動恆溫閥內部的調節筒，在高溫流體及低溫流體的混合艙內上下移動，以連續自動的方式調節低溫、高溫流體的流入開度，在液壓驅動冷卻系統中，高溫流體溫度發生變化時，自動地調節高溫流體及低溫流體的流入比例來保持設定的溫度，混合流體出口溫度升高，那麼密封容器內的感溫蠟將會膨脹，推動調節筒向下運動，減小閥門的高溫流道開度，進而降低混合流體溫度。
本發明的有益效果：
本發明基於蠟式熱動力元件的恆溫閥，可以同時滿足微位移與大驅動力的要求，且具有結構簡單、動作可靠、溫度控制精度較高、無需電力等外部能源以及自動化程度高等優點，因此在液壓驅動冷卻系統中得到越來越廣泛的應用。
恆溫閥（圖1）基本結構為蠟式熱動力元件和流量調節部件。恆溫閥的調節核心部分是完全浸泡在混合流體出口端的蠟式熱動力元件（圖2）。它根據固體和液體不可壓縮和利用密封容器內工作介質（感溫蠟與金屬銅粉的混合物）的體積隨溫度變化而變化的物理性質而工作，提供蠟式熱動力元件在膨脹方向上的驅動力。
本發明提高了冷卻系統的可控性和控制精度，克服了傳統電測電控與機械組合匹配冷卻系統的缺點，實現了簡潔可靠的液壓驅動冷卻系統。
附圖說明：
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是本發明蠟式熱動力元件的結構示意圖。
體實施方式：
實施例1：
一種新型三通恆溫調節閥，其組成包括：主閥體，所述的主閥體與上閥體連接，所述的上閥體與緊縮螺母連接，所述的緊縮螺母套在調節螺栓外面，所述的調節螺栓與上密封圈連接，所述的主閥體與中密封圈連接，所述的主閥體與閥套連接，所述的閥套與下閥體連接，所述的下閥體內安裝有蠟式熱動力元件，所述的蠟式熱動力元件外側套有導流筒，所述的導流筒外套有混油筒，所述的混油筒外側套有復位彈簧，所述的蠟式熱動力元件上端安裝有調節筒，所述的調節筒與上密封墊連接。
實施例2：
所述的新型三通恆溫調節閥，所述的蠟式熱動力元件包括導筒，所述的導筒上端連接活塞膠套，所述的活塞膠套內安裝有活塞，所述的活塞下端安裝有墊片，所述的墊片與錐形橡膠鍵連接，所述的錐形橡膠鍵與幾字形橫隔膜連接，所述的導筒與密封容器連接，所述的密封容器內盛裝有感溫蠟混合物，所述的幾字形橫隔膜與所述的導筒連接。
實施例3：
所述的新型三通恆溫調節閥的調溫方法，蠟式熱動力元件受熱的推力，這兩個力共同作用，使蠟式熱動力元件帶動恆溫閥內部的調節筒，在高溫流體及低溫流體的混合艙內上下移動，以連續自動的方式調節低溫、高溫流體的流入開度，在液壓驅動冷卻系統中，高溫流體溫度發生變化時，自動地調節高溫流體及低溫流體的流入比例來保持設定的溫度，混合流體出口溫度升高，那麼密封容器內的感溫蠟將會膨脹，推動調節筒向下運動，減小閥門的高溫流道開度，進而降低混合流體溫度。
實施例4：
所述的新型三通恆溫調節閥，恆溫閥為了實現對溫度的精確控制，流道結構比較複雜。它的流體流動局部阻力係數不僅決定於它的幾何參數，還與入口兩流道的流量比有關。由於三通恆溫閥有2個支管，所以有2個局部阻力係數，但總局部阻力係數與2支管局部阻力係數並不是簡單的代數和3。
由圖1可知，低溫流體流道比高溫流體流道更為複雜，所以低溫流體流道局部阻力係數比高溫流體流道局部阻力係數更大。經測試，總流體流動阻力係數的數值介於低溫、高溫流道局部阻力係數之間，是相同管徑三通管件的10倍左右。
恆溫閥流道密封性問題實質上是恆溫閥控制溫度的兩種極限情況。根據閥體結構分析，低溫流道在蠟式熱動力元件不動作的情況下是關閉的，於是存在低溫流道在該情況下的密封性問題；如果混合流體溫度高於恆溫閥設定溫度，高溫流道在蠟式熱動力元件完全動作的情況下是關閉的，於是存在高溫流道在該情況下的密封性問題。
根據恆溫閥工作原理分析，低溫流道密封性問題並不影響恆溫閥工作時對溫度的調節和控制。但流道密封性能可用來測試恆溫閥的斷流能力和流量調節部件的製造質量。流量調節部件的關閉力一部分用來克服被調節流體的壓力，另一部分必須使調節筒對上（或下）密封墊有一定的比壓，恆溫閥的洩漏量取決於這一比壓值。比壓值是蠟式熱動力元件吸收熱功轉換而來的，比壓過高洩漏量減少，但增加了蠟式熱動力元件的純滯後環節，對溫度控制精度不利，應綜合考慮。實驗中所測閥門通過選用具有合理彈性係數的復位彈簧，並與蠟式熱動力元件的推力特性相匹配，使得恆溫閥低、高溫流道密封性能良好，洩漏量為零。
帶三通恆溫閥的注塑機液壓驅動冷卻系統屬於閉環控制系統。從注塑機出來的高溫油通過泵打入通往冷卻器的管道中，其間分出1根支路管道連接三通恆溫閥的高溫流體接口端，而從冷卻器出來的低溫油則連接三通恆溫閥的低溫流體接口端，高溫油與低溫油在恆溫閥混合艙內混合，達到設定的、注塑機所需的油溫。