温度控制阀

技术领域

本发明涉及一种温度控制阀，能根据其所在系统中的流体介质的温度实时自动调节开度，因此能配合加热和/或冷却单元对系统中流体介质进行自动调温。

背景技术

液压系统在工程机械中应用广泛，把油液温度控制在适宜的范围内是液压系统长期、高效运转的必要保证。目前，工程机械液压系统的油液温度调节主要通过油液压力打开通往散热器或者油箱的单向回路实现，温度调节的及时性和准确性不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种温度控制阀，能实时调节液压系统的油液温度。

本发明的主要技术方案有：

一种温度控制阀，包括阀套、阀芯、滑块、顶针和弹簧，所述阀套和滑块均为中空的壳体，所述阀套的左端封闭，右端设有阀进口，所述阀套的侧壁上左右间隔设置有第一阀出口和第二阀出口，所述阀芯位于阀套的内腔并与所述阀套的侧壁滑动配合，所述阀芯为外柱面贴合阀套侧壁的薄壳状零件，所述阀芯上左右间隔设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔均与阀套的内腔相通，所述滑块位于所述阀套的内腔并与所述阀芯固定连接，所述顶针的左端固定在阀套的左端，顶针的右端插入所述滑块并与所述滑块滑动配合，所述滑块与顶针之间设有密封，所述滑块的封闭的内腔中除顶针占据的部分空间外全部由热敏材料填充，所述弹簧位于阀套的内腔，弹簧的右端固定在阀套的右端，弹簧的左端相对所述滑块固定连接，所述阀芯有左中右三个工作区段，当所述阀芯处于阀套的内腔的中部工作区段时，第一通孔与第一阀出口相通，第二通孔与第二阀出口相通，当阀芯处于左工作区段时，第二阀出口关闭，第一通孔与第一阀出口相通；当阀芯处于右工作区段时，第一阀出口关闭，第二通孔与第二阀出口相通，所述弹簧的中心轴线与顶针的延伸方向平行。

所述阀套可以包括阀套本体和大端盖，所述阀套本体为左端敞口的筒状结构，所述大端盖固定在阀套本体的左端并封闭所述阀套的敞口。

所述滑块可以包括滑套和小端盖，所述滑套为左端敞口的筒状结构，所述小端盖固定在滑套的左端并封闭所述滑套的敞口，所述小端盖与所述顶针之间滑动配合并设置密封。

所述阀芯优选为对称中心线左右延伸的旋转对称结构，且对称中心线与所述弹簧的中心轴线重合。

所述阀芯为管状零件，所述滑块位于阀芯的管腔内，所述阀芯可以通过其内壁上设置的若干连接筋与所述滑块连接固定，所述弹簧的左端连接在所述连接筋的右端面，所述连接筋呈中心辐射状分布。

所述阀芯为管状零件，所述滑块位于阀芯的管腔内，所述阀芯的管腔内可以设有一处隔板，把阀芯的管腔分为左侧管腔和右侧管腔，所述滑块镶嵌在所述隔板上，所述第一通孔和第二通孔分别与左侧管腔和右侧管腔相通，所述隔板上设有一个或多个通孔，所述弹簧的左端连接在所述隔板的右端面上。

所述热敏材料优选采用石蜡。

本发明的有益效果是：

本发明的温度控制阀能对油液温度的变化自发地做出响应，通过热敏材料的热胀冷缩带动阀芯左右滑移，改变两个阀出口的通断状态或开度大小，从而改变进入下游的冷却装置和/或加热装置的油液的量，达到实时调节油液温度的目的。

由于滑块整体浸在阀套的内腔中，油液温度可直接传递到热敏材料，且热敏材料的热胀冷缩是自然发生的，因此温度调节的实时性好。

由于热敏材料的变形大小与温度以及温度的变化量有确定的对应关系，即所述温度控制阀的两个阀出口的开度大小与油液温度相对应，因此一旦温度控制阀的具体结构和组成确定下来，就能实施确定温度范围内的实时调节，非常适宜液压系统的温度调控，能为液压系统提供长期、稳定且适宜的工作温度。

通过设置第一温度传感器，检测阀进口处的油液温度，能及时、有效地发现本发明的温度控制阀的工作状态是否正常，为第一时间准确解决故障、打造高质量的用户体验提供支撑。

附图说明

图1是本发明的温度控制阀的一个实施例的结构示意图。

附图标记：

31.阀套本体；32.弹簧；33.阀芯；34.热敏材料；35.密封圈；36.小端盖；37.顶针；38.大端盖；A.第一阀出口；B.第二阀出口；C.通孔；P.阀进口；a.滑套。

具体实施方式

本发明公开了一种温度控制阀，如图1所示，包括阀套、阀芯33、滑块、顶针37和弹簧32。所述阀套和滑块均为中空的壳体，所述阀套的左端封闭，右端设有阀进口P，所述阀套的侧壁上左右间隔设置有第一阀出口A和第二阀出口B。所述阀芯整体位于阀套的内腔并与所述阀套的侧壁滑动配合。所述阀芯为外柱面贴合阀套侧壁的薄壳状零件。所述阀芯上左右间隔设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔均与阀套的内腔相通。第一通孔和第二通孔分别与第一阀出口和第二阀出口相对应，第一通孔相对第一阀出口的位置决定了第一阀出口的通断以及开度大小，第二通孔相对第二阀出口的位置决定了第二阀出口的通道以及开度大小。流体介质从阀进口进入阀套，可经过第一通孔和第一阀出口流出阀套，也可经过第二通孔和第二阀出口流出阀套。

所述滑块位于所述阀套的内腔并与所述阀芯固定连接。所述滑块左右滑移可以带动阀芯作同步的左右滑移，进而对第一阀出口和第二阀出口的通断进行切换或对第一阀出口和第二阀出口的开度进行调节。

所述顶针的左端固定在阀套的左端，顶针的右端插入所述滑块并与所述滑块滑动配合，所述滑块与顶针之间设有密封。附图所示实施例中，密封槽设置在小端盖上，密封槽内设有密封圈35。所述滑块的封闭的内腔中除顶针占据的部分空间外全部由热敏材料34填充。所述弹簧位于阀套的内腔，弹簧的右端固定在阀套的右端，弹簧的左端相对所述滑块固定连接。所述滑块整体浸在流体介质中，所述热敏材料随着流体介质的温度的改变热胀冷缩，所述热敏材料所占据的滑块内腔的体积相应改变，在弹簧和热敏材料共同作用下滑块发生左右滑移。

所述阀芯大致有左中右三个工作区段，通常情况下，阀芯处于阀套的内腔的左右方向的中部工作区段，此时第一通孔与第一阀出口相通，第二通孔与第二阀出口相通，第一阀出口和第二阀出口均处于畅通状态，流体介质可以从第一阀出口和第二阀出口流出。当进入阀套的流体介质的温度降低时，热敏材料遇冷收缩，滑块在弹簧的推动下左移，第一阀出口的开度增大，第二阀出口的开度减小，相反，当进入阀套的流体介质的温度升高时，热敏材料遇热膨胀，克服弹簧力推动滑块右移，第一阀出口的开度减小，第二阀出口的开度增大，即所述温度控制阀可以根据流体介质的温度实时做出反应，调节阀出口的开度，因此将第一阀出口与加热装置连接和/或将第二阀出口与冷却装置连接，可以实时对流体介质进行加热和/或冷却，从而将流体介质的温度控制在一个适宜的范围内。当流体介质的温度低到一定程度时，滑块持续左移，第二阀出口的开度持续减小直至关闭，阀芯进入左工作区段，第一通孔与第一阀出口相通，第一阀出口畅通，流体介质完全从第一阀出口流出。当进入阀套的流体介质的温度高到一定程度时，滑块持续右移，第一阀出口的开度持续减小直至关闭，阀芯进入右工作区段，第二通孔与第二阀出口相通，第二阀出口畅通，流体介质完全从第二阀出口流出。两个阀出口一个连接冷却装置、一个连接加热装置，可以满足更宽温度范围的调节需要。

所述弹簧的中心轴线与顶针的延伸方向平行。在垂直于所述阀套的侧壁的方向上所述滑块、顶针和弹簧优选位于所述阀套的中央，使滑块的左右滑移更平顺。

所述温度控制阀还可以从以下一个或多个方面做进一步的结构优化：

1、所述阀套可以包括阀套本体31和大端盖38，所述阀套本体为左端敞口的筒状结构，所述大端盖固定在阀套本体的左端并封闭所述阀套的敞口。所述阀芯、滑块、弹簧等结构件都从阀套本体的左端进行拆装。所述大端盖可以通过止口结构定位在所述阀套本体的左端。

2、所述滑块可以包括滑套a和小端盖36，所述滑套为左端敞口的筒状结构，所述小端盖固定在滑套的左端并封闭所述滑套的敞口，所述小端盖与所述顶针之间滑动配合并设置密封。密封槽优选设置在所述小端盖上，密封槽内安装密封圈35。所述小端盖可以通过止口结构定位在所述滑套的左端。

3、所述阀芯优选为对称中心线左右延伸的旋转对称结构，且对称中心线与所述弹簧的中心轴线重合。

进一步地，所述阀芯可以为管状零件，所述滑块位于阀芯的管腔内。所述滑块与阀芯的固定连接方式可以采用以下任意一种：

(1)所述阀芯可以通过其内壁上设置的若干连接筋与所述滑块连接固定，所述弹簧的左端连接在所述连接筋的右端面。所述连接筋优选呈中心辐射状分布。

这种情况下，所述滑块、连接筋和所述阀芯可以为一体式结构。

(2)所述阀芯的管腔内还可以设有一处隔板，把阀芯的管腔分为左侧管腔和右侧管腔。所述滑块镶嵌在所述隔板上，所述第一通孔和第二通孔分别与左侧管腔和右侧管腔相通，所述隔板上设有一个或多个通孔C用于连通左、右侧管腔，所述弹簧的左端连接在所述隔板的右端面上。

这种情况下，所述滑块、隔板和所述阀芯可以为一体式结构。

所述阀芯与连接筋的组合、所述阀芯与隔板的组合还起到弹簧座的作用。

4、所述阀芯也可以是多片薄片状结构横向相连组成的零件。

5、所述热敏材料优选采用石蜡。

6、所述顶针的左端部为大平板结构，以分散顶针对阀套左端的压力。

7、所述温度控制阀还可以包括第一温度传感器，所述第一温度传感器的采样点优选设置在所述阀进口处。当所述温度控制阀的结构(包括弹簧的选型、热敏材料的选材)确定后，该阀所能实施自动调节的温度范围也就确定下来。根据第一温度传感器的检测值，结合第一阀出口和第二阀出口的流量变化情况，可以判断所述温度控制阀是否工作正常。

8、所述阀套也可以采用对称中心线左右延伸的旋转对称结构，例如圆柱状中空壳体或横截面为矩形的中空壳体。

9、所述第一通孔和第二通孔可以有多对，各对分散设置在阀芯的周向不同位置上。这样不需要阀套与阀芯之间严格的角向定位，简化安装。

本文所称的左右是相对概念，为了表达相关结构的相对位置关系，不构成对绝对方位的限定。