[發明專利]并聯雙過載保護多腔油壓恒功率制熱系統裝置及方法

有效

• 申請號: 201710068529.0
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN106704310B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 王立文;姜代紅;王爍;韓成春;范慶益
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: F15B21/0427
• 分類號: F15B21/0427;F16K17/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.并聯雙過載保護多腔油壓恒功率制熱系統裝置，其特征是：系統裝置包括進口主油路、出口回油路、控制油路、內保護油壓均溫制熱裝置（S1）、主油路應急保護塊（S2），內保護油壓均溫制熱裝置（S1）和主油路應急保護塊（S2）分別與進口主油路和出口回油路并聯連接，主油路應急保護塊（S2）與控制油路接通并與出口回油路連接；

所述的內保護油壓均溫制熱裝置（S1）還包括散熱腔I（S1-1）、散熱腔II（S1-2）、散熱腔III（S1-3）、功率損失塊（S1-4）、散熱管道（S1-5）、功率損失腔（S1-6）、固定螺栓（S1-7）、球形墊片（S1-8），散熱管道（S1-5）內裝有三個尺寸相同的功率損失塊（S1-4），每個功率損失塊（S1-4）和散熱管道（S1-5）配合形成三個通流體積相同的功率損失腔（S1-6），兩兩功率損失塊（S1-4）之間等距形成等體積的散熱腔I（S1-1）、散熱腔II（S1-2）、散熱腔III（S1-3），功率損失塊（S1-4）和散熱管道（S1-5）通過固定螺栓（S1-7）、球形墊片（S1-8）連接組合成多腔構件；

所述的主油路應急保護塊（S2）還包括圓柱芯殼體（S2-1）、工字型圓柱芯（S2-2）、圓柱芯蓋板（S2-3）、圓柱芯軟壓簧（S2-4），圓柱芯殼體（S2-1）有主油路進油口、主油路回油口，內園為盲孔；工字型圓柱芯（S2-2）的形心和主心上有十字形控制油路通道，從圓柱芯殼體（S2-1）內園敞口端裝進工字型圓柱芯（S2-2），再裝圓柱芯軟壓簧（S2-4），蓋上圓柱芯蓋板（S2-3），圓柱芯蓋板（S2-3）與圓柱芯殼體（S2-1）成一體，工字型圓柱芯（S2-2）的外徑與圓柱芯殼體（S2-1）的盲孔間隙配合，圓柱芯軟壓簧（S2-4）分別壓在圓柱芯蓋板（S2-3）和工字型圓柱芯（S2-2）上，推動工字型圓柱芯（S2-2）處在極端位置，即圓柱芯殼體（S2-1）的盲孔斷面處，將主油路進油口和主油路回油口封死；圓柱芯蓋板（S2-3）端面的中心線上有應急保護塊控制油孔、鋼球孔、球面中心帶有控制孔的擋圈孔，鋼球孔先裝鋼球硬壓簧（S2-3-1），再裝鋼球（S2-3-2），蓋上球面中心帶控制孔的擋圈（S2-3-3），該擋圈固定在圓柱芯蓋板（S2-3）上；鋼球硬壓簧（S2-3-1）推動鋼球處在極端位置，將球面中心帶有控制孔的擋圈孔封死；

所述的功率損失塊（S1-4）有在其外圓周上均勻布置的三個窄凸臺，窄凸臺內有固定螺紋孔，功率損失塊（S1-4）與散熱管道（S1-5）配合形成制熱節環腔寬度b（S1-9）和固定封油凸臺（10）；功率損失塊（S1-4）端面中心上有過載控制油孔、常閉錐形過載閥芯孔、壓力過載彈簧擋圈（S1-13）止口孔，過載控制油孔處在散熱腔內，常閉錐形過載閥芯孔內依次裝入常閉錐形過載閥芯（S1-11）、壓力過載彈簧（S1-12）、壓力過載彈簧擋圈（S1-13）；功率損失塊（S1-4）內的壓力過載彈簧（S1-12）分別壓在常閉錐形過載閥芯（S1-11）和壓力過載彈簧擋圈（S1-13）上，常閉錐形過載閥芯（S1-11）封死過載控制油孔。

2.并聯雙過載保護多腔油壓恒功率制熱系統裝置的使用方法，其系統裝置的使用方法是：當油液在規定時間內按一定壓力P流入左端功率損失塊（S1-4），經功率損失腔寬度b（S1-9）的功率損失腔（S1-6）流進散熱腔I（S1-1），功率損失腔（S1-6）將產生壓力阻力而損失功率，該損失功率根據熱功當量轉換為油液熱量，此時所產生的壓力損失計算如下：

其中，

V為散熱腔I（S1-1）的體積；

t為油液剛好流進散熱腔I（S1-1）的體積所規定的時間；

P為流經功率損失塊（S1-4）所損失的壓力；

Q為在規定時間內流滿散熱腔I（S1-1）所需油液；

b為功率損失腔寬度，如果b值小一個數量級，則P值增加三次方數量級；

N1為油液流進左端功率損失塊（S1-4）且流滿散熱腔I（S1-1）損失的功率；

損失的功率根據熱功當量形成油液的熱量，該熱量通過散熱腔I（S1-1）對應的散熱管道（S1-5）散熱，而散熱腔I（S1-1）原有的油液通過中間功率損失塊（S1-4）同體積、同時間、同壓力、同損失功率流入散熱腔II（S1-2）并通過散熱腔II（S1-2）對應的散熱管道（S1-5）散熱，散熱腔II（S1-2）原有的油液通過右端功率損失塊（S1-4）進入散熱腔III（S1-3），以此類推，故看似系統油液只推進一個腔卻帶來后邊所有腔內的移動，由于每個腔內的功率損失一樣、產生的熱量一樣、散熱體積一樣，所以散熱也一樣，達到首尾溫度均衡，其他的N個內保護油壓均溫制熱裝置也是如此，故整個系統保持多腔油壓均溫制熱,由于采取并聯連接當其中一個內保護油壓均溫制熱裝置（S1）出現問題時，油液均分到其他內保護油壓均溫制熱裝置（S1）上并其內保護油壓均溫制熱裝置（S1）的流量同時增加，而引起熱量線性增加，故系統總熱量不變；

其局部保護的使用方法是：某一內保護油壓均溫制熱裝置（S1）內的散熱腔的液體不能通過功率損失腔寬度b（S1-9）而流動，即被堵塞，該散熱腔的壓力升高，通過過載控制油孔克服壓力過載彈簧（S1-12）力推開常閉錐形過載閥芯（S1-11）打通該腔的控制油路，由從過載控制油孔流到下一個散熱腔，這樣一個散熱腔出現問題，不會影響內保護油壓均溫制熱裝置（S1）中的其他散熱腔工作，完成內保護油壓均溫制熱裝置（S1）的局部保護；

其系統保護的使用方法是：當有多個內保護油壓均溫制熱裝置（S1）整體出現堵塞時，整個進口主油路的壓力升高，同時主油路應急保護塊（S2）的主油路進油口壓力也升高，該壓力傳導于主油路應急保護塊（S2）的十字形控制油路的各處，當壓力足以克服鋼球硬壓簧（S2-3-1）力時，油液通過球面中心帶控制孔的擋圈（S2-3-3）的控制油孔留到應急保護塊控制油孔，再到控制油路，再到出口回油路形成通路，因而整個進口主油路的壓力下降，但在內保護油壓均溫制熱裝置（S1）盲孔端面處油液并沒有流動，所以壓力沒變，形成工字型圓柱芯（S2-2）兩端壓力不平衡，當推力足以克服圓柱芯軟壓簧（S2-4）力，工字型圓柱芯（S2-2）向圓柱芯軟壓簧（S2-4）方向移動，于是主油路應急保護塊（S2）的主油路進油口和主油路回油口接通，進口主油路的油液通過該通道流回到出口回油路形成通路，旁路了所有內保護油壓均溫制熱裝置（S1），從而抑制整個系統壓力的無限制升高，保護整個系統。