液压系统的温控装置的制作方法

本发明涉及液压设备技术领域，尤其是涉及一种可辅助液压系统散热及预热的液压系统的温控装置。

背景技术：

在工程机械领域，挖掘机、旋挖钻机等大型工程机械需要长时间工作使用，在夏季，由于环境温度过高经常导致工程机械必须停机保养避免故障，同时，高温环境下工程机械的液压元器件损耗较大，严重影响了机械的使用寿命；在冬季或高原寒冷地区，由于环境温度过低，工程机械需要经过较长时间的开机预热才能正常工作使用，严重浪费工时和资源。

现有技术中，相变材料可用于电气元器件领域，在工程机械领域，通常相变材料多用于发动机散热应用，对液压系统，如液压泵、液压油箱、液压阀及液压管路的应用较少，特别是使用相变材料对液压系统进行系统散热、系统储能方面的应用还需要进一步合理设计和优化。

现有的液压系统的液压油散热工作原理如下：液压油箱内的液压油经过油泵吸出后进入散热器，在散热器中高温的液压油与冷空气等冷介质经过冷热交换后，温度降低的液压油流回液压油箱供主泵吸油工作。如此循环实现液压系统内液压油的冷却降温。

上述散热方法存在不足：夏季环境温度高时，现有的液压系统的散热器散热功能不足，随着温度升高，散热器散热功能降低，导致液压系统的整体温度逐渐升高，仍然会导致上述的液压系统需要停机保养和元器件损耗的问题，虽然可以通过提高散热器的工作效率来改善上述问题，但是改善效果不明显，同时还会增加发动机的负载；在冬季环境温度低时，现有的液压系统需要的散热功率低，但是工程机械启动后，液压系统需要进行预热，而散热器仍然以原功率工作，造成浪费并且对液压系统的预热并起不到任何作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供压系统的温控装置，以缓解了现有的工程机械中的液压系统在高温及低温环境中存在使用局限的问题。

本发明提供的，一种液压系统的温控装置，包括油管和相变材料容器；

所述油管，穿过所述相变材料容器且一端与液压油箱连接，所述油管具有可与相变材料换热的管壁；

所述相变材料容器，包括隔板，所述隔板将所述相变材料容器内部区分为第一空间和第二空间，所述隔板上设置有溢流装置，所述溢流装置控制相变材料在第一空间和第二空间之间流动。

进一步的，还包括控制装置，所述控制装置与所述溢流装置连接。

进一步的，还包括设置在液压系统外的温度探测装置，所述控制装置与所述温度探测装置连接。

进一步的，所述油管穿过所述相变材料容器的第一空间或第二空间。

进一步的，所述溢流装置包括第一溢流装置和第二溢流装置。

进一步的，所述第一溢流装置为第一单向阀，所述第二溢流装置为第二单向阀，所述第一单向阀和第二单向阀的安装方向相反。

进一步的，所述相变材料容器内容置有相变温度在75℃-85℃的相变材料。

进一步的，所述相变材料的芯材为石蜡，所述相变材料的壁材为三聚氰胺-脲醛树脂，所述芯材中还包括纳米石墨烯、纳米银、多壁碳纳米管。

进一步的，所述相变材料的壁材和芯材为复合相变微胶囊。

进一步的，所述相变材料容器外侧设置有保温层。

另一方面，一种液压系统，包括上述任意一种液压系统的温控装置。

本发明提供的液压系统的温控装置，在液压油箱与散热器之间的油管上设置相变材料容器，油管具有可与相变材料换热的管壁，通过相变材料对油管起到辅助散热和辅助预热的作用，从而解决现有液压系统在高温环境下存在的散热效率不足，及在低温环境下存在的需要预热的问题；进一步的，相变材料容器通过隔板区分为第一空间和第二空间，所述油管仅穿过第一空间或第二空间，通过溢流装置调节相变材料在第一空间和第二空间之间流动，从而控制油管在相变材料容器内的散热效率或吸热效率。此外，通过溢流装置调节相变材料在第一空间和第二空间之间流动还可以将吸热的相变材料存储在油管相邻的空间内，在油管需要吸热时在控制流入，避免相变材料在长时间的存储环境中自热流失能量，在工程机械预热时相变材料储能不足而无法发挥出储能功效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的液压系统的温控装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的相变材料容器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供油管与相变材料换热过程的示意图；

图4为本发明另一实施例提供油管与相变材料换热过程的示意图。

图标：10-液压油箱；20-油管；21-进油口；22-出油口；23-管壁；30-相变材料容器；301-第一空间；302-第二空间；31-隔板；32-溢流装置；321-第一单向阀；322-第二单向阀；34-复合相变微胶囊。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

现有的工程机械的液压系统的散热方法存在不足，夏季环境温度高时，现有的液压系统的散热器散热功能不足，随着温度升高，散热器散热功能降低，导致液压系统的整体温度逐渐升高，仍然会导致上述的液压系统需要停机保养和元器件损耗的问题，虽然可以通过提高散热器的工作效率来改善上述问题，但是改善效果不明显，同时还会增加发动机的负载；在冬季环境温度低时，现有的液压系统需要的散热功率低，但是工程机械启动后，液压系统需要进行预热，而散热器仍然以原功率工作，造成浪费并且对液压系统的预热并起不到任何作用。

为了解决上述技术问题，本实施例提供了一种液压系统的温控装置，如图1所示，包括油管20和相变材料容器30；

所述油管20，穿过所述相变材料容器30且一端与液压油箱10连接；

所述油管20具有可与相变材料换热的管壁23；

所述油管20包括进油口21和出油口22，所述进油口21与液压油箱10连接，所述出油口22与散热器连接，液压油箱10内的高温油通过油泵抽出并输入至油管20，高温油在油管20内经过相变材料容器30时与相变材料容器30内的相变材料进行热交换并降低温度，降低温度后的油进入散热器进行进一步的降温处理并返回液压油箱10中。

如图3所示，油管20内流过高温油，高温油的热量通过管壁23传播至复合相变微胶囊34中，复合相变微胶囊34在温度超过相变温度时转换为液体形态并向外扩散，实现液压系统的辅助散热功能。

如图4所示，油管20内流过低温油，复合相变微胶囊34的热量通过管壁23传播至低温油中，复合相变微胶囊34自液体形态转换为颗粒状态，实现液压系统的预热功能。

在工程机械预热时，液压油箱10内的低温油经过油泵抽出并输入至油管20，低温油在油管20内经过相变材料容器30时与相变材料容器30内的相变材料进行热交换并升高温度，升高温度后的油返回至液压油箱10中。

所述相变材料容器30，包括隔板31，所述隔板31将所述相变材料容器30内部区分为第一空间301和第二空间302，所述隔板31上设置有溢流装置32，所述溢流装置32控制相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动。

隔板31将相变材料容器30内部分为第一空间301和第二空间302，油管20可设置在第一空间301或第二空间302中，油管20还可以设置在第一空间301和第二空间302中。以油管20设置在第一空间301中为例，第一空间301中填充有相变材料，在油管20内的流过温度较高(超过85℃)的油时，颗粒状的相变材料吸收热量并转化为液体形态并向外侧扩展，相变材料温度降低后重新变为颗粒形态，如此循环流动，实现热量的转换。

通过相变材料对油管20起到辅助散热和辅助预热的作用，从而解决现有液压系统在高温环境下存在的散热效率不足，及在低温环境下存在的需要预热的问题。

实施例二

在解决现有的工程机械的液压系统的散热方法存在不足的问题时，上述实施例的液压系统的温控装置可辅助液压系统散热或预热，但是，在合理的环境温度下，现有的散热器是可以满足工程机械的正常使用，而液压系统的温控装置是辅助使用，用于进一步提升散热器的散热功率，或者提供预热功能，以提升散热器的散热功率为例，在液压油箱10内的油温常规阈值范围时，选择使用相变材料容器30内的部分相变材料，在液压油箱10内的油温进一步升高至高温阈值时，可选择使用相变材料容器30内的全部相变材料，将相变材料容器30的全部能力发挥，可充分降低油温后，再将高温油输入至散热器做进一步散热。

为了实现上述目的，本实施例提供一种液压系统的温控装置，如图1所示，包括油管20和相变材料容器30；

所述油管20，穿过所述相变材料容器30且一端与液压油箱10连接；

所述油管20具有可与相变材料换热的管壁23；

所述油管20包括进油口21和出油口22，所述进油口21与液压油箱10连接，所述出油口22与散热器连接，液压油箱10内的高温油通过油泵抽出并输入至油管20，高温油在油管20内经过相变材料容器30时与相变材料容器30内的相变材料进行热交换并降低温度，降低温度后的油进入散热器进行进一步的降温处理并返回液压油箱10中。

在工程机械预热时，液压油箱10内的低温油经过油泵抽出并输入至油管20，低温油在油管20内经过相变材料容器30时与相变材料容器30内的相变材料进行热交换并升高温度，升高温度后的油返回至液压油箱10中。

所述相变材料容器30，包括隔板31，所述隔板31将所述相变材料容器30内部区分为第一空间301和第二空间302，所述隔板31上设置有溢流装置32，所述溢流装置32控制相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动。

隔板31将相变材料容器30内部分为第一空间301和第二空间302，油管20可设置在第一空间301或第二空间302中。以油管20设置在第一空间301中为例，第一空间301中填充有相变材料，溢流装置32调控部分相变材料流入第一空间301中，在油管20内的流过温度较高(超过85℃)的油时，颗粒状的相变材料吸收热量并转化为液体形态并向外侧扩展，相变材料温度降低后重新变为颗粒形态，如此循环流动，实现热量的转换。在油管20内流过温度极高的油时，溢流装置32调控全部相变材料全部流入第一空间301中，颗粒状的相变材料吸收热量并转化为液体形态并向外侧扩展，相变材料温度降低后重新变为颗粒形态，如此循环流动，实现热量的转换。

通过相变材料对油管20起到辅助散热和辅助预热的作用，从而解决现有液压系统在高温环境下存在的散热效率不足，及在低温环境下存在的需要预热的问题；进一步的，相变材料容器30通过隔板31区分为第一空间301和第二空间302，所述油管20仅穿过第一空间301或第二空间302，通过溢流装置32调节相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动，从而控制油管20在相变材料容器30内的散热效率或吸热效率。

实施例三

本实施例重要针对工程机械的液压系统，在环境温度很低时，在工程机械启动后，液压系统需要进行预热，而散热器仍然以原功率工作，造成浪费并且对液压系统的预热并起不到任何作用的问题。

为了解决上述技术问题，本实施例提供了一种液压系统的温控装置，如图1所示，包括油管20和相变材料容器30；

所述油管20，穿过所述相变材料容器30且一端与液压油箱10连接；

所述油管20具有可与相变材料换热的管壁23；

所述油管20包括进油口21和出油口22，所述进油口21与液压油箱10连接，所述出油口22与散热器连接，液压油箱10内的高温油通过油泵抽出并输入至油管20。

在工程机械预热时，液压油箱10内的低温油经过油泵抽出并输入至油管20，低温油在油管20内经过相变材料容器30时与相变材料容器30内的相变材料进行热交换并升高温度，升高温度后的油返回至液压油箱10中。

所述相变材料容器30，包括隔板31，所述隔板31将所述相变材料容器30内部区分为第一空间301和第二空间302，所述隔板31上设置有溢流装置32，所述溢流装置32控制相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动。

隔板31将相变材料容器30内部分为第一空间301和第二空间302，油管20可设置在第一空间301或第二空间302中，油管20还可以设置在第一空间301和第二空间302中。以油管20设置在第一空间301中为例，第一空间301中填充有相变材料，在油管20内的流过温度较高(超过85℃)的油时，颗粒状的相变材料吸收热量并转化为液体形态并向外侧扩展，此时，通过溢流装置32将吸收大量热量的相变材料存储在第二空间302中储能备用。在工程机械需要预热时，通过溢流装置32将相变材料自第二空间302输回至第一空间301，低温油在油管20内经过相变材料容器30时与相变材料容器30内的相变材料进行热交换并升高温度，升高温度后的油返回至液压油箱10中。此种实施方法可避免相变材料在油管20内油温较低时自动放热而降低温度，而在需要相变材料在工程机械预热需要热量时存储的能量不足以起到预热功能。

实施例四

本实施例具体提供一种液压系统的温控装置，如图1所示，包括油管20和相变材料容器30；

所述油管20，穿过所述相变材料容器30且一端与液压油箱10连接；

所述油管20具有可与相变材料换热的管壁23；

所述油管20包括进油口21和出油口22，所述进油口21与液压油箱10连接，所述出油口22与散热器连接，液压油箱10内的高温油通过油泵抽出并输入至油管20，高温油在油管20内经过相变材料容器30时与相变材料容器30内的相变材料进行热交换并降低温度，降低温度后的油进入散热器进行进一步的降温处理并返回液压油箱10中。

在工程机械预热时，液压油箱10内的低温油经过油泵抽出并输入至油管20，低温油在油管20内经过相变材料容器30时与相变材料容器30内的相变材料进行热交换并升高温度，升高温度后的油返回至液压油箱10中。

所述相变材料容器30，包括隔板31，所述隔板31将所述相变材料容器30内部区分为第一空间301和第二空间302，所述隔板31上设置有溢流装置32，所述溢流装置32控制相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动。

隔板31将相变材料容器30内部分为第一空间301和第二空间302，油管20可设置在第一空间301或第二空间302中，油管20还可以设置在第一空间301和第二空间302中。以油管20设置在第一空间301中为例，第一空间301中填充有相变材料，在油管20内的流过温度较高(超过85℃)的油时，颗粒状的相变材料吸收热量并转化为液体形态并向外侧扩展，相变材料温度降低后重新变为颗粒形态，如此循环流动，实现热量的转换。

温控装置还包括控制装置，控制装置与所述溢流装置32连接，控制装置可控制溢流装置32开闭及控制溢流装置32控制相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动。

温控装置还包括设置在液压系统外的温度探测装置，所述控制装置与所述温度探测装置连接。温度探测装置用于探测环境温度，并通过控制装置控制溢流装置32开闭及控制溢流装置32控制相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动。从而更好的实现在环境温度高的情况下使相变材料容器30内的相变材料更充分的发挥散热功能，在低温环境下，在合适的时间通过控制溢流装置32控制相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动，实现相变材料对液压油的预热及液压系统的预热。

如图2所示，所述溢流装置32包括第一溢流装置和第二溢流装置，所述第一溢流装置为第一单向阀321，所述第二溢流装置为第二单向阀322，所述第一单向阀321和第二单向阀322的安装方向相反。第一单向阀321控制相变材料自第一空间301流入至第二空间302，第二单向阀322控制相变材料自第二空间302流入至第一空间301。

所述相变材料容器30内容置有相变温度在75℃-85℃的相变材料，所述相变材料的芯材为石蜡，所述相变材料的壁材为三聚氰胺-脲醛树脂，所述芯材中还包括纳米石墨烯、纳米银、多壁碳纳米管，所述相变材料的壁材和芯材为复合相变微胶囊34。

所述相变材料容器30外侧设置有保温层。保温层可避免环境温度及液压系统散发的热量对相变材料容器30内的相变材料产生影响。

通过相变材料对油管20起到辅助散热和辅助预热的作用，从而解决现有液压系统在高温环境下存在的散热效率不足，及在低温环境下存在的需要预热的问题。

实施例五

本实施例提供一种液压系统，该液压系统包括温控装置，温控装置，包括油管20和相变材料容器30；所述油管20，穿过所述相变材料容器30且一端与液压油箱10连接，所述油管20具有可与相变材料换热的管壁23；所述相变材料容器30，包括隔板31，所述隔板31将所述相变材料容器30内部区分为第一空间301和第二空间302，所述隔板31上设置有溢流装置32，所述溢流装置32控制相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动。

本实施例提供的液压系统，在液压油箱10与散热器之间的油管20上设置相变材料容器30，油管20具有可与相变材料换热的管壁23，通过相变材料对油管20起到辅助散热和辅助预热的作用，从而解决现有液压系统在高温环境下存在的散热效率不足，及在低温环境下存在的需要预热的问题；进一步的，相变材料容器30通过隔板31区分为第一空间301和第二空间302，所述油管20仅穿过第一空间301或第二空间302，通过溢流装置32调节相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动，从而控制油管20在相变材料容器30内的散热效率或吸热效率。此外，通过溢流装置32调节相变材料在第一空间301和第二空间302之间流动还可以将吸热的相变材料存储在油管20相邻的空间内，在油管20需要吸热时在控制流入，避免相变材料在长时间的存储环境中自热流失能量，在工程机械预热时相变材料储能不足而无法发挥出储能功效。

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。