一种混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，包括：冷却器油箱本体，包括具有并联同步分层多个油道的芯体结构，与多个油道连通的下封体，与下封体连通的进油口，以及与多个油道连通的出油口；直流风机，对应芯体结构设置以对其进行散热；温度传感器，位于下封体内的中部，采集流经下封体的工作油温，并将温度参数转换成一个模拟量电压输出；温度控制器及驱动模块含功率电子开关，将所述模拟量电压与预设的参考电压比较得到比较信号，依据比较信号驱动直流风机启动或停止。本实用新型可提高液压油温度控制的准确精度，且避免现有机械温控开关随着材质性能及疲劳强度的影响，控温精度差的问题，造成液压系统过热导致机器故障和停机。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种风冷式温控油冷却器，特别是涉及一种混凝土搅拌车用风冷 式温控油冷却器。 -种混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器
【背景技术】
[0002] 当工程机械或其它机器运行工作时液压系统在高压、流量的作用下会产生系统油 温升高，油温升高导致整体机械效率下降，甚至机器发生故障，针对液压系统降温措施就是 给液压系统加装一套强制冷却系统，为解决系统冷却和发热问题，加装油冷却器设置在系 统总回油路上，加大散热流量，提高冷却效果。
[0003] 目前液压系统中的冷却装置通常包括风机，通过检测液压系统中的油温来触发对 风机的启动和停止控制。现有的技术通常采用的控制装置是采用温控开关加继电器。常用 的温控开关有两种：一种是突跳双金属片式温控开关，另一种是液涨式温控开关。双金属片 突跳式感温组件是一种将定温后的双金属片作为热敏感反应组件，当产品主件温度升高时 所产生的热量传递到双金属圆片上，达到动作温度设定时迅速动作，通过机构作用是触点 断开或闭合；当温度下降到复位温度设定时，双金属片迅速回复原状，使触点闭合或断开， 达到接通或断开电路的目的，从而控制电路。液涨温控开关是当被控制对象的温度发生变 化时使温控开关感温部内的物质（一般是液体）产生相应的热胀冷缩的物理现象（体积变 化），与感温部连通一起的膜盒产生膨胀或收缩。以杠杆原理，带动开关通断动作，达到控温 目的。
[0004] 由于突跳双金属片式感温组件和液涨式感温组件都属于机械部件，随着材质性能 及疲劳强度的影响，控温精度误差大，另外温控开关和继电器工作时触点产生拉弧、回跳和 电流产生瞬态效应，烧毁触点及线圈从而降低使用寿命和产品的可靠性。因此，如何提高油 冷却器的使用寿命和可靠性成为本领域需要解决的技术问题。 实用新型内容
[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种混凝土搅拌车用 风冷式温控油冷却器，用于解决现有技术中油冷却器控温误差大，造成液压系统过热和失 控降低液压元件的使用寿命和可靠性问题。
[0006] 为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种混凝土搅拌车用风冷式温 控油冷却器，所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器包括：冷却器油箱本体，包括具有并 联同步分层的多个油道的芯体结构，与所述多个油道连通的下封体，与所述下封体连通的 进油口，以及与所述多个油道连通的出油口；直流风机，对应所述芯体结构设置以对其进行 散热；温度传感器，位于所述下封体内的中部，采集流经所述下封体的工作油温，并将温度 参数转换成一个模拟量电压输出；温度控制器，与所述温度传感器电性连接，将所述温度传 感器输出的模拟量电压与预设的参考电压比较以输出比较信号；驱动模块，与所述温度控 制器电性连接，包括驱动电路和功率电子开关，依据所述比较信号控制所述直流风机启动 或停止。
[0007] 优选地，所述温度控制器还包括一报警模块，所述报警模块在一预设的时间段内 检测不到所述温度传感器输出模拟量电压时输出报警信号。
[0008] 优选地，所述芯体结构包括并联同步分层的波纹翅片式。
[0009] 优选地，所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还包括导风罩，所述导风罩安 装在所述直流风机上。
[0010] 优选地，所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还包括吸油过滤器，所述吸油 过滤器安装在所述冷却器油箱本体与出油口之间。
[0011] 优选地，所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还包括真空表带卸压阀，所述 真空表带卸压阀与所沭吸油过滤器相连。
[0012] 优选地，所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还包括加油塞和放油塞，所述 加油塞设于所述冷却器油箱本体的上部，所述加油塞设于所述冷却器油箱本体的下部。
[0013] 优选地，所述温度传感器包括无触点温度传感器。
[0014] 优选地，所述驱动模块可驱动直流载荷负载为24V，功率为500W。
[0015] 如上所述，本实用新型的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，具有以下有 益效果：环保、节能的无触点控制提高液压油温度控制的准确精度，使工作油温保持在 55°C -65°C之间，且避免现有机械温控开关随着材质性能及疲劳强度的影响，控温精度差的 问题，以及现有机械温控开关和继电器工作时触点产生拉弧、回跳和电流产生瞬态效应，烧 毁触点及线圈从而降低液压元件的使用寿命和产品的可靠性的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1显示为本实用新型的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器的温控模块示意 图。
[0017] 图2显示为本实用新型的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器的结构示意图。
[0018] 图3显示为本实用新型的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器的芯体结构的示 意图。
[0019] 元件标号说明
[0020] 10 冷却器油箱本体
[0021] 101 进油口
[0022] 102 下封体
[0023] 103 芯体结构
[0024] 104 出油口
[0025] 11 温度传感器
[0026] 12 温度控制器
[0027] 13 驱动模块
[0028] 14 直流风机
[0029] 15 吸油过滤器
[0030] 16 真空表带卸压阀
[0031] 17 加油塞
[0032] 18 放油塞
[0033] 19 排气管
[0034] 131 驱动电路
[0035] 132 功率电子开关
【具体实施方式】
[0036] 以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本 说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0037] 须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭 示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条 件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响 本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内 容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中间"及"一" 等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的 改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0038] 如图1所示，本实施例提供一种混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，所述混凝 土搅拌车用风冷式温控油冷却器包括：冷却器油箱本体10、温度传感器11、温度控制器12、 驱动模块13及直流风机14。其中，冷却器油箱本体10包括具有并联同步分层的多个油道 的芯体结构103,与所述并联同步分层的多个油道连通的下封体102,与所述下封体102连 通的进油口 101，以及与所述多个油道连通的出油口 104。所述混凝土搅拌车用风冷式温 控油冷却器设置在液压系统的总回油路上，系统液压油流体从进油口 101进入所述油冷却 器，经过油冷却器冷却后，系统液压油流体从出油口 104流回液压系统。所述混凝土搅拌车 用风冷式温控油冷却器可使用于液压系统工程机械或其他液压系统机械中，尤其是在混凝 土搅拌车中。通过给液压系统加装混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器在系统总回油路 上，可以加大散热流量，提高系统液压油冷却效果，从而避免由于工作时液压系统在高压流 量的作用下产生系统液压油升温，油温升高导致整体机械效率下降，甚至机械发生故障的 问题。
[0039] 其中，所述进油口 101与所述下封体102 ;所述下封体102包括一个油腔结构，这 个油腔结构与所述芯体结构103的并联同步分层的多个油道连通；下封体102用于将进油 口 101流入的系统液压油经下封体油腔流入到芯体结构103的并联同步分层的多个油道 中。所述出油口 104与所述芯体结构103的多个油道连通，系统液压油在冷却器油箱中冷却 后从出油口 104流回液压系统。冷却器油箱本体10是冷却性能的关键部件，冷却器油箱本 体10的芯体结构103的构造形式和油道数量直接影响散热性能。在本实用新型的一个实 施例中，冷却器油箱本体10的芯体结构103采用并联同步分层的波纹翅片式，在这种翅片 式芯体中，翅片的扩展面和翅片对流的扰流能力决定了热交换能力，通过波纹翅片能够促 进流体的湍流，从而有效降低热阻，提供传热效率。如图3所示，冷却器油箱本体10的芯体 结构103中可包括并联同步分层的多个油道和下封体102连通，系统液压油通过下封体102 流入到并联同步分层的多个油道中，在芯体结构103的多个油道中系统液压油与冷却器油 箱本体10的芯体结构103进行热交换，将系统液压油中的热量传递到所述芯体结构103的 并联同步分层的波纹翅片中。在不同的实施例中，可采用不同的芯体结构，如采用管片式芯 片结构。在不同的实施例中也可以芯体结构可以包括不同数量的油道，如13个油道，21个 油道等。
[0040] 所述直流风机14对应所述芯体结构102设置以对其进行散热。具体地，所述直流 风机14对应所述芯体结构102设置，用于对所述芯体结构102进行散热。当所述直流风 机14开启时，直流风机14中的电机驱动使得空气通过芯体结构103,通过芯体结构103的 气流快速流动，对芯体结构103进行强制风冷冷却，迅速降低芯体结构103的波纹翅片的温 度，进而快速降低所述芯体结构103的油道中的系统液压油的温度。在一个实施例中，所使 用的直流风机为直流载荷负载为24V，功率为200W的风机，防护等级IP68,具有防水防护等 级IP68,具有防水防尘等高性能直流风机14开启时，直流风机14中的电机驱动使得空气 通过冷却器油箱本体10的芯体结构103,通过芯体结构103的气流快速流动，对芯体结构 103进行强制风冷冷却，迅速降低芯体结构103的波纹翅片的温度，进而快速降低所述芯体 结构103的油道中的系统液压油的温度。在一个实施例中，直流风机14可以为大功率的直 流载荷负载为24V，功率为500W的风机。在其他实施例中，直流风机14也可以是其他类型 的直流风机。
[0041] 在另一个实施例中，所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还包括导风罩，导 风罩设于直流风机14上，用于提高直流风机的工作性能。导风罩也是本产品直接影响冷 却器散热性能的关键部件，可通过不同厚度的导风罩进行风洞试验得出最佳风机和油冷却 器芯体的匹配。导风罩可以保证长期工作风机的静压裕量，在风洞试验中当风机1200m3/h 时，可产生60Pa静压裕量，特别静压高的在系统受污染时，可以提供更高的风量。
[0042] 所述温度传感器11位于所述下封体102内的中部，采集流经所述下封体102的工 作油温，并将温度参数转换成一个模拟量电压输出。在常规的油冷却器中，用于采集流经所 述下封体102的工作油温的温控开关安装在下封体102的末端，即进油口 101的另一端。在 下封体102的末端采集到的油温通常低于系统液压油进入油冷却器的实际油温，因此可能 引发常规的油冷却器对油温的错误判断，导致系统液压油的油温过热，对系统液压油的散 热不良，可能造成液压元件故障和停机。通过对系统液压油进入油冷却器时的热像分布状 态分析以及实际油温测试，并经实践证明，温度传感器11采集点在下封体102中部，经液压 油加载进入油冷却器时热像分布状态分析以及实际油温测试中部油温接近实际工作油温 使温度传感器采集的油温更准确。即对下封体102的中部采集的油温更接近实际工作的系 统液压油油温。因此在本方案中将所述温度传感器11放置与所述下封体102内的中部，可 以更准确的测量出系统液压油进入混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器的工作油温。所述 温度传感器11将采集到工作油温的温度参数转换成一个模拟量电压输出。本方案中使用 温度传感器11，可以避免现有技术中采用的机械部件的温控开关由于材质性能以及疲劳强 度的影响，控温精度误差大，且由于工作是触点产生的拉弧、回跳和电流产生瞬态效应，烧 毁触点及线圈从而降低使用寿命和产品的可靠性的问题。在具体的实施例中，温度传感器 11包括无触点温度传感器。
[0043] 所述温度控制器12与所述温度传感器11电性连接，将所述温度传感器11输出的 模拟量电压与预设的参考电压比较以输出比较信号。具体地，所述温度控制器12预设了参 考电压用于与温度传感器11输出的模拟量电压进行比较，通过比较，输出比较信号。在具 体的实施例中，所述预设的参考电压根据用户希望控制的油温来进行设置，所述温度控制 器12与所述温度传感器11电性连接，得到所述温度传感器11输出的模拟量电压，并与预 设的参考电压比较以输出比较信号。这个比较信号的结果由所述温度传感器11输出的模 拟量电压与预设的参考电压决定，实质上由用户希望控制的油温和所述温度传感器11采 集到的工作油温决定。所述温度控制器12通常设置于冷却器油箱本体10的外表面。驱动 模块13与所述温度控制器12电性连接，依据所述比较信号输出令所述直流风机14启动或 停止的控制信号。驱动模块13与所述温度控制器12电性连接，得到所述温度控制器12输 出的比较信号，并根据所述比较信号控制所述直流风机14启动或停止。具体地，驱动模块 13包括驱动电路131和功率电子开关132。驱动电路131接收到所述温度控制器12输出 的比较信号，并驱动所述功率电子开关132开启或关闭所述直流风机14。所述功率电子开 关包括大功率电子开关。在一个实施例中，所述驱动模块可以驱动直流载荷负载为24V，功 率为500W。
[0044] 所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器通过温度传感器11电性连接温度控制 器12,将一个模拟量电压信号和一个已设定参考电压相比较输出比较信号，驱动模块13根 据所述比较信号驱动功率电子开关控制直流风机14启动和停止进行强制性冷却，使得液 压系统冷却循环达到恒定最佳工作油温保持在55°C -65°C之间。
[0045] 在一个实施例中，所述温度控制器12的所述参考电平可以包括一个参考高电平 和一个参考低电平。温度控制器12将所述温度传感器11输出的模拟量电压分别与所述参 考高电平以及参考低电平进行比较。当所述温度传感器11输出的模拟量电压大于所述参 考高电平时，输出一个比较信号A。当所述温度传感器11输出的模拟量电压小于所述参考 低电平时，输出一个比较信号B。当驱动模块电路13得到的所述温度控制器12输出的比较 信号为比较信号A时，控制所述直流风机14启动。当驱动模块13得到的所述温度控制器 12输出的比较信号为比较信号A时，控制所述直流风机14停止。所述驱动模块13可以直 接控制直流风机14的启动或停止。所述参考低电平与所述参考高电平可根据用户需求预 先设定。这样，就可以保证所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器内系统液压油的温度 控制在预定的范围内。
[0046] 所述温度控制器还包括一报警模块，所述报警模块在一预设的时间段内检测不到 所述温度传感器11输出模拟量电压时输出报警信号。具体地，所述报警模块电性连接所述 温度传感器11，并检测电性连接所述温度传感器11输出的模拟量电压，当在一预设的时间 段内检测不到所述温度传感器11输出模拟量电压时，此时可以认为所述温度传感器11发 生故障，所述温度传感器报警模块输出报警信号。所述报警信号包括报警红灯亮。。
[0047] 如图2所示，所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还可以包括吸油过滤器 15,所述吸油过滤器15安装在所述冷却器油箱本体10的出油口处。系统液压油将冷却器 油箱本体10通过吸油过滤器15流向出油口 104,并从出油口 104流入到液压执行元件中。 吸油过滤器15用于过滤系统液压油中的颗粒，从而控制系统液压油的污染度，保证系统液 压油的清洁度。在一个实施例中，吸油过滤器15采用星形折叠过滤材料，过滤精度控制在 名义精度25um以下。在具体的实施例中，可根据不同的系统的液压元件要求选择不同的吸 油过滤器的滤芯15。
[0048] 所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还可以包括真空表带卸压阀16,所述真 空表带卸压阀16与所述吸油过滤器15相连。真空表带卸压阀16用于指示油液的污染程 度，当指针指示超过0. 2bar就需要更换吸油过滤器15的滤芯。因为真空表灵敏度高，安装 在户外容易误读数，所以真空表在不工作时通过卸压阀打开，让真空表的指针回零，以便能 准确指示油液污染状态。
[0049] 所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还可以包括加油塞17以及放油塞18， 所述加油塞17以及放油塞18都设于所述冷却器油箱本体10,其中所述加油塞17设于冷却 器油箱本体10的上部，所述放油塞18设于所述冷却器油箱本体10的下部。当需要更换液 压油时，打开放油塞18,将冷却器油箱本体10中的系统液压油放出。打开加油塞17,将新 的系统液压油加入到冷却器油箱本体10中。
[0050] 所述冷却器油箱本体10设有排气管19。因为液压传动系统是开式回路，当液压传 动系统工作时，冷却器油箱本体10中的油位会发生变化，导致冷却器油箱本体10中的压力 与外界的大气压力不一致。因此，在冷却器油箱本体10设有排气管19用于液压系统给的 排气。
[0051] 所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还可以包括一个油位指示器（图中未 示），设置于冷却器油箱本体10,用于显示油箱油位的位置。在一个实施例中，所述油位 指示器可以在冷却器油箱本体中的液压油达到预设的油位时，油位指示器显示红点提示用 户。
[0052] 综上所述，所述混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器设置在液压系统的总回油路 上，系统液压油流体从进油口进入所述有冷却器，经过油冷却器冷却后，系统液压油流体从 出油口流回液压系统。本实用新型的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器采用了设置于下 封体内的中部的温度传感器来准确的检测系统液压油的油温，温度控制器将温度传感器检 测到的油温模拟量电压与预设的参考电压进行比较并输出的比较信号，驱动模块依据所述 比较信号控制直流风机的启动或停止。本实用新型的方案可以提高液压油温度控制的准确 精度，且避免现有油冷却器采用的有触点温控开关加继电器控制风机启停的方案中，温控 开关随着材质性能及疲劳强度的影响，控温精度差的问题，以及温控开关和继电器工作时 触点产生拉弧、回跳和电流产生瞬态效应，烧毁触点及线圈从而降低使用寿命和产品的可 靠性的问题。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0053] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新 型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行 修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精 神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1. 一种混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，其特征在于，包括： 冷却器油箱本体，包括具有并联同步分层的多个油道的芯体结构，与所述多个油道连 通的下封体，与所述下封体连通的进油口，以及与所述多个油道连通的出油口； 直流风机，对应所述芯体结构设置以对其进行散热； 温度传感器，位于所述下封体内的中部，采集流经所述下封体的工作油温，并将温度参 数转换成一个模拟量电压输出； 温度控制器，与所述温度传感器电性连接，将所述温度传感器输出的模拟量电压与预 设的参考电压比较以输出比较信号； 驱动模块，与所述温度控制器电性连接，包括驱动电路和功率电子开关，依据所述比较 信号控制所述直流风机启动或停止。
2. 根据权利要求1所述的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，其特征在于：所述温 度控制器还包括一报警模块，所述报警模块在一预设的时间段内检测不到所述温度传感器 输出模拟量电压时输出报警信号。
3. 根据权利要求1所述的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，其特征在于：所述芯 体结构包括并联同步分层的波纹翅片式。
4. 根据权利要求1所述的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，其特征在于：所述混 凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还包括导风罩，所述导风罩安装在所述直流风机上。
5. 根据权利要求1所述的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，其特征在于：所述混 凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还包括吸油过滤器，所述吸油过滤器安装在所述冷却器 油箱本体的出油口处。
6. 根据权利要求5所述的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，其特征在于：所述混 凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还包括真空表带卸压阀，所述真空表带卸压阀与所述吸 油过滤器相连。
7. 根据权利要求1所述的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，其特征在于：所述混 凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器还包括加油塞和放油塞，所述加油塞设于所述冷却器油 箱本体的上部，所述加油塞设于所述冷却器油箱本体的下部。
8. 根据权利要求1所述的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，其特征在于：所述温 度传感器包括无触点温度传感器。
9. 根据权利要求1所述的混凝土搅拌车用风冷式温控油冷却器，其特征在于：所述驱 动模块可驱动直流载荷负载为24V，功率为500W。
【文档编号】G05D23/20GK203847491SQ201420282365
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】郑春卫 申请人:上海卫翔机电科贸有限公司