本發(fā)明專利涉及一種并聯(lián)雙過載保護多腔油壓恒功率制熱系統(tǒng)裝置及方法，特別是帶有并聯(lián)雙過載保護的多腔油壓恒功率制熱系統(tǒng)裝置及方法。

背景技術：

對于有特殊要求的均衡制熱場合，如高精密液壓機床、高精度儀器儀表、量規(guī)、平面平臺、核電反應堆的恒溫保護等，傳統(tǒng)方式制熱首熱尾冷，溫度分布不均勻。同時因為油液的瀝青化、管道故障和連接方法的不當導致系統(tǒng)故障，影響系統(tǒng)安全運行。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明專利提供了一種并聯(lián)雙過載保護多腔油壓恒功率制熱系統(tǒng)裝置及方法，較好地解決上述問題，實現(xiàn)局部和系統(tǒng)具有雙過載保護的油壓恒功率制熱。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：并聯(lián)雙過載保護多腔油壓恒功率制熱系統(tǒng)裝置，其特征是：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1-N（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(lián)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1（S1-1）、散熱腔2（S1-2）、散熱腔3（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相同的散熱腔1（S1-1）、散熱腔2（S1-2）、散熱腔3（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。

所述的功率損失塊（S1-4）在120°方向有三個在同一圓心環(huán)上的窄凸臺，臺內有固定螺紋孔，與散熱管道（S1-5）配合形成功率損失腔寬度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）、壓力過載彈簧壓力過載彈簧（S1-12）、壓力過載彈簧擋圈（S1-13），壓力過載彈簧擋圈（S1-13）止口；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。

所述的主油路應急保護塊（S2）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）外殼有進口主油路油口、出口回油路油口，內園為盲孔；工字型圓柱芯（S2-2）的型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，剛好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。

有益效果：其恒功率制熱的方法特征是：油液按一定的壓力P在規(guī)定的時間內流到左端功率損失塊（S1-4），經(jīng)功率損失腔寬度b（S1-9）、功率損失腔（S1-6）流到與散熱腔1（S1-1）體積相同的油液，此過程將產(chǎn)生壓力阻力而損失功率，損失的功率根據(jù)熱功當量轉換成油液熱量，其熱量計算函數(shù)如下：

其中，

體積V為散熱腔1的體積；

t為油液剛好流進散熱腔1的體積所規(guī)定的時間；

P為流經(jīng)功率損失塊（S1-4）所損失的壓力；

Q為在規(guī)定時間內流滿散熱腔1所需油液；

b為制熱節(jié)環(huán)腔寬度，如果b值小一個數(shù)量級，則P值增加三次方數(shù)量級；

N1為油液流進左端功率損失塊（S1-4）且流滿散熱腔1損失的功率；

損失的功率根據(jù)熱功當量形成油液的熱量，該熱量通過散熱腔1（S1-1）對應的散熱管道（S1-5）散熱，而散熱腔1（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2（S1-2）并通過散熱腔2（S1-2）對應的散熱管道（S1-5）散熱，散熱腔2（S1-2）原有的油液通過右端功率損失塊（S1-4）進入散熱腔3（S1-3），以此類推，故看似系統(tǒng)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(chǎn)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(tǒng)保持多腔油壓均溫制熱,由于采取并聯(lián)連接當其中一個內保護油壓均溫制熱裝置（S1）出現(xiàn)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(tǒng)總熱量不變；

其局部保護的方法特征是：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，由從過載控制油孔留到下一個散熱腔，這樣一個散熱腔出現(xiàn)問題，不會影響內保護油壓均溫制熱裝置（S1）中的其他散熱腔的工作，完成內保護油壓均溫制熱裝置（S1）的局部保護；

其系統(tǒng)保護的方法特征是：當有多個內保護油壓均溫制熱裝置（S1）整體出現(xiàn)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）的控制油孔流到應急保護塊控制油孔，再到控制油路，再到出口主油路形成通路，因而該區(qū)域壓力下降，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(tǒng)壓力的無限制升高，也保護整個系統(tǒng)。

優(yōu)點：1、實現(xiàn)利用多腔油壓的恒功率制熱；2、采用并聯(lián)連接使得系統(tǒng)總熱量保持不變；3、具備局部和系統(tǒng)的雙過載保護保證系統(tǒng)安全運行。

附圖說明

圖1 本發(fā)明的系統(tǒng)裝置結構圖；

圖2 本發(fā)明的內保護油壓均溫制熱裝置結構圖；

圖3 本發(fā)明的主油路應急保護塊結構圖。

具體實施方式

實施例1：并聯(lián)雙過載保護多腔油壓恒功率制熱系統(tǒng)裝置，其特征是：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1-N（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(lián)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1（S1-1）、散熱腔2（S1-2）、散熱腔3（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相同的散熱腔1（S1-1）、散熱腔2（S1-2）、散熱腔3（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。

所述的功率損失塊（S1-4）在120°方向有三個在同一圓心環(huán)上的窄凸臺，臺內有固定螺紋孔，與散熱管道（S1-5）配合形成功率損失腔寬度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）、壓力過載彈簧壓力過載彈簧（S1-12）、壓力過載彈簧擋圈（S1-13），壓力過載彈簧擋圈（S1-13）止口；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。

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）外殼有進口主油路油口、出口回油路油口，內園為盲孔；工字型圓柱芯（S2-2）的型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，剛好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。

工作原理：其恒功率制熱特征是，油液按一定的壓力在規(guī)定的時間內流到功率損失塊（S1-4），經(jīng)功率損失腔寬度b（S1-9）、功率損失腔（S1-6）流到與散熱腔1（S1-1）體積相同的油液，此過程將產(chǎn)生壓力阻力而損失功率，損失的功率根據(jù)熱功當量轉換成油液熱量。該油液熱量通過散熱腔1（S1-1）對應的散熱管道（S1-5）散熱，而散熱腔1（S1-1）原有的油液通過中間發(fā)熱節(jié)環(huán)塊（S1-4）同體積、同時間、同壓力、同損失功率流入散熱腔2（S1-2）并通過散熱腔2（S1-2）對應的散熱管道（S1-5）散熱，散熱腔2（S1-2）原有的油液通過右端功率損失塊（S1-4）進入散熱腔3（S1-3），以此類推，故看似系統(tǒng)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(chǎn)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N個內保護油壓均溫制熱裝置（S1）也是如此，故整個系統(tǒng)保持多腔油壓均溫制熱；由于采取并聯(lián)連接，當其中一個內保護油壓均溫制熱裝置（S1）出現(xiàn)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(tǒng)總熱量不變；

其局部保護特征是，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(xiàn)問題，不會影響內保護油壓均溫制熱裝置（S1）中的其他散熱腔的工作，完成內保護油壓均溫制熱裝置（S1）的局部保護；

其系統(tǒng)保護特征是，當有多個內保護油壓均溫制熱裝置（S1）整體出現(xiàn)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）的控制油孔流到應急保護塊控制油孔，再到控制油路，再到出口主油路形成通路，因而該區(qū)域壓力下降，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(tǒng)壓力的無限制升高，也保護整個系統(tǒng)。