本實用新型涉及一種溫度調節(jié)閥門及調節(jié)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于仿生原理的水液壓溫度調節(jié)閥門及調節(jié)系統(tǒng)，屬于工程機械技術領域。

背景技術：

隨著科技的進步和社會的發(fā)展,液壓閥將朝著高壓大流量、小型化、智能化、可靠性高、模塊化、水壓、低噪聲振動等研究方向發(fā)展,從而以應對其他的各種傳動方式，如電氣傳動、機械傳動的競爭，并達到社會對節(jié)能環(huán)保的要求，雖然傳統(tǒng)的工作介質是液壓油，液壓油由于具有防銹性、優(yōu)良的潤滑性以及大的粘度等特點。但是隨著社會的進步，人類對環(huán)保的要求越來越高，傳統(tǒng)的油壓技術已不能很好的滿足現(xiàn)代社會的要求，而且隨著石油的不斷開采，資源也越來越匱乏，未來的發(fā)展前景不容樂觀。而水具有資源巨大，干凈衛(wèi)生與價廉安全諸多優(yōu)點。隨著各種新型材料的出現(xiàn)以及加工水平的巨大提高，從而以水介質作為液壓系統(tǒng)的中介成為未來發(fā)展的一大方向，而由于水所具有的特性，在液壓系統(tǒng)中工作時極易發(fā)生溫度的升高以及隨著外界環(huán)境的改變溫度也會發(fā)生變化，嚴重影響了水液壓技術的使用范圍，而且水極易發(fā)生氣蝕以及引起過濾不足而引起的沖刷作用，所有的這些都對水液壓技術的推廣以應用帶來了極大的限制。

傳統(tǒng)的水壓閥門結構對于仿氣蝕以及沖刷方面大都采用新型材料的方式，但是存在成本高昂而且效果不是很明顯的弊端，從自然界生物身上提取有益參考是仿生工程學的重要研究內容，而將其應用到水液壓技術方面的應用幾乎是空白的。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了解決純水液壓系統(tǒng)對環(huán)境溫度敏感、易發(fā)生氣蝕以及沖蝕的問題而提供一種基于仿生原理的水液壓溫度調節(jié)閥門及調節(jié)系統(tǒng)。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種基于仿生原理的水液壓溫度調節(jié)閥門，包括閥體、閥芯、左端蓋和右端蓋，閥體上設置有一個進水口和兩個出水口，左端蓋上設置有左閥口，右端蓋上設置有右閥口，進水口分別與左閥口和右閥口連通，左閥口與左側的出水口連通，右閥口與右側的出水口連通，所述閥芯是對稱式結構且中間位置設置有隔離圓盤，閥芯頭部是直線形流量曲線結構，閥芯的兩個端部均設置有仿生紅柳結構的V形槽，且閥芯的一個端部是具有直線形流量曲線結構的頭部，另一個端部伸出至端蓋外部且連接有比例電磁鐵。

一種利用所述的基于仿生原理的水液壓溫度調節(jié)閥門的基于仿生原理的水液壓溫度調節(jié)系統(tǒng)，所述基于仿生原理的水液壓溫度調節(jié)閥門的左側出水口通過管路依次連接制冷器、過 濾器和水箱，右側出水口通過管路依次連接加熱器、過濾器和水箱，基于仿生原理的水液壓溫度調節(jié)閥門的進水口通過進水管路與電磁換向閥的左側位連接，且左側位通過管路依次與水液壓泵、過濾器和水箱連接，在電磁換向閥的右側位與進水管路之間并聯(lián)有執(zhí)行回路，執(zhí)行回路的管路上設置有第一溫度傳感器，過濾器與水液壓泵之間的管路上設置有第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、電磁換向閥和比例電磁鐵均與控制電路連接。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：設置有加熱器和冷卻器，通過溫度調節(jié)閥對水流的加熱或者冷卻進行分配，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；系統(tǒng)在水箱以及執(zhí)行回路出口處設置有溫度傳感器和控制電路對系統(tǒng)進行實時自動的控制，提高了控制精度；閥芯采用異形曲線結構可以顯著降低氣蝕對閥門密封處的破壞作用；其次閥芯端部采用仿生紅柳耐沖蝕結構V形槽顯著降低水中細小顆粒對閥芯的沖刷作用，有效提高閥芯使用壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型的溫度調節(jié)系統(tǒng)的原理圖；

圖2是本實用新型的溫度調節(jié)閥結構剖面圖；

圖3是本實用新型的仿生異形調節(jié)閥芯的結構示意圖；

圖4是本實用新型的仿生異形調節(jié)閥芯的仿生異形調節(jié)閥芯V型槽的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述。

如圖1所示，本實用新型包括：第二溫度傳感器1、水液壓泵2、電磁換向閥3、執(zhí)行回路4、第一溫度傳感器5、控制電路6、比例電磁鐵7、溫度調節(jié)閥8、制冷器9、加熱器10、水箱11、過濾器12、比例電磁鐵13、密封圈14、右端蓋15、閥體16、閥芯圓盤17、閥芯18、密封圈19、左端蓋20、左側出水口B、右側出水口C、進水口A。

具體工作過程如下：首先在外界環(huán)境溫度變化時，油箱的第二溫度傳感器1檢測到水溫傳輸?shù)娇刂齐娐啡绻蠝囟纫髣t由控制電路控制電磁閥開關3流入執(zhí)行回路4中實現(xiàn)相應功能，如果不滿足要求則控制電路控制電磁閥開關3經(jīng)溫度調節(jié)閥8直接進入溫度調節(jié)，溫度低則進行加熱，溫度高則進行冷卻，直到達到適宜溫度，電磁換向閥3開通進入執(zhí)行回路4實現(xiàn)相應功能，在流經(jīng)執(zhí)行回路4后在溫度調節(jié)閥8口的第一溫度傳感器5對水溫進行測量，將溫度信號傳輸?shù)娇刂齐娐?，?jīng)過控制電路溫度比對，然后通過控制電路6控制比例電磁鐵7的移動來控制閥芯的位置從而控制加熱與散熱支路的閥口大小實現(xiàn)對水流的分配，從而實現(xiàn)對水溫的精確自動化控制。

水流在流經(jīng)溫度控制閥8時經(jīng)入口A流入然后經(jīng)閥體流道流向左右兩端閥口，經(jīng)閥口節(jié)流分別由B、C出口進入溫度加熱器與散熱器，加熱器與散熱器可以實時開關。其中溫度控 制閥8左右閥口為對稱結構，可以成比例的控制左右兩端閥口的流量，其中在控制電路6中要根據(jù)水的工作特性設置一個適宜的溫度范圍控制系統(tǒng)根據(jù)溫度傳感器返回的溫度值調節(jié)電磁換向閥的換向以及溫度調節(jié)閥的閥芯開度，水流在流經(jīng)溫度調節(jié)閥時由A口進入經(jīng)分流分別流入閥芯兩側，經(jīng)比例電磁鐵7調節(jié)閥芯的開度，實現(xiàn)兩側的分流大小，水流經(jīng)兩端流入閥芯內腔后由閥芯中間圓盤狀結構17將兩端分開，避免混流，閥芯18采用直線流量特性的異形閥芯結構，將氣蝕引向閥芯后端減輕對閥芯密封處的破壞作用。在閥芯端部21加工有仿紅柳v形槽結構，在流體中含有細小顆粒時，V型槽產生的壁面渦流可以對顆粒的沖擊產生緩沖作用有效減輕顆粒的直接撞擊產生的沖蝕作用。水液壓散熱系統(tǒng)，包括過濾器、液壓泵、電磁換向閥、執(zhí)行系統(tǒng)回路、溫度控制閥門、制冷器、加熱器、水箱，其中重點的溫度控制閥主要由閥蓋、閥體、仿生耐沖蝕閥芯、比例電磁鐵、控制模塊等組成?？刂崎y包括一個進水口A，兩個出水口B、C，其中兩個出水口B、C分別接加熱回路和制冷回路，水經(jīng)進水口A進入閥體后分別通往散熱回路和制冷回路的進水口，經(jīng)溫度傳感器5測量水介質的溫度后通過控制電路6控制比例電磁鐵7控制兩個閥口的開度實現(xiàn)溫度的精確控制。

溫度控制閥包括閥體、左右端蓋、仿生閥芯、比例電磁鐵，仿生結構閥芯，其中閥體上加工有進水口A和出水口B、C，進水口A分別連通左右閥口，閥口連通出水口B、C，其中左端蓋、右端蓋與閥體采用螺紋連接，并且?guī)в兴簤簩Ｓ妹芊馊Γㄟ^與閥芯的配合調節(jié)節(jié)流口大小實現(xiàn)對水流的節(jié)流作用，閥芯為對稱結構中間帶有隔離圓盤，隔離圓盤上帶有密封圈將兩個分流腔室隔離開來，閥芯頭部采用直線形流量曲線結構，既保證流量調節(jié)的可控性又有效減輕氣蝕，閥芯端部加工有仿生紅柳結構V形槽，有效減輕水流的沖蝕磨損，閥芯右端連接比例電磁鐵，通過控制電路控制比例電磁鐵從而帶動閥芯的移動控制開度，閥芯向左移動最大距離時左端閥口關閉，所有水流經(jīng)右端閥口從C口流出進入加熱支路，閥芯向右移動最大距離時右端閥口關閉，左端閥口開度最大，所有水流經(jīng)左端閥口從B口流出進入散熱支路。

本實用新型基于仿生紅柳的原理,提供了一種結構簡單、可靠性高和經(jīng)濟實用的水液壓溫度調節(jié)系統(tǒng)以及仿生溫度調節(jié)閥門。

本實用新型的溫度調節(jié)系統(tǒng)包括溫度傳感器1、液壓泵2、電磁換向閥3、執(zhí)行回路4、溫度傳感器5、控制電路6、比例電磁鐵7、溫度控制閥8、冷卻器9、加熱器10、水箱11、過濾器12，其特征在于本散熱系統(tǒng)還包括水液壓溫度控制閥，溫度控制閥有一個進口A兩個出口B、C，B接散熱支路和C接加熱支路，通過對水溫的檢測由溫度控制閥門對水流進行分配，根據(jù)溫度的大小自動調節(jié)兩端閥門開口的大小。

溫度控制閥包括閥體、左右端蓋、閥芯、比例電磁鐵，閥芯中部為隔流圓盤，隔流圓盤 上帶有密封圈。溫度控制閥閥芯18采用直線流量形異形曲線結構，閥芯端部21采用仿生紅柳非光滑結構，閥芯右端為比例電磁鐵推桿。

水箱與閥體入口處安裝有溫度傳感器1和5，并設置有電磁換向閥3，電磁換向閥一路連接執(zhí)行回路4，一路連接溫控閥8,控制模塊連接比例電磁鐵7、電磁換向閥3和溫度傳感器1和5。閥體上開有兩個間隔適當距離的出流口B、C，閥體進口A處開有通流槽連通左右兩端閥口，左端蓋20和右端蓋15上加工有節(jié)流口，與閥芯18組成節(jié)流閥口。

本實用新型公開了一種基于仿生原理的水液壓溫度調節(jié)系統(tǒng)及閥門。針對水液壓系統(tǒng)易氣蝕以及沖刷設計了耐氣蝕以及基于仿生原理的耐沖蝕紅柳結構閥芯，技術方案的要點是:水液壓溫度調節(jié)系統(tǒng)，包括過濾器、液壓泵、電磁換向閥、執(zhí)行系統(tǒng)回路、溫度控制閥門、控制電路、制冷器、加熱器、水箱，其中重點的溫度控制閥主要由閥蓋、閥體、仿生耐沖蝕閥芯、比例電磁鐵、控制模塊等組成?？刂崎y包括一個進水口，兩個出水口，其中兩個出水口分別接加熱回路和制冷回路，水經(jīng)進水口進入閥體后分別通往散熱回路和制冷回路的進水口，經(jīng)溫度傳感器測量水介質的溫度后通過控制電路控制比例電磁鐵控制兩個閥口的開度實現(xiàn)溫度的精確控制。本實用新型主要是為水液壓介質提供良好的溫度控制，保證水液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。