[发明专利]一种轻质波纹管式热膨胀驱动装置

说明书

一种轻质波纹管式热膨胀驱动装置，属于热膨胀制动的领域，驱动装置由波纹管体、顶盖、密封垫和热膨胀介质组成；装置结构新颖，工作原理清晰，装置中波纹管体既可作为填装热膨胀介质的感温本体，又可作为弹性元件直接感受热膨胀介质的体积变化直接转化为位移量输出，能够依靠热膨胀介质的热胀冷缩性质实现波纹管的收缩与拉伸，从而带动温控阀内部推杆的向后与向前的位移，实现热能与机械能的转换，能实现最大位移量的输出。

技术领域

本发明属于热膨胀制动的领域，涉及一种热膨胀驱动装置，具体的说是涉及一种利用热胀冷缩实现热能与机械能之间的转换的轻质波纹管式热膨胀驱动装置。

背景技术

目前运用热膨胀制动的领域很多，如温控阀门，温控阀广泛应用于各类热力设备中的工质温度、流量的控制。热膨胀驱动器作为温控阀的核心部件决定着温控阀的性能优劣。当前广泛使用的一种自力式热膨胀驱动器为石蜡感温包，其由感温包本体、石蜡、推杆、橡胶组成。该感温包在微驱动(小于5mm)领域性能卓越，但在大位移(大于10mm)驱动领域显得捉襟见肘，其原因就在于由于热膨胀所引起的位移大小不仅由热膨胀介质(如石蜡)的热物性参数决定，也由热膨胀驱动器的本体及内部构造决定。现行的热膨胀驱动器即上述感温包的本体由一个铜制容器构成，容器内部装填有膨胀介质如石蜡，当膨胀介质膨胀至充满容器内部时，向外的驱动位移量便停止，因为驱动器本体并不具有伸缩性，这种本体不具备伸缩性的劣势制约着其获得大位移驱动的发展。另外，由于其本体无法伸缩，导致在膨胀期的后段，热膨胀驱动器内部承受着巨大的压力，为了保证驱动器的安全及可靠性，驱动器本体往往采用厚度较大的金属，导致其重量较大，密封工艺更为严格与困难。如今，尤其是一些工业领域，对大位移驱动的需求较大，原来的做法是在温控阀内部加装位移放大器等机械结构，不仅增加了制作成本，也提高了产品的复杂度，其工作可靠性大幅度减少，因此有必要设计一种热膨胀驱动装置来满足使用的需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提出一种轻质波纹管式热膨胀驱动装置，波纹管既可作为填装热膨胀介质的感温本体，又可作为弹性元件直接感受热膨胀介质的体积变化直接转化为位移量输出，可实现较大位移量的输出，从而带动温控阀内部推杆的向后与向前的位移，实现热能与机械能的转换。

本发明的技术方案是：一种轻质波纹管式热膨胀驱动装置，其特征在于：所述驱动装置由波纹管体、顶盖、密封垫和热膨胀介质组成；所述波纹管体的外表面均布设有若干个U型槽，所述波纹管体的内部为中空结构，所述热膨胀介质填充设置在所述中空结构内，所述波纹管体的底部为密封结构，所述波纹管体的顶部设有开口，所述顶盖设置在所述开口外侧，所述顶盖的正面设有推杆，所述顶盖的背面设有凹槽，所述凹槽内设有密封垫，所述顶盖通过密封垫与波纹管体的顶部形成密封连接。

所述U型槽的槽底和U型槽的槽顶均为半圆形，U型槽的槽底和U型槽的槽顶均为半圆形，U型槽槽底半径大于U型槽槽顶半径。

所述波纹管体由紫铜材料制备而成。

所述波纹管体顶端通过冲压式压力机将顶端竖直的金属铜边压弯贴合在顶盖的上表面上，其与密封垫共同作用产生强大压力以保证密封。

所述波纹管体通过周围介质温度的变化，膨胀量发生变化，其热膨胀量为：Δl＝al₀ΔT，其中，a热膨胀介质的线性膨胀系数，l₀为初始长度，ΔT为温度变化量。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种轻质波纹管式热膨胀驱动装置，装置结构新颖，工作原理清晰，驱动装置由波纹管体、顶盖、密封垫和热膨胀介质组成；装置中波纹管体既可作为填装热膨胀介质的感温本体，又可作为弹性元件直接感受热膨胀介质的体积变化直接转化为位移量输出，能够依靠热膨胀介质的热胀冷缩性质实现波纹管的收缩与拉伸，从而带动温控阀内部推杆的向后与向前的位移，实现热能与机械能的转换，能实现最大位移量的输出。

附图说明

图1为本发明驱动装置整体结构示意图。