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溫控閥核心元件- 溫度記憶彈簧對比溫控蠟包的優勢
來源:卡塔羅   發布時間:2020/6/30 15:38:47   瀏覽次數:

 溫控閥是一種新型高效高科技產品,廣泛應用于各類熱力設備的不同性質的工質溫度、流量的控制,如金、化工及各種民用裝置等。感溫元件作為溫控閥的關元件決定著溫控閥的性能優劣。

目前的溫控閥有兩種機械式自動調溫結構,分別采用不同的溫控閥芯: 一種傳統的石蠟溫包(Wax Element)閥芯,另一種新型溫控閥芯采用形狀記憶合金(Shape Memory Alloys 簡稱SMA)彈簧。

傳統石蠟溫包閥芯的工作原理是將不同配方的石蠟與銅粉混合物灌進一個細小的銅管容器中,容器口蓋一片橡膠傳感片。由于溫度的變化,容器中的石蠟體積也隨之增縮,再通過容器口的傳感片帶動彈簧推動活塞來調節。

                       石蠟溫包 

 新型形狀記憶合金溫控閥芯,由鎳鈦(Ni-Ti)合金制成的形狀記憶合金彈簧通過感應溫度改變本身的長度和力值,從而推動閥芯來調節控制溫度和流量

 記憶合金彈簧            

鎳鈦合金記憶彈簧作為新一代熱敏元件對比傳統石蠟溫包具有幾項明顯的顛覆性優勢 

1、石蠟溫包的感溫動作具有明顯的滯后性,據石蠟溫包行業龍頭的公眾號文章介紹:“液體溫包對溫度的反應速度為15~20分鐘,而氣體溫包的反應速度僅為6分鐘”;而相比之下溫度記憶合金彈簧的響應速度在氣體中是以秒計,而在液體中一般可在不足一秒內引發響應;

2、石蠟溫包的密封核心橡膠片屬易損件,一般使用壽命3-5萬次,進口產品也不過10萬次左右;而記憶合金彈簧的使用壽命可以輕松達到100萬次,甚至上千萬次。

3、石蠟溫包的感溫區間內的動作和力值是非線性的,容易造成溫度跳躍式變化,溫度控制不夠穩定。記憶合金彈簧的溫度變化可控性更強,感溫反應更線性,溫度精度是傳統石蠟溫包的20倍以上

4、目前石蠟溫包的有效使用溫度范圍一般為15-90℃,感溫區間15-20℃,但是記憶合金彈簧的適用溫度可以從零下50℃到零上150℃之間,任意設置10-15℃的感溫區間

5、相對于石蠟溫包只能熱脹冷縮的特性;記憶合金彈簧通過特殊的材料及熱處理工藝,不但可以實現傳統的熱脹冷縮,而且可以實現“熱縮冷漲”,甚至實現自動往復運動的“雙程記憶態”,為客戶的創新設計提供了更為靈活的選擇

6、石蠟溫包使用的是銅材料,但是在中國西北部,水的鹽堿度高,容易腐蝕和產生大量的水垢;記憶合金彈簧的成分主要是鎳和鈦金屬,具有很高的耐腐蝕性,不但可以在硬水環境使用,甚至在海水、污水和酸堿腐蝕性環境下均能正常工作

7、石蠟溫控閥芯使用的時間過長,有可能在壓邊內側有少量石蠟或銅粉,隔膜和橡膠鍵之間有石蠟。由于隔膜密封不良,石蠟或銅粉從壓邊內側擠入隔膜與橡膠鍵間,溫包內膨脹劑體積減小,當油或水溫度上升,石蠟熔化,由于體積的減小而堵死閥口,也就不能使冷熱流體按正常的流量比例流經溫控閥,從而使閥桿劇烈上下移動,不能保證出口溫度的穩定性。因而也就不能起到控制油或水溫度的作用形狀記憶合金彈簧可以使設備機構小型化,結構簡單的情況下就能起到傳統機構中的傳感、驅動和傳遞三個系統的功能作用控溫精確可靠

記憶合金彈簧在很多領域都屬于創新性的應用,很多結構都需要重新優化設計,這在帶來長期降本的同時,確實可能會增加初期的研發和驗證成本但隨著彈簧技術的發展,越來越多的溫控閥芯廠家開始尋求新的技術突破和產品升級,不再滿足使用傳統的石蠟溫控閥芯,意識到記憶合金彈簧作為溫控閥芯是未來的大趨勢。但很多的溫控閥芯廠家在產品升級的路上也遇到了技術瓶頸

鎳鈦合金彈簧 

目前的記憶合金溫控閥芯中除了記憶合金元件,一般還需要使用不銹鋼彈簧作為復位動力現有的溫控閥芯廠家往往沿用國外的成熟設計,在使用記憶合金彈簧來代替石蠟感溫元件時,忽略記憶合金元件溫度力值曲線是有變化的,這時就需要調整對應復位彈簧的剛度,可惜很少有彈簧廠家同時精通這兩種彈性元件的性能,客戶匹配研發記憶合金彈簧和傳統的彈簧,這正是卡塔羅彈簧的優勢。

卡塔羅精密部件(蘇州)有限公司是一家新興的彈簧企業,有比肩國際一流同行的彈簧設計研發能力。卡塔羅彈簧整合行業資源,可以為溫控閥芯新產品研發和升級換代提供助力;卡塔羅通過了ISO9001和IATF16949等質量體系認證,并耗時3年半研發彈簧行業專用的,貫穿設計、成本核算、原材料管理、生產管控和閉環品檢的軟硬件平臺。將記憶合金彈簧和普通彈簧進行研發匹配,把控兩款彈簧的生產環節,幫助溫控閥芯廠家解決由于彈簧力值不穩定,批次差異大等問題造成的質量問題





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