自力式環(huán)境溫度-調(diào)節(jié)閥門是一種可以直接功效調(diào)節(jié)閥門，它不需一切另加電力能源，把精確測量、調(diào)整、實行統(tǒng)一為一體，運用消化吸收被調(diào)目標自身的動能推動其姿勢，完成溫度的操縱。它有著構造簡易、價格低、姿勢靠譜、自動化技術層度高的優(yōu)勢。適用總流量轉(zhuǎn)變較小，儀表盤氣動閥門或開關電源供貨艱難和精度規(guī)定并不是很高的操縱場所[1]。原文中關鍵以普遍構造為例子，討論液態(tài)脹大型自力式溫度調(diào)節(jié)閥核心部件溫度感應器的工藝設計問題。
1 液態(tài)脹大型自力式溫度調(diào)節(jié)閥原理與閥心的應力分析
普遍的液態(tài)脹大型自力式溫度調(diào)節(jié)閥構造主要是由油路板1、高壓閘閥2、閥心3、扭簧部件4、閥心擺桿6、金屬波紋管部件7~9、剛度毛細血管10、溫度感應器11、12、環(huán)境溫度調(diào)整旋紐13、環(huán)境溫度設置表明14及其溫度保護設備等組成。如下圖1a所顯示。促進閥座姿勢的工作壓力數(shù)據(jù)信號由感應器11中的添充溫度傳感器液態(tài)物質(zhì)的脹大造成，并根據(jù)剛度毛細血管10將工作壓力數(shù)據(jù)信號傳送至均衡金屬波紋管腔室。功效在角閥上的上端液體的負擔和下邊液體的負擔及其扭簧力都根據(jù)金屬波紋管內(nèi)液態(tài)溫度傳感器物質(zhì)造成的力來均衡，其效果是驅(qū)動力FA和預設扭簧的彈性FF的方位反過來，但尺寸同樣。二力在等總流量情況下均衡。當環(huán)境溫度在測點基本上升高或降低時，自力式溫度調(diào)節(jié)閥的操控與實行系統(tǒng)軟件可降低或擴大總流量。
環(huán)境溫度控制的流程如下所示：
（1）當感應器被測的物質(zhì)環(huán)境溫度上升時，感應器內(nèi)的填充料脹大并增加推動力FA在各種閥門上。
（2）當FA超過預置扭簧力FF，后閘閥的開啟度縮小，根據(jù)閥體的介質(zhì)總流量降低。
（3）總流量降低后，環(huán)境溫度減少，直到做到新的力平衡狀態(tài)，這時，油路板抵達新部位。如下圖1b所顯示
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由上應對閥心的應力分析可獲得：
FA=pAB-（P1-P2）Av-k1X=FF=k2x（1）
則：pAB-（P1-P2）Av=k2x k1X=kx（2）
式中：AB為金屬波紋管的橫截面積；p為溫度傳感器物質(zhì)造成的擴張力；p1為自力式溫度調(diào)節(jié)閥應用中閥前工作壓力；p2為自力式溫度調(diào)節(jié)閥應用中閥后工作壓力；AV為閥心的橫截面積；k1為金屬波紋管的剛度指數(shù)；k2為彈簧片的固執(zhí)指數(shù)；k=k1 k2為金屬波紋管與扭簧的總剛度指數(shù)；x為扭簧偏移平衡位置的位移。
由式（2）由此可見，在自力式溫度調(diào)節(jié)閥設計方案中，剖析溫度感應器內(nèi)溫度傳感器物質(zhì)隨環(huán)境溫度改變所形成的脹大量和膨脹力是尤為重要的。
2 液態(tài)脹大型自力式溫度調(diào)節(jié)閥溫度感應器的內(nèi)充液態(tài)容量的制定與剖析
2.1 感應器的內(nèi)充液態(tài)容量的制定與剖析
當環(huán)境溫度上升時，固態(tài)、汽體和絕大多數(shù)的液態(tài)都是會脹大。圖2表明為液態(tài)脹大型自力式溫度調(diào)節(jié)閥溫度感應器基本原理：當環(huán)境溫度上升時，感應器缸身體內(nèi)的溶液便會脹大，因為剛度發(fā)動機缸體壁阻攔了軸向的脹大，液態(tài)只有沿徑向脹大，進而促進活塞桿和曲軸往上健身運動。
依據(jù)參考文獻[3]可類似地運用簡易液態(tài)與固態(tài)的簡單化狀態(tài)方程：
V=V0[1 α（T-T0）-β（p-p0）] （3）
式中 α為絕熱過程容積膨脹系數(shù)；
β 為等溫過程壓縮系數(shù)；
P0 為環(huán)境溫度為T0時液態(tài)的工作壓力；
P為環(huán)境溫度為T時液態(tài)的工作壓力；
V為時液態(tài)的容量；
V0為T0時液態(tài)的容量。
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絕熱過程容積膨脹系數(shù)α和等溫過程壓縮系數(shù)β都不大，在一定溫度范圍內(nèi)為參量，可根據(jù)試驗測到，也可查看有關參考文獻。p0則可由充裝液態(tài)物質(zhì)時明確，V0是在環(huán)境溫度T0時溫度傳感器的容量，可用T0為充裝環(huán)境溫度即室內(nèi)溫度，則V0就可以覺得是感溫度感應器的內(nèi)充液態(tài)容量。
感應器發(fā)動機缸體的活塞桿精確測量添充液態(tài)的熱變形量，其行程安排意味著環(huán)境溫度的函數(shù)公式。在自力式溫度調(diào)節(jié)閥內(nèi)，金屬波紋管即是活塞桿，因此金屬波紋管的行程安排變化量：
（4）
由式（3）可獲得：ΔV=V0[αΔT-β（p-p0）]，代人式（4）得：
（5）
又由式（1），當扭簧平衡位置與金屬波紋管原始部位同樣時，x=Δh，則：
pAB=kx （P1-P2）AV=k•Δh （P1-P2）AV（6）
聯(lián)立柱式（5）、式（6）得：
（7）
或（8）
（8）
式（7）可以覺得是在一定的溫度和工作壓力區(qū)域內(nèi)感應器內(nèi)充裝液態(tài)容量V0與閘閥構造規(guī)格（AV，AB）、閥門彈簧與金屬波紋管剛度（k1，k2）、應用標準（p1）及其應用中將會產(chǎn)生的初始條件——極限值狀況（相匹配較大環(huán)境溫度轉(zhuǎn)變△Tmax 、閥后工作壓力P2≈0和感應器內(nèi)工作壓力Pmax）的表達式。式（8）是金屬波紋管行程安排意味著環(huán)境溫度的實際函數(shù)表達式，由此可見V0在明確、在一定的溫度和工作壓力區(qū)域內(nèi)、一定應用標準情形下（即α，β，P1，k等都為參量，P2因閥開啟度轉(zhuǎn)變造成的變動較?。?，Δh與ΔT成線型關聯(lián)。這表明，為獲得金屬波紋管的某一行程安排量Δh ，必須考慮到實際操作部件的樣子能符合要求：通常較小橫截面積AV，感應器能出現(xiàn)比大橫截面積感應器更高的行程安排量。當金屬波紋管的行程安排量比較大時，精確測量的溫度范圍比較大，因此趨向于選用較小容量感應器以獲得比較大和較準確的測定結(jié)論。但小容量感應器的缺陷之一是傳送的推動力較小。因而，在設計方案感應器內(nèi)充物質(zhì)容量的情況下，務必兼具行程安排、環(huán)境溫度的變化量及其所需驅(qū)動力的尺寸。
2.2 感應器添充液態(tài)種類的挑選
為快速、精確地將環(huán)境溫度的變化量反映在上擺桿行程安排上，進而調(diào)節(jié)閥開啟度，感應器所消化吸收和流失的發(fā)熱量應盡量避免?？筛鶕?jù)較小的容積和品質(zhì)達到此規(guī)定，但在容積明確的情形下還可以根據(jù)挑選某類較低燒容的充填物質(zhì)來完成。存儲在感溫度感應器內(nèi)充液態(tài)的發(fā)熱量的估算如下所示[4]：
W=cpmΔT （9）
式中cp為添充液態(tài)的比熱容，一般并不是變量定義，反而是隨環(huán)境溫度的變動而變化的，在一定溫度范圍內(nèi)可類似為參量，可依據(jù)試驗或有關參考文獻查得；m為添充液態(tài)的品質(zhì)；ΔT為環(huán)境溫度的更改量。
自力式溫度感應器一般選用丙三醇、工業(yè)甲醇、甲基硅油等液態(tài)原材料生成的合成機油做為添充物質(zhì)。除開液態(tài)，環(huán)氧樹脂和塑膠類化合物也可以作為添充物質(zhì)。在不大環(huán)境溫度變動范疇內(nèi)，朔性環(huán)氧樹脂尤其適用容積轉(zhuǎn)變很大的場所。添充物質(zhì)的挑選與此同時規(guī)定添充液態(tài)無毒性，不傷害身心健康，不環(huán)境污染，假如萬一產(chǎn)生泄露，能同污水一起排出。
3 結(jié)果
液態(tài)脹大型自力式溫度調(diào)節(jié)閥是一種無需一切另加電力能源的同時功效調(diào)節(jié)閥門，實踐活動應用中有著眾多優(yōu)勢。對液態(tài)脹大型自力式溫度調(diào)節(jié)閥核心部件—感溫度感應器的工藝設計中，可以按照實際規(guī)定，根據(jù)以上探討中的基礎理論和相對應物質(zhì)的物理性能主要參數(shù)，充分考慮有關要素，測算內(nèi)充物質(zhì)的容量，挑選相對應物質(zhì)。除此之外，可根據(jù)參考文獻[1]的探討與剖析，設計感溫度感應器的構造形式與主要參數(shù)、強烈推薦組裝部位。
論文參考文獻：
[1] 張樹勛 楊志鵬 杜兆年等. 自力式溫度調(diào)節(jié)閥溫度感應器結(jié)構特征[J].工業(yè)生產(chǎn)儀表盤與自動化技術設備，2005，（6）：42~44
[2] Temperature Regu1ators[EB/OL].http：//www.samson.de.
[3] 張玉民 阮耀鐘.熱力學[M]. 北京市：科學出版社，我國科技高校出版社出版。2002
[4] 傅玉普.物理學，第三版[M]. 大連市：大連理工出版社出版，2001.學出版社，2003
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