專利名稱：帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管以及帶有該渦流管的換熱系統(tǒng)的制作方法
帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管以及帶有該渦流管的換熱系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于制冷領(lǐng)域，具體是涉及一種帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管以及帶有該渦流管的換熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
社會(huì)發(fā)展，工業(yè)進(jìn)步，為了獲得高性能的工業(yè)用件，提高加工精度是工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要問(wèn)題。工件的加工中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，這些熱的產(chǎn)生不利于提高工件的加工精度。 為了減少此種發(fā)熱所造成的影響，人們紛紛想出了各種方式在工件被加工時(shí)進(jìn)行冷卻。例如，車床加工切削零件時(shí)，部分零件需要使用冷卻液進(jìn)行降溫，從而減小由于切屑發(fā)熱對(duì)零件精度的影響。但是，冷卻液在受熱蒸發(fā)的同時(shí)，會(huì)將一部分的有害物質(zhì)帶入空氣，會(huì)對(duì)周圍施工人員帶來(lái)人體健康的損害。另外，隨著人們生活水平的提高，在炎熱的夏季，人們需要在一種涼爽的環(huán)境生活，在寒冷的冬季，則需要溫暖舒適的場(chǎng)所進(jìn)行工作。普通制冷方式采用壓縮機(jī)來(lái)進(jìn)行制冷，將蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷量供入房間，冬季來(lái)臨時(shí)，將冷凝器產(chǎn)生的熱量供入房間，從而滿足需要。但是，傳統(tǒng)的壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)使用氫氟烴等工質(zhì)，部分工質(zhì)泄漏時(shí)，會(huì)污染大氣，破壞臭氧層，不利于長(zhǎng)久的使用。渦流管是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的制冷制熱裝置， 因?yàn)槠淠軌蜓杆僦评渑c制熱，因而受到相關(guān)研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。渦流管中的工質(zhì)可以為空氣等自然氣體，在滿足制冷制熱需要的同時(shí)，并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成傷害。
目前，國(guó)內(nèi)外主要針對(duì)渦流管結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了大量的改進(jìn)，例如，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?00810066874. I公開(kāi)了一種渦流管，包括同軸分布并以此連接的熱渦流管、渦殼、 壓縮帽以及冷流管接頭；還包括裝設(shè)在所述渦殼內(nèi)的渦流器，以及所述渦殼的外徑端面相連接的進(jìn)氣嘴，所述渦殼與所述壓縮帽活動(dòng)連接。由于渦殼和壓縮帽為活動(dòng)連接，可以將渦殼和壓縮帽拆開(kāi)，方便清洗渦流管內(nèi)部和更換內(nèi)部零件，不用更換整個(gè)渦流管，節(jié)約了生產(chǎn)成本。中國(guó)實(shí)用新型專利號(hào)為CN2687583Y公開(kāi)了一種渦流管，它包括有一個(gè)本體，一個(gè)控制閥，一個(gè)馬達(dá)，以及一渦輪，其中所述本體內(nèi)部中空且形成一容室，所述本體上設(shè)有一入口，一冷氣口，以及一長(zhǎng)管，所述長(zhǎng)管的一端與所述容室連通，而另一端設(shè)置有一熱氣出口， 所述控制閥設(shè)置在所述熱氣出口處。該實(shí)用新型提供的渦流管可獨(dú)立操作，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔輕巧，使用時(shí)極為便利。
這些專利主要針對(duì)渦流管的性能提高，并未重視渦流管的運(yùn)行問(wèn)題，如果用戶在需要制冷的地方，一段時(shí)間后需要制熱需求，那么，就需要通過(guò)變換安裝渦流管的位置，或者在渦流管外部管道中增加切換閥來(lái)滿足需要，這樣不僅增加操作復(fù)雜程度，不利于普通用戶進(jìn)行操作，又增加了設(shè)備的整體成本。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可方便根據(jù)實(shí)際需要切換渦流管兩端的進(jìn)出口狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)冷熱出口轉(zhuǎn)換。
一種帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，包括渦流室，渦流室兩側(cè)分別帶有第一出氣口和第二出氣口 ；所述渦流室中帶有相互連通的第一工作腔和第二工作腔，第一工作腔和第二工作腔的腔壁上分別設(shè)有第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口，且第一工作腔和第二工作腔中分別設(shè)有與各自進(jìn)氣口相對(duì)應(yīng)的第一渦旋分離器和第二渦旋分離器；每個(gè)渦旋分離器都具有流體通道以及與流體通道垂直設(shè)置的渦流噴射通道；所述渦流室外部設(shè)有沿渦流室軸向滑動(dòng)用于選擇性開(kāi)放所述第一進(jìn)氣口或第二進(jìn)氣口的密封件；所述渦流室內(nèi)設(shè)有與所述密封件聯(lián)動(dòng)以調(diào)節(jié)潤(rùn)流室內(nèi)冷熱流體流向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
所述密封件滑動(dòng)的設(shè)置在渦流室外部，該密封件具有兩個(gè)工作位，分別使第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口中的一者開(kāi)放。
為便于布置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)協(xié)作運(yùn)作，作為優(yōu)選，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為分別設(shè)置在第一工作腔和第二工作腔內(nèi)的兩個(gè)子調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，每個(gè)子調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括截流板，設(shè)置在對(duì)應(yīng)渦旋分離器的流體通道的出氣口附近，該截流板與對(duì)應(yīng)渦旋分離器的流體通道的出氣口之間留有過(guò)流間隙，截流板中心設(shè)有與對(duì)應(yīng)渦旋分離器的流體通道的出氣口位置對(duì)應(yīng)的冷流出口，截流板外周設(shè)有與所述過(guò)流間隙連通的熱流出口 ；閥芯，用于調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)截流板的冷流出口開(kāi)放狀態(tài)；傳動(dòng)件，用于撥動(dòng)所述閥芯沿渦流室軸向運(yùn)動(dòng)，該傳動(dòng)件與所述密封件聯(lián)動(dòng)。
所述傳動(dòng)件可選用多種結(jié)構(gòu)，為便于調(diào)節(jié)，作為優(yōu)選，所述傳動(dòng)件包括與所述密封件相對(duì)固定的齒條，該齒條的帶齒部分延伸至對(duì)應(yīng)的工作腔內(nèi)；固定在對(duì)應(yīng)工作腔內(nèi)的支架；轉(zhuǎn)接在所述支架上，與所述齒條嚙合的傳動(dòng)齒輪，所述閥芯帶有與該傳動(dòng)齒輪相應(yīng)的嚙合齒，且閥芯與密封件在渦流室軸線方向具有相反的運(yùn)動(dòng)方向，所述閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)、閉截流板的冷流出口，所述齒條同步的閉、開(kāi)截流板的熱流出口。
所述齒條設(shè)置的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要確定，為便于齒條的安裝和支架的加工，作為優(yōu)選，所述齒條為3-5個(gè)，且均勻的布置在閥芯四周。布置多個(gè)齒條，也增加了調(diào)整過(guò)程中的穩(wěn)定性，防止閥芯由于局部受力不均導(dǎo)致卡死或者運(yùn)動(dòng)不順暢的問(wèn)題的發(fā)生。
為進(jìn)一步提高了控制精度，作為優(yōu)選，所述子調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在對(duì)應(yīng)渦旋分離器的流體通道的出氣口附近的截流板，該截流板與對(duì)應(yīng)渦旋分離器的流體通道的出氣口之間留有過(guò)流間隙，截流板的外周與所在工作腔的內(nèi)壁之間帶有與過(guò)流間隙連通的熱流出口 ；所述截流板還具有與對(duì)應(yīng)渦旋分離器的流體通道的出氣口位置對(duì)應(yīng)的冷流出口 當(dāng)所述閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)/閉該冷流出口，此時(shí)，所述齒條同步的閉/開(kāi)熱流出口。{我們覺(jué)得沒(méi)啥問(wèn)題，如果您覺(jué)得不清楚，可以展開(kāi)分別說(shuō)明，都可以的}
設(shè)置在同一工作腔內(nèi)的支架、截流板與相應(yīng)工作腔之間分別通過(guò)卡合機(jī)構(gòu)相互固定?？蛇x用多種卡合機(jī)構(gòu)，例如可選用凸起和卡槽的結(jié)構(gòu)。所述截流板位于所在側(cè)的支架與渦旋分離器之間，支架的形狀可根據(jù)實(shí)際需要加工，一般為環(huán)形。支架與截流板之間也可選用多種方式固定，作為優(yōu)選，可選擇在支架一側(cè)環(huán)壁上固定與支架中心軸平行設(shè)置的定位桿，同時(shí)在所述截流板背對(duì)定位凸起的一側(cè)設(shè)置定位槽。
為實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制，作為優(yōu)選，所述的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括驅(qū)動(dòng)所述齒條往復(fù)移動(dòng)的第一馬達(dá)。第一馬達(dá)與所述齒條之間可通過(guò)各種傳動(dòng)部件固定，例如可選用桿結(jié)構(gòu)、板結(jié)構(gòu)或者筒結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)部件傳動(dòng)，作為優(yōu)選，所述第一馬達(dá)與所述齒條之間通過(guò)筒狀傳動(dòng)件傳動(dòng)，該筒狀傳動(dòng)件包括筒狀本體，該筒狀本體一側(cè)具有沿軸向向?qū)?yīng)工作腔延伸的安裝臂，安裝臂端部與所述齒條相互固定。為提高渦流管的整體密封性，作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述第一工作腔和第二工作腔的端部分別密封套設(shè)有密封筒，該密封筒的兩端邊緣分別內(nèi)翻邊，所述密封筒朝向密封件的一端邊緣的內(nèi)翻邊位置留有供密封件穿過(guò)的第一缺口，另一端留有供筒狀傳動(dòng)件的安裝臂穿過(guò)的第二缺口，其余內(nèi)翻邊邊緣與所對(duì)應(yīng)的工作腔外壁密封連接。
在渦流管使用過(guò)程中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)熱流體流量的方便調(diào)節(jié)，作為優(yōu)選，所述第一工作腔和第二工作腔內(nèi)分別單獨(dú)設(shè)有調(diào)節(jié)內(nèi)部熱氣流量的調(diào)節(jié)板，該調(diào)節(jié)板外周固定有端部延伸出對(duì)應(yīng)工作腔側(cè)壁的搖臂。通過(guò)搖臂調(diào)整調(diào)節(jié)板的角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部熱氣流量的調(diào)整。
所述調(diào)節(jié)板的結(jié)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際需要加工，為便于安裝，作為優(yōu)選，所述調(diào)節(jié)板設(shè)于所述閥芯與所述截流板之間，所述調(diào)節(jié)板的中心設(shè)有與對(duì)應(yīng)截流板的冷流出口對(duì)應(yīng)的通氣孔，調(diào)節(jié)板的外周與所在工作腔的內(nèi)壁之間設(shè)有出氣口，通過(guò)擺動(dòng)所述搖臂調(diào)整所述出氣口與所述熱流出口的重合程度，調(diào)整調(diào)節(jié)所在工作腔內(nèi)部熱氣流量。
為便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，節(jié)省人力，提高控制精度，作為優(yōu)選，所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管還設(shè)有分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)工作腔內(nèi)搖臂擺動(dòng)的第二馬達(dá)和第三馬達(dá)。
所述搖臂與所述調(diào)節(jié)板之間可通過(guò)各種方式固定，為降低安裝難度，一般同過(guò)卡合結(jié)構(gòu)將兩者固定，例如，可采用在所述調(diào)節(jié)板邊緣設(shè)置徑向的卡槽，用于卡接所述的搖臂。
本發(fā)明中所提及的“第一” “第二”等均是為區(qū)別不同的部件，并未對(duì)該部件的具體結(jié)構(gòu)做任何限定，也沒(méi)有排序含義。
本發(fā)明還提供了一種帶渦流管的換熱系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可方便獲取冷量和熱量， 不需大幅度對(duì)換熱系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)用性強(qiáng)。
一種帶渦流管的換熱系統(tǒng)，包括渦流管、以及通過(guò)管路連接的換熱器，所述渦流管為上述任一技術(shù)方案所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在
(I)本發(fā)明在渦流室內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)渦流室內(nèi)冷熱流體流向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要，輕易切換渦流管內(nèi)冷熱流體的流向，不需要將整臺(tái)裝置拆除，實(shí)用性強(qiáng)。
(2)本發(fā)明采用在工作腔內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)內(nèi)部熱氣流量的調(diào)節(jié)板，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要，隨時(shí)調(diào)整熱流體的流量，可滿足各種使用場(chǎng)合的需要。
(3)本發(fā)明采用多個(gè)馬達(dá)對(duì)流向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、以及流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)控制，可節(jié)省人力的同時(shí)，提高了調(diào)節(jié)精度。
(4)本發(fā)明的換熱系統(tǒng)，可根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)合，實(shí)時(shí)調(diào)整熱冷流體流向和熱流體的流速大小，適用于各種場(chǎng)合；當(dāng)使用于需要恒溫控制的場(chǎng)合時(shí)，可采用同溫度傳感器和控制器等現(xiàn)有技術(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)進(jìn)入恒溫空間內(nèi)氣流流速和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。


圖I為本發(fā)明的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管的第一種實(shí)施方式的爆炸圖。
圖2為本發(fā)明的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管的剖視圖。
圖3為圖2所示帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管中渦流室的剖視圖。
圖4為圖3的左視圖。
圖5為圖2所不帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管中渦旋分尚器的結(jié)構(gòu)不意圖。圖6為圖2所示帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管中截流板結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖2所示帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管中支架與傳動(dòng)齒輪的配合圖。圖8為本發(fā)明的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管的第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管的第三種實(shí)施方式的爆炸圖。圖10為本發(fā)明的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管的第四種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意 圖。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1如圖1、圖2、圖3、圖5所示一種帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，包括渦流室1，渦 流室1兩側(cè)分別帶有第一出氣口 2和第二出氣口 3，渦流室1中帶有相互連通的第一工作腔 4和第二工作腔5，第一工作腔4和第二工作腔5的腔壁上分別設(shè)有第一進(jìn)氣口 6和第二進(jìn) 氣口 7，且第一工作腔4和第二工作腔5中分別設(shè)有與各自進(jìn)氣口相對(duì)應(yīng)的第一渦旋分離器 8和第二渦旋分離器9 ;每個(gè)渦旋分離器都具有流體通道11以及設(shè)置在流體通道11側(cè)壁的 渦流噴射通道12 ;渦流室1外部設(shè)有沿渦流室1軸向滑動(dòng)用于選擇性開(kāi)放所述第一進(jìn)氣口 6或第二進(jìn)氣口 7的密封件10 ;渦流室1內(nèi)設(shè)有與密封件10聯(lián)動(dòng)以調(diào)節(jié)渦流室1內(nèi)冷熱流 體流向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。如圖3、圖4所示渦流室1包括第一工作腔4、第二工作腔5、以及將第一工作腔 4、第二工作腔5連通的管路28。第一工作腔4、第二工作腔5外壁之間還設(shè)有加強(qiáng)外板29。 第一工作腔4側(cè)壁頂部設(shè)有四個(gè)齒條穿插孔30和一個(gè)第一進(jìn)氣口 6。第一工作腔4內(nèi)設(shè) 有豎直設(shè)置的安裝肋板31，該安裝肋板31中心設(shè)有帶有固定臺(tái)階32的通孔。安裝肋板31 上周向均勻分布有四個(gè)定位凹槽43。第二工作腔5的結(jié)構(gòu)與第一工作腔4的結(jié)構(gòu)相同，SP 第二工作腔5側(cè)壁頂部設(shè)有四個(gè)齒條穿插孔33和一個(gè)第二進(jìn)氣口 7。第二工作腔5內(nèi)設(shè) 有豎直設(shè)置的安裝肋板34，該安裝肋板34中心設(shè)有帶有固定臺(tái)階35的通孔。安裝肋板34 上分別均勻固定有四個(gè)定位凹槽。如圖1，密封件10為一塊略帶有弧形彎曲的矩形面板，其上設(shè)有進(jìn)氣口 10a和進(jìn)氣 口 10b。密封件10外壁還覆設(shè)有頂蓋40，頂蓋40周緣與密封件10之間相互密封固定，頂 蓋40中部設(shè)有進(jìn)氣口 41，頂蓋40與密封件10之間留有過(guò)流間隙。如圖1、圖2和圖3所示，第一工作腔4的端部與帶有第一出氣口 2的出氣端蓋36 邊緣相互固定，一般通過(guò)焊接固定或者螺紋固定。第二工作腔5端部與帶有第二出氣口 3 的出氣端蓋49邊緣相互固定。如圖1、圖2、圖3和圖5所示，第一渦旋分離器8和第二渦旋分離器9均用于產(chǎn)生 高速渦旋氣流，分別固定在第一工作腔4和第二工作腔5內(nèi)。第一渦旋分離器8和第二渦 旋分離器9結(jié)構(gòu)相同，詳見(jiàn)圖5，均包括帶有流體通道11的筒狀本體38、設(shè)置在筒狀本體38 一端且垂直于流體通道11的渦流噴射通道12、以及設(shè)置筒狀本體38另一端的固定環(huán)39， 固定環(huán)39外緣帶有固定臺(tái)階，用于與工作腔內(nèi)的安裝肋板上的固定臺(tái)階相互卡合。第一渦 旋分離器8和第二渦旋分離器9分別通過(guò)其上的固定環(huán)與第一工作腔4和第二工作腔5內(nèi)的固定臺(tái)階32、固定臺(tái)階35相互卡合。固定時(shí)，第一渦旋分離器8和第二渦旋分離器9設(shè)有渦流噴射通道12的端部均朝向兩個(gè)工作腔之間的管路28設(shè)置，以形成向管路28方向流動(dòng)的高速氣流。
如圖I、圖3和圖6-8所示，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為分別設(shè)置在第一工作腔4和第二工作腔5 內(nèi)的兩個(gè)子調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，每個(gè)子調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，以設(shè)置在第一工作腔4內(nèi)的子調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為例詳細(xì)說(shuō)明，另外一個(gè)子調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不再重復(fù)描述。子調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括截流板17、閥芯13、支架15、四個(gè)傳動(dòng)齒輪16、四個(gè)齒條14、筒狀傳動(dòng)件42、密封筒44以及第一馬達(dá)21。
其中如圖2、圖5、圖6所示，截流板17設(shè)置在第一渦旋分離器8的流體通道11 的出氣口附近，該截流板17與第一渦旋分離器8的流體通道11的出氣口之間留有過(guò)流間隙18，截流板17的外周與第一工作腔4的內(nèi)壁之間帶有與過(guò)流間隙18連通的四個(gè)熱流出口 19 ;截流板17中心具有與第一渦旋分離器8的流體通道11的出氣口位置對(duì)應(yīng)的冷流出口 20。截流板17的流體通道11與過(guò)流間隙18以及熱流出口 19之間形成熱氣流通道，截流板17的流體通道11與冷流出口 20之間形成冷氣流通道。如圖4和圖6所示，截流板17 朝向第一工作腔4的一側(cè)設(shè)有四個(gè)定位凸起54，用于與第一工作腔4內(nèi)安裝肋板31上的四個(gè)定位凹槽43相互插接，同時(shí)將第一渦旋分離器8固定在兩者之間。截流板17的另一側(cè)設(shè)有四個(gè)軸向設(shè)置的定位凹槽37，參見(jiàn)圖I。
如圖I、圖3和圖7所示，支架15包括環(huán)形本體15a以及垂直均勻固定在環(huán)狀本體 15a上的定位桿15b，環(huán)形本體15a上分別轉(zhuǎn)接有四個(gè)傳動(dòng)齒輪16，定位桿15b沿環(huán)形本體 15a中軸線平行設(shè)置，且定位桿15b和傳動(dòng)齒輪16交錯(cuò)設(shè)置。定位桿15b用于與截流板17 的定位凹槽37相互卡接固定。閥芯13帶有嚙合齒，閥芯13位于四個(gè)定位桿15b之間且分別與四個(gè)傳動(dòng)齒輪16相互嚙合。四個(gè)齒條14帶齒部分分別穿過(guò)第一工作腔4的齒條穿插孔30與對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)齒輪16相互卩齒合。其中一個(gè)齒條14 一端與筒狀傳動(dòng)件42相互固定, 另一端與密封件10 —端相對(duì)固定。閥芯13運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)、閉截流板17的冷流出口 20，齒條14 同步的閉、開(kāi)截流板17的熱流出口 19，即當(dāng)閥芯13向打開(kāi)截流板17的冷流出口 20的方向移動(dòng)時(shí)，此時(shí)齒條14同步的向關(guān)閉截流板17的熱流出口 19的方向移動(dòng)；反之，當(dāng)閥芯13 向關(guān)閉截流板17的冷流出口 20的方向移動(dòng)時(shí)，此時(shí)齒條14同步的向打開(kāi)截流板17的熱流出口 19的方向移動(dòng)。筒狀傳動(dòng)件42包括筒狀本體42a，該筒狀本體一側(cè)具有沿軸向向第一工作腔4延伸的安裝臂42b，安裝臂42b端部與其中一個(gè)齒條14相互固定。
如圖I和圖2所示，密封筒44密封固定在第一工作腔4的端部，該密封筒44的兩端邊緣分別設(shè)有內(nèi)翻邊，密封筒44朝向密封件10的一端邊緣的內(nèi)翻邊位置留有供密封件 10穿過(guò)的第一缺口 44a，另一端留有供筒狀傳動(dòng)件42的安裝臂42b穿過(guò)的第二缺口 44b (以圖I中第二工作腔內(nèi)爆炸圖為例)，其余內(nèi)翻邊邊緣與第一工作腔4外壁密封連接。
上述部件中，齒條14、支架15和傳動(dòng)齒輪16組成撥動(dòng)閥芯13沿渦流室I軸向運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)件，該傳動(dòng)件與密封件10聯(lián)動(dòng)，且閥芯13與密封件10在渦流室I軸線方向具有相反的運(yùn)動(dòng)方向。
將本實(shí)施例的渦流管應(yīng)用于工件磨削場(chǎng)合為例詳細(xì)說(shuō)明上述渦流管的工作過(guò)程， 當(dāng)需要制冷要求時(shí)，需要將渦流管冷端流出的流體冷卻工件，此時(shí)工作流程如下
如圖I、圖2和圖6、圖8所示，高壓氣體通過(guò)頂蓋40的進(jìn)氣口 41進(jìn)入。啟動(dòng)第一馬達(dá)21，帶動(dòng)切換杠桿46，移動(dòng)筒狀傳動(dòng)件42，帶動(dòng)齒條14和密封件10，當(dāng)密封件10的進(jìn)氣口 IOa與渦流室I的第一進(jìn)氣口 6重合時(shí)，由于傳動(dòng)齒輪16的運(yùn)動(dòng)，閥芯13打開(kāi)截流板17的冷流出口 20，四個(gè)齒條14密封截流板17的四個(gè)熱流出口 19。同時(shí)，在第二工作腔5內(nèi)，密封件10帶動(dòng)閥芯55密封截流板48的冷流出口。高壓氣體通過(guò)進(jìn)氣口 IOa和第一進(jìn)氣口 6進(jìn)入第一渦流分離器8，減壓增速，在渦流室I中高速旋轉(zhuǎn)。在第二渦流分離器9處獲得溫度較高的流體，此部分流體依次經(jīng)過(guò)第二渦流分離器9、截流板48的熱流出口、出氣端蓋49流出。在第一渦流分離器8處獲得溫度較低的流體，依次通過(guò)第一渦流分離器8、截流板17的冷流出口 20、出氣端蓋36流出，溫度較低的流體用于給工件冷卻降溫。此時(shí)，由于工況發(fā)生改變，原需要被冷卻的工件，現(xiàn)在需要被加熱，從而滿足機(jī)械性能的要求，此時(shí)需要出氣端蓋49流出溫度較低流體，出氣端蓋36需要流出溫度較高流體，啟動(dòng)第一馬達(dá)21，帶動(dòng)切換杠桿46，移動(dòng)筒狀傳動(dòng)件42，帶動(dòng)齒條16和密封件10，當(dāng)密封件10的進(jìn)氣口 IOb與渦流室I第二進(jìn)氣口 7重合時(shí)，由于齒輪運(yùn)動(dòng)，閥芯13密封截流板 17的冷流出口 20，四個(gè)齒條45密封截流板48的四個(gè)熱流出口。高壓氣體通過(guò)進(jìn)氣口 IOb和第二進(jìn)氣口 7進(jìn)入第二渦流分離器9，減壓增速，在渦流室I中高速旋轉(zhuǎn)。在第一渦流分離器8處獲得溫度較高的流體，此部分流體依次經(jīng)過(guò)第一渦流分離器8、截流板17的熱流出口流出。在第二渦流分離器9處獲得溫度較低的流體，依次通過(guò)第二渦流分離器9、截流板48的冷流出口、出氣端蓋49流出。從出氣端蓋36流出的熱流體可以用于加熱工件，從而使得其受熱后滿足一定的機(jī)械性能要求。本實(shí)施例中第一馬達(dá)21也可采用其他驅(qū)動(dòng)方式，或者也可采用人工驅(qū)動(dòng)方式，均為本發(fā)明的優(yōu)選的技術(shù)方案。實(shí)施例2如圖9所示，與實(shí)施例I區(qū)別在于(I)第一工作腔4和第二工作腔5內(nèi)分別單獨(dú)設(shè)有調(diào)節(jié)內(nèi)部熱氣流量的調(diào)節(jié)板22和調(diào)節(jié)板50，調(diào)節(jié)板22和調(diào)節(jié)板50外周均分別固定有端部延伸出對(duì)應(yīng)工作腔側(cè)壁的搖臂24和搖臂51。調(diào)節(jié)板22和調(diào)節(jié)板50相向的一側(cè)分別固定有四個(gè)定位凸起；(2)截流板57代替截流板17，截流板58代替截流板48，截流板57和截流板58背對(duì)的一側(cè)分別設(shè)有與支架59和支架60相互卡合的定位凹槽，另外一側(cè)與相應(yīng)工作腔之間不再存在卡合關(guān)系。(3)第一工作腔4和第二工作腔5內(nèi)底部分別開(kāi)設(shè)一個(gè)小孔61，供搖臂24和搖臂51穿過(guò)；第一工作腔4和第二工作腔5內(nèi)的開(kāi)設(shè)有四個(gè)弧形槽62，與調(diào)節(jié)板22和調(diào)節(jié)板50上的四個(gè)定位凸起滑動(dòng)配合。圖9中其他部件的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例I中圖I,圖中不再重復(fù)標(biāo)注。如圖9所示，調(diào)節(jié)板22和調(diào)節(jié)板50結(jié)構(gòu)相同，以調(diào)節(jié)板22為例，調(diào)節(jié)板22的中心設(shè)有與對(duì)應(yīng)截流板57的冷流出口對(duì)應(yīng)的通氣孔23，調(diào)節(jié)板22的外周與所在工作腔的內(nèi)壁之間設(shè)有出氣口 25，通過(guò)擺動(dòng)搖臂24調(diào)整出氣口 25與截流板57的熱流出口的重合程度，調(diào)整調(diào)節(jié)所在工作腔內(nèi)部熱氣流量。搖臂24包括本體以及固定在本體兩側(cè)的支撐板。調(diào)節(jié)板22邊緣上設(shè)有徑向設(shè)置的定位槽，實(shí)際固定時(shí)，搖臂24本體的頂端插接在該定位槽內(nèi)。如圖10所示，還設(shè)有分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)工作腔內(nèi)搖臂24和搖臂51擺動(dòng)的第二馬達(dá)26和第三馬達(dá)27。如圖10所示，該實(shí)施例中的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管的運(yùn)行過(guò)程同實(shí)施例1，如果需要調(diào)節(jié)較高溫氣體出口流量，可以啟動(dòng)第二馬達(dá)26或第三馬達(dá)27，帶動(dòng)搖臂24或搖臂51，移動(dòng)調(diào)節(jié)板22或調(diào)節(jié)板50，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)較高溫氣體出口流量。
實(shí)施例3一種帶渦流管的換熱系統(tǒng)，包括渦流管、以及通過(guò)管路連接的換熱器，渦流管為實(shí)施例I中描述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管。渦流管與換熱器的連接方式均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳述。實(shí)施例4一種帶渦流管的換熱系統(tǒng)，包括渦流管、以及通過(guò)管路連接的換熱器，渦流管為實(shí)施例2中描述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管。渦流管與換熱器的連接方式均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳述。
權(quán)利要求
1.一種帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，包括渦流室(1)，渦流室(I)兩側(cè)分別帶有第一出氣口(2)和第二出氣口(3)，其特征在于所述渦流室中帶有相互連通的第一工作腔(4)和第二工作腔(5)，兩工作腔的腔壁上分別設(shè)有第一進(jìn)氣口(6)和第二進(jìn)氣口(7)，且第一工作腔(4)和第二工作腔(5)中分別設(shè)有與各自進(jìn)氣口相對(duì)應(yīng)的第一渦旋分離器(8)和第二渦旋分離器(9);每個(gè)渦旋分離器都具有流體通道(11)以及與流體通道(11)垂直設(shè)置的渦流噴射通道(12)；所述渦流室(I)外部設(shè)有沿渦流室(I)軸向滑動(dòng)用于選擇性開(kāi)放所述第一進(jìn)氣口(6) 或第二進(jìn)氣口⑵的密封件(10)；所述渦流室(I)內(nèi)設(shè)有與所述密封件(10)聯(lián)動(dòng)以調(diào)節(jié)渦流室內(nèi)冷熱流體流向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，其特征在于所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為分別設(shè)置在第一工作腔(4)和第二工作腔(5)內(nèi)的兩個(gè)子調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)， 每個(gè)子調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括截流板，設(shè)置在對(duì)應(yīng)渦旋分離器的流體通道(11)的出氣口附近，該截流板與對(duì)應(yīng)渦旋分離器的流體通道(11)的出氣口之間留有過(guò)流間隙，截流板中心設(shè)有與對(duì)應(yīng)渦旋分離器的流體通道(11)的出氣口位置對(duì)應(yīng)的冷流出口(20)，截流板外周設(shè)有與所述過(guò)流間隙連通的熱流出口 (19)；閥芯，用于調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)截流板的冷流出口(20)開(kāi)放狀態(tài)；傳動(dòng)件，用于撥動(dòng)所述閥芯沿渦流室(I)軸向運(yùn)動(dòng)，該傳動(dòng)件與所述密封件(10)聯(lián)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，其特征在于所述傳動(dòng)件包括與所述密封件(10)相對(duì)固定的齒條，該齒條的帶齒部分延伸至對(duì)應(yīng)的工作腔內(nèi)；固定在對(duì)應(yīng)工作腔內(nèi)的支架(15);轉(zhuǎn)接在所述支架(15)上，與所述齒條嚙合的傳動(dòng)齒輪(16)，所述閥芯帶有與該傳動(dòng)齒輪相應(yīng)的嚙合齒，且閥芯與密封件(10)在渦流室(I)軸線方向具有相反的運(yùn)動(dòng)方向當(dāng)所述閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)/閉截流板的冷流出口(20)，此時(shí)所述齒條同步的閉/開(kāi)截流板的熱流出口(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)所述齒條往復(fù)移動(dòng)的第一馬達(dá)(21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，其特征在于，所述第一工作腔(4)和第二工作腔(5)內(nèi)分別單獨(dú)設(shè)有調(diào)節(jié)內(nèi)部熱氣流量的調(diào)節(jié)板，調(diào)節(jié)板外周固定有端部延伸出對(duì)應(yīng)工作腔側(cè)壁的搖臂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，其特征在于，所述調(diào)節(jié)板的中心設(shè)有與對(duì)應(yīng)截流板的冷流出口(20)對(duì)應(yīng)的通氣孔(23)，調(diào)節(jié)板的外周與所在工作腔的內(nèi)壁之間設(shè)有出氣口，通過(guò)擺動(dòng)所述搖臂調(diào)整所述出氣口與所述熱流出口(19)的重合程度，調(diào)節(jié)所在工作腔內(nèi)部熱氣流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，其特征在于，還設(shè)有分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)工作腔內(nèi)搖臂(24)擺動(dòng)的第二馬達(dá)(26)和第三馬達(dá)(27)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，其特征在于，設(shè)置在同一工作腔內(nèi)的支架、截流板與相應(yīng)工作腔之間分別通過(guò)卡合機(jī)構(gòu)相互固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，其特征在于，所述齒條(14) 為3-5個(gè)。
10.一種帶渦流管的換熱系統(tǒng)，包括渦流管、以及通過(guò)管路連接的換熱器，其特征在于， 所述渦流管為權(quán)利要求1-9任一權(quán)利要求所述的帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶軸向冷熱切換機(jī)構(gòu)的渦流管，包括渦流室，渦流室兩側(cè)分別帶有一個(gè)出氣口；所述渦流室中帶有相互連通的第一工作腔和第二工作腔，兩工作腔腔壁上分別設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣口，且兩工作腔腔內(nèi)分別設(shè)有與各自進(jìn)氣口相對(duì)應(yīng)的一個(gè)渦旋分離器；每個(gè)渦旋分離器都具有流體通道以及與流體通道垂直設(shè)置的渦流噴射通道；所述渦流室外部設(shè)有沿渦流室軸向滑動(dòng)用于選擇性開(kāi)放所述進(jìn)氣口的密封件；所述渦流室內(nèi)設(shè)有與所述密封件聯(lián)動(dòng)以調(diào)節(jié)渦流室內(nèi)冷熱流體流向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明在渦流室內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)渦流室內(nèi)冷熱流體流向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要，輕易調(diào)換渦流管內(nèi)冷熱流體的流向，不需要將整臺(tái)裝置拆除，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)F25B39/00GK102937344SQ20121045443
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者陳光明, 王征, 鄭磊巍, 韓曉紅 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)