发明内容
本发明的目的在于提供一种风门驱动装置,其驱动可靠,能够准确定位风门开启位置及可靠闭合。
本发明又一目的在于提供一种具有上述风门驱动装置的机柜专用空调器,其能够更可靠、更准确的进行有害气体的排放。
为实现上述目的,本发明是关于一种风门驱动装置,其包括安装件、分别组装于安装件的风门、驱动电机及万向轴。安装件形成有风门收容空间,风门转动收容于该风门收容空间内。驱动电机组装于安装件一侧并临近风门收容空间,其具有穿过万向轴并延伸进入风门收容空间内的电机轴。万向轴和风门之一设置有突伸的挡块,风门和万向轴之一形成有可与上述挡块紧密干涉配合的配合孔,其中驱动电机通过电机轴驱动万向轴,万向轴带动风门进行旋转及闭合。
作为本发明的进一步改进,还具有与风门紧密干涉配合的固定件,上述电机轴穿过该固定件并可驱动固定件进行转动。
作为本发明的进一步改进,所述固定件形成有配合孔或挡块,并与风门的挡块或配合孔紧密干涉配合。
作为本发明的进一步改进,所述风门形成有缺口,并于该缺口内突伸形成上述挡块,固定件与万向轴共同卡入缺口内并分别形成有与该挡块紧密配合的配合孔。
作为本发明的进一步改进,所述固定件与万向轴贴合。
作为本发明的进一步改进,所述固定件及万向轴为圆形,其中万向轴自其端缘向外突伸形成有L形阻挡臂。
作为本发明的进一步改进,还具有临近驱动电机并组装于安装件的限位开关,其与万向轴的L形阻挡臂共同配合限定风门的开启位置。
作为本发明的进一步改进,所述安装件的风门收容空间由一边框围设形成,其中风门另一端突伸有枢轴,该枢轴延伸进入形成于边框内的配合孔并与其枢接配合。
为实现上述目的,本发明是关于一种机柜专用空调器,其可排出机柜内的有害气体,其包括空调柜体及电气控制系统。空调柜体包括由蒸发器、冷凝器、压缩机及隔板组件组成的内循环换热系统及外循环换热系统。隔板组件包括第一隔板、第二隔板及连接第一、第二隔板的风门驱动装置。风门驱动装置包括安装件、分别组装于安装件的风门、驱动电机及万向轴。安装件形成有风门收容空间,风门转动收容于该风门收容空间内。驱动电机组装于安装件一侧并临近风门收容空间,其具有穿过万向轴并延伸进入风门收容空间内的电机轴。万向轴和风门之一设置有突伸的挡块,风门和万向轴之一形成有可与上述挡块紧密干涉配合的配合孔。其中电气控制系统驱动上述驱动电机,驱动电机通过电机轴驱动万向轴,万向轴带动风门进行旋转及闭合。风门处于翻转开启状态下将机柜内与外界连通以排出有害气体;风门处于闭合状态下,形成上述内循环换热系统及外循环换热系统进行制冷。
作为本发明的进一步改进,还具有固定件,其与万向轴贴合并与风门紧密干涉配合,其中电机轴穿过该固定件并可驱动固定件进行旋转。
本发明的有益效果是:通过增设的万向轴准确定位风门的开启及闭合,并确保机柜的运行安全。
具体实施方式
请参阅图1至图4,本发明机柜专用空调器100包括呈矩形的空调柜体及组设于空调柜体内并控制空调柜体在不同模式下运行的电气控制系统1。于本发明优选实施方式中,该机柜专用空调器100用于为蓄电池保温柜(未图示)实现制冷,保证蓄电池保温柜以一定的温度正常运行。然而,本发明机柜专用空调器100并不仅限于应用于蓄电池保温柜,其还可以应用于其他可适用本发明机柜专用空调器100实现制冷功能的机柜。下述仅以蓄电池保温柜为例进行说明,但是不应限于仅应用于蓄电池保温柜。本发明机柜专用空调器100可以作为柜内机完全隐设安装于蓄电池保温柜的柜门内,此时,蓄电池保温柜的柜门开设有柜内侧进风口及柜外侧进风口(未图示)。本发明机柜专用空调器100还可以半嵌式安装于蓄电池保温柜的柜门上,此时蓄电池保温柜的柜门开设有收容空间让机柜专用空调器100穿过并部分突出于蓄电池保温柜的柜门外。此时,机柜专用空调器100于前盖板35开设有柜外侧进风口351及柜外侧出风口352(请参阅图4)。需要说明的是,上述柜内侧即为本发明机柜专用空调器100的蒸发侧,柜外侧即为本发明机柜专用空调器100的冷凝侧,以下说明中的柜内侧及柜外侧均与此处具有相同定义。
电气控制系统1包括手操器(人机界面)10、若干连接器组件12及分别与手操器(人机界面)10、连接器组件12电性连接的电路板14。手操器10具有显示部及操作模式设置部,提供客户根据不同需求对机柜专用空调器100的运行模式进行选择并设定条件。连接器组件12至少包括电源接口(未标号)、用于远程控制及信号传输的通讯接口(未标号)及其他电连接器。
空调柜体内设置有气氛传感器,其与电路板14电性连接并将空调柜体内的气体浓度信号传回。
空调柜体包括由隔板组件4、外壳体3和/或蓄电池保温柜的柜门共同分隔形成的内循环换热系统21及外循环换热系统22。
外壳体3包括分别于其上部及下部开设有柜内侧进风口311及柜内侧出风口312的后盖板31、一对侧板32、底座34、顶盖33及前盖板35。这些组件互相螺锁或者铆接连接成为外壳体3。面对蓄电池保温柜内部的后盖板31,于柜内侧出风口312后部还可以组设有滤尘罩(未图示)用以将柜内侧进风口311引入的热空气制冷后滤尘然后排入蓄电池保温柜。
内循环换热系统21包括隔板组件4、后盖板31、组装于后盖板31上部并对正柜内侧进风口311的柜内侧风机5、及组装于后盖板31并位于柜内侧进风口311与柜内侧出风口312之间的蒸发器6。在需要压缩机9的工作模式中,蓄电池保温柜内的热空气从柜内侧进风口311由柜内侧风机5引入内循环换热系统21内,然后经过蒸发器6内的制冷剂(冷媒)的冷却后从柜内侧出风口312排出至蓄电池保温柜内部,从而降低蓄电池保温柜内部的温度。柜内侧风机5面对柜内侧进风口311设置,其作用在于使得进入内循环换热系统21中的热空气导向蒸发器6以进行冷却,并进一步导向柜内侧出风口312从而排到蓄电池保温柜的内部空间。因此蒸发器6的位置位于柜内侧进风口311与柜内侧出风口312形成的风道之间。
外循环换热系统22包括隔板组件4、前盖板35、与柜外侧出风口352对正的冷凝器7、组装于外壳体3的底座34上且并列放置的柜外侧风机8及压缩机9。外壳体3的前盖板35开设有位于下部的柜外侧进风口351及位于上部的柜外侧出风口352。
同理,在需要压缩机9的工作模式中,蓄电池保温柜外空气从柜外侧进风口351经柜外侧风机8进入外循环换热系统22内,并被引导至冷凝器7处。经过冷凝器7后的蓄电池保温柜外空气变成温度升高的热风,然后经柜外侧出风口352排到柜外空间。冷凝器7用于与蓄电池保温柜外空气进行热交换,将在内循环换热系统21内变热的制冷剂(冷媒)的热量释放给蓄电池保温柜外空气从而将冷却后的制冷剂(冷媒)送回至内循环换热系统21内继续冷却机柜内热空气。因此,冷凝器7的位置设置应该在柜外侧进风口351及柜外侧出风口352形成的风道之间,在本发明的优选实施方式中,冷凝器7设置于对正柜外侧出风口352处。
需要说明的是,本发明制冷剂的相变过程如下:低温低压的液态或者气液两相制冷剂在内循环换热系统21的蒸发器6内对机柜内热空气进行冷却后温度升高,变成高温低压的气态制冷剂。然后通过管路输送至压缩机9内被压缩成高压高温的气态制冷剂,然后进入冷凝器7内被外部空气冷却成低温高压的液态制冷剂,最后经过膨胀阀释放成为低温低压的制冷剂然后输送回到蒸发器6内吸收机柜内热空气的热量重新转变为低压高温的制冷剂,重复上述循环过程。
在低温低压的制冷剂进入蒸发器6内吸收蓄电池保温柜的内部空气进行吸热的过程中,蒸发器6由于温度很低,表面会产生凝露现象,并汇聚成冷凝水流。
请参阅图5至图12,本发明机柜专用空调器100的隔板组件4包括位于上部第一隔板41、位于下部的第二隔板42及位于第一隔板41及第二隔板42之间的风门驱动装置40。
请特别参阅图11至图12,本发明风门驱动装置40包括安装于侧板32的第一安装件44、组装于第一安装件44及第一、第二隔板41、42的第二安装件45、组装于第二安装件45的驱动电机43、限位开关47、万向轴48及风门46。
于本发明的优选实施方式中,第一安装件44为平板状并于两侧向前弯折形成有安装边440以和一对侧板32螺锁连接。该第一安装件44中部开设有与第二安装件45形状相应的开口441。该开口441上、下两侧均设置有内设螺纹的若干螺栓442用来与第二安装件45及第一、第二隔板41、42对应的螺孔锁合,从而与第二安装件45及第一、第二隔板41、42固定。
第二安装件45为平板状,并于中部开设有椭圆形风门安装空间451,该风门安装空间451由具有较宽宽度的边框450围设形成,且其上、下两侧设置有若干螺孔452与上述第一安装件44的螺栓442锁合。驱动电机43与限位开关47安装于其一侧的开口(未标号)内,该开口与风门安装空间451相邻。驱动电机43具有长方形电机轴430穿过限位开关47及边框450而突伸入风门安装空间451。该驱动电机43为一步进电机,然而其并不限于步进电机,直流电机均涵盖在内。
万向轴48包括圆盘状主体部483及自该主体部483一端向外延伸形成的L形阻挡臂482。主体部483于其中部开设有长方形开孔(未标号),上述突露在外的电机轴430穿过该开孔从而将驱动电机43与万向轴48连接。该主体部483还沿上、下方向开设有一对配合孔481,用来与风门46配合。阻挡臂482与限位开关47配合,来准确定位风门46的开启位置。
风门46一端具有圆柱形枢轴461突伸于其端缘外,上述第二安装件45的边框450远离驱动电机43一端的内侧开设有圆形配合孔453与该枢轴461枢接配合。风门46于另一端设置有U形缺口460,该缺口460内自其上、下端缘突伸形成有一对挡块462。一圆形固定件49卡设于缺口460内并抵靠缺口460内壁,其沿上、下方向开设有一对配合孔(未标号)干涉收容上述挡块462。固定件49中部还开设有方形开孔490用来收容电机轴430。
组装时,第一固定件44及第二固定件45互相螺锁配合并连接至第一隔板41及第二隔板42。风门46一端的枢轴461枢接连接于边框450的配合孔453内,另一端通过电机轴430卡入固定件49的开孔490内且万向轴48的一对配合孔481干涉收容风门46的挡块462而与驱动电机43联动。组装后,固定件49与万向轴48贴合并通过与挡块462的干涉紧密配合而共同收容于风门46的缺口460内。电机轴430贯穿万向轴48及固定件49并可带动万向轴48及固定件49转动,进而驱动风门46旋转。
风门驱动装置40于前后方向上间隔设置于冷凝器7及蒸发器6之间,于高度方向上位于冷凝器7下部及蒸发器6上部位置处,因此驱动电机43收到电气控制系统1发出的指令信号后,首先驱动万向轴48及固定件49并进而带动风门46旋转开启至抵靠冷凝器7下部及蒸发器6上方。此时,蓄电池保温柜外的低温空气经柜外侧进风口351后被柜外侧风机8引入外循环换热系统22后沿隔板组件4向上流动并流经风门46下表面后经蒸发器6进入蓄电池保温柜内;同时,蓄电池保温柜内的热空气经空调柜体的柜内侧风机5后沿隔板组件4向下流动并流经风门46上表面后向上经冷凝器7及柜外侧出风口352强制排出空调柜体外。由于固定件49与风门46紧密安装配合,当驱动电机43驱动风门46转动打开时,万向轴48和固定件49带动风门46转动打开;当风门46需要闭合时,风门驱动装置40控制风门46回转而闭合。同时,万向轴48带动风门46回转至原先预定的准确位置,风门46严密闭合。本发明利用万向轴48允许轴与轴、轴与孔之间的连接可以存在一定的偏差,弥补了风门46与驱动电机43的电机轴430不在同一轴心线时风门46不能回转到位的缺陷,即万向轴48能够保证风门46在回转时定位的准确性和可靠性。且本发明的结构简单,安装比较简单方便。
上述万向轴48的阻挡臂482在风门46打开时,随着风门46的转动一起向远离微动开关47的方向运动;风门46在回转时,阻挡臂482亦随着风门46的转动而转动至预定位置,最后阻挡臂482的末端阻挡在微动开关47处而限定风门46的最终位置,即阻挡臂482在此起到防止风门46过分转动的作用。
需要说明的是,机柜专用空调器100的内循环换热系统21通过柜内侧风机5正反安装可实现柜内侧进风口311、柜内侧出风口312互换。同时,当风门46处于开启状态时,如果柜内侧风机5为正装,则柜内侧为上出风、下进风结构,机柜专用空调器100整体采用的是主动进风被动排气技术,蓄电池保温柜内属于正压状态,新风引进后,柜内有害气体排出,其采用的压力送风进入蓄电池保温柜内的正压设计及可靠的过滤装置能有效保证蓄电池保温柜的洁净度。相反,如果柜内侧风机5为反装,则机柜内侧为上进风、下出风结构,采用的是主动排气被动进风技术,蓄电池保温柜内属于负压状态,先排出有害气体,然后新风被吸入。
本发明机柜专用空调器100的有害气体排出共有如下四种工作模式:
1、主动排气:于蓄电池保温柜100内设置有气氛传感器/氢传感器以监测有害气体含量。该气氛传感器可以监测氢气的含量,也可以监测其他有害气体的含量,例如酸气。当有害气体含量高于第一设定值后,气氛传感器发送信号给电气控制系统1,然后电气控制系统1自动驱动驱动电机43以开启风门46自动排氢气或酸气等有害气体,此时压缩机9停止工作,制冷系统关闭。当有害气体含量低于第二设定值后,风门46关闭,排气程序结束。于本发明优选实施方式中,该第一设定值为1%~5%,优选为4%。第二设定值为0%~3%,优选为0%。当然,于其他优选实施方式中,该第一设定值范围及第二设定值范围并不仅限于上述范围。
2、被动排气/定时排气:客户可以自行在手操器10上设置排气间隔时间及每次排气时间。到达设定条件后,电气控制系统1会自动发出驱动信号给驱动电机43以驱动风门46翻转,正压挤出蓄电池保温柜内的气体,此时压缩机9停止工作,制冷系统关闭。到达设定的排气时间后,风门46闭合,排气程序结束。如此,可以实现周期性排气。本发明手操器(人机界面)10可供选择设定30分钟~100小时的排气间隔时间,默认值为24小时。可供选择设定20秒~300秒的排气时间,默认值为60秒。然而,其并不限于仅于该范围内进行设定。
3、混合排气:客户可以综合主动排气和被动排气两种工作模式对机柜专用空调器100进行排气设置。
4、手动排气:通过对手操器(人机界面)10上的按键操作随时激活排气程序,排气时间可在30秒~15分钟之间设定,默认值为3分钟。手操器(人机界面)10还设置有一键式排气按钮,其可以触发设定好的排气程序,进行排气。
其中工作模式1、2、3均为自动工作模式,择一存在,工作模式4为手动工作模式,可以和工作模式1或2或3共同存在,作为自动工作模式的补充。此外,工作模式1~4均可以通过通讯接口实现远程操控及设定,启动不同的工作模式以排出有害气体。
请参阅图9并结合图1至图8,本发明机柜专用空调器100的有害气体排出的控制方法包括步骤:
1)上电:对机柜专用空调器100通电;
2)自检:电气控制系统1进行自检;
3)如自检失败,则执行故障处理程序,以排除故障;
4)如自检成功,则判断:
5)主动排气工作模式是否激活?如否,则关闭风门46和柜内侧风机5,停止排气;
5.1)如主动排气工作模式被激活,则判断有害气体浓度是否大于第一设定值,如否,则关闭风门46和柜内侧风机5,停止排气;
5.2)如有害气体浓度大于第一设定值,则打开风门46和柜内侧风机5,开始排气;
5.3)判断有害气体浓度是否小于第二设定值,如否,则继续步骤5.2,继续排气;
5.4)如有害气体浓度小于第二设定值,则关闭风门46和柜内侧风机5,停止排气;
6)定时排气工作模式是否激活?如否,则关闭风门46和柜内侧风机5,停止排气;
6.1)如定时排气工作模式被激活,则判断是否到排气间隔?如否,则关闭风门46和柜内侧风机5,停止排气;
6.2)如到排气间隔,则打开风门46和柜内侧风机5,开始排气;
6.3)判断排气时间是否到,如否,则继续步骤6.2,继续排气;
6.4)如排气时间到,则关闭风门46和柜内侧风机5,停止排气;
7)手动排气工作模式是否激活?如否,则关闭风门46和柜内侧风机5,停止排气;
7.1)如手动排气工作模式被激活,则打开风门46和柜内侧风机5,开始排气;
7.2)判断排气时间是否到,如否,则继续步骤7.1,继续排气;
7.3)如排气时间到,则关闭风门46和柜内侧风机5,停止排气。
需要说明的是,本发明机柜专用空调器100的控制方法中,步骤5)、6)、7)为并列逐一进行判断是否满足激活条件,如是,则进行被激活的步骤。此外,本发明机柜专用空调器100的排气控制方法中,除故障处理程序外,排气总是优先于其他动作的。当需要排气时,会停止当前工作,排气完成后再继续排气前的逻辑。
特别需要指出的是,本发明具体实施方式中仅以该机柜专用空调器100及其风门驱动装置40作为示例,在实际应用中其他类型的机柜专用空调器及风门驱动装置均适用本发明揭示的原理。对于本领域的普通技术人员来说,在本发明的教导下所作的针对本发明的等效变化,仍应包含在本发明权利要求所主张的范围中。