CN102748897B - 自动调节冷热分离设备 - Google Patents

Abstract

一种自动调节冷热分离设备，包括涡壳和设于涡壳内的涡流器，涡壳的侧壁开设有高压气体入口，涡流器的侧壁开设有涡流器喷嘴，涡壳一端的开口与一热流管连接，热流管与一热气收集器连接，涡壳另一端的开口与一冷气收集器连接，涡流器内设有一可沿涡流器的轴向来回滑动的移动杆，移动杆上分别开设有彼此相通的移动杆冷气入口和移动杆冷气出口，移动杆冷气入口与涡流器相通，移动杆冷气出口与冷气收集器相通，移动杆伸出冷气收集器并与一驱动机构连接。本发明通过驱动机构来控制移动杆的移动距离和方向，从而调节涡流器喷嘴的大小，进而控制进入涡流器的气体的流量和压力，因此可适应上下游气体的流量和压力等参数的大幅波动，提高了制冷和制热效率。

Description

自动调节冷热分离设备

技术领域

本发明属于气体冷热分离设备领域，尤其涉及一种自动调节冷热分离设备。

背景技术

请参阅图1，图1所示为现有的冷热分离设备的示意图，高压气体从进气嘴91进入环形气室92，通过涡流器喷嘴93沿切向高速喷入涡流器旋转腔94，在涡流器旋转腔94内形成高速旋转的气流，由于进入涡流器转腔94的高速旋转的气体的内圈旋转角速度比外圈旋转角速度快，所以内圈的气体对外圈的气体做功，结果是内圈的气体温度下降，外圈的气体温度升高，热气流从热流出口95流出，冷气流从冷流出口96流出，同时热气流和冷气流的压力下降。因此，该自动调节冷热分离设备可以应用于气体的降压过程，并产生冷热两股气流。

但是，现有的这种自动调节冷热分离设备具有如下缺点：由于涡流器喷嘴93的大小不可调，所以无法避免上下游气体的流量和压力等参数的大幅波动，而当上下游气体的流量和压力等参数大幅波动时，制冷和制热效率都会降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动调节冷热分离设备，解决了现有的冷热分离设备的涡流器喷嘴的大小不可调而导致制冷和制热效率低的问题。

本发明是这样实现的，一种自动调节冷热分离设备，包括涡壳和设于所述涡壳内的涡流器，所述涡壳和涡流器的两端均开口，所述涡壳的侧壁开设有高压气体入口，所述涡流器的侧壁开设有与所述高压气体入口相通的涡流器喷嘴，所述涡壳一端的开口与一热流管连接，所述热流管与一热气收集器连接，所述热气收集器上开设有热气出口，所述涡壳另一端的开口与一冷气收集器连接，所述冷气收集器上开设有冷气出口，所述涡流器内设有一可沿所述涡流器的轴向来回滑动的移动杆，所述移动杆与所述涡流器密封连接，所述移动杆上分别开设有彼此相通的移动杆冷气入口和移动杆冷气出口，所述移动杆冷气入口与所述涡流器相通，所述移动杆冷气出口与所述冷气收集器相通，所述移动杆伸出所述冷气收集器并与一驱动机构连接，所述驱动机构用于驱动所述移动杆沿其轴向来回运动，通过所述驱动机构来控制所述移动杆的移动距离和方向，从而调节所述涡流器喷嘴的大小，进而控制进入所述涡流器的气体的流量和压力。

进一步地，所述热气收集器内设有一可沿其轴向来回运动的热流调节帽。

具体地，所述涡壳和涡流器同轴设置。

具体地，所述移动杆与所述涡流器同轴设置。

具体地，所述移动杆通过一密封圈与所述涡流器密封连接。

进一步地，所述热气出口通过一热气管与一取热设备连接，所述冷气出口通过一冷气管与一取冷设备连接，所述取热设备和取冷设备分别与一下游管道连接。

具体地，所述驱动机构包括一密封箱体，所述移动杆穿设于所述箱体内，所述箱体内滑设有一与所述箱体内壁密封连接的驱动板，所述驱动板一端与所述移动杆连接，所述驱动板另一端与一弹簧连接，所述弹簧固设于所述箱体上，所述箱体通过一导管与一下游管道连通。

优选地，所述驱动板为弹性膜片。

具体地，所述弹簧通过一调节螺钉固设于所述箱体上。

本发明通过驱动机构来控制移动杆的移动距离和方向，从而调节涡流器喷嘴的大小，进而控制进入涡流器的气体的流量和压力，因此可适应上下游气体的流量和压力等参数的大幅波动，从而提高了制冷和制热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的冷热分离设备的示意图。

图2是本发明实施例提供的自动调节冷热分离设备的示意图。

图3是本发明实施例提供的自动调节冷热分离设备的另一示意图。

图4是图3的详细示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图2所示，本发明实施例提供的一种自动调节冷热分离设备，包括涡壳1和设于涡壳1内的涡流器2，涡壳1和涡流器2同轴设置，涡壳1和涡流器2的两端均开口，涡壳1的侧壁开设有高压气体入口11，涡流器2的侧壁开设有与高压气体入口11相通的涡流器喷嘴21，涡壳1一端的开口与一热流管3连接，热流管3与一热气收集器4连接，热气收集器4上开设有热气出口41，涡壳1另一端的开口与一冷气收集器5连接，冷气收集器5上开设有冷气出口51，涡流器2内设有一可沿涡流器2的轴向来回滑动的移动杆6，移动杆6与涡流器2同轴设置，且移动杆6通过一密封圈7与涡流器2密封连接，移动杆6上分别开设有彼此相通的移动杆冷气入口61和移动杆冷气出口62，移动杆冷气入口61与涡流器2相通，移动杆冷气出口62与冷气收集器5相通，移动杆6伸出冷气收集器5并与一驱动机构8连接，驱动机构8用于驱动移动杆6沿其轴向来回运动。

本发明的自动调节冷热分离设备的工作原理为：高压气体从高压气体入口11进入涡壳1内，然后通过涡流器喷嘴21沿切向高速喷入涡流器2内，在涡流器2内形成高速旋转的气流，由于进入涡流器2的高速旋转的气体的内圈旋转角速度比外圈旋转角速度快，所以内圈的气体对外圈的气体做功，结果是内圈气体温度下降，外圈气体温度升高，热气流沿热流管3进入热气收集腔4并从热气出口41流出，冷气流经移动杆冷气入口61从移动杆冷气出口62进入冷气收集器5内并从冷气出口51流出。

由于驱动机构8可以驱动移动杆6沿其轴向来回运动，因此，移动杆6沿其轴向来回运动可以调节涡流器喷嘴21的大小，当移动杆6向右移动时(即向远离于热流管3的方向移动)，涡流器喷嘴21变大，允许进入涡流器2的气流量增加；反之，当移动杆6向左移动时(即朝向热流管3移动)，涡流器喷嘴21变小，允许进入涡流器2的气流量减小。

本发明通过驱动机构8来控制移动杆6的移动距离和方向，从而调节涡流器喷嘴21的大小，进而控制进入涡流器2的气体的流量和压力，因此可适应上下游气体的流量和压力等参数的大幅波动，从而提高了制冷和制热效率。

如图2所示，进一步地，所述热气收集器4内设有一可沿其轴向来回运动的热流调节帽8，热流调节帽8的轴向移动可以调节热气出口41的大小，从而可以控制从热气出口41流出的热气量，进而控制冷热气流的比例。

如图3所示，进一步地，所述热气出口41通过一热气管10与一取热设备11连接，冷气出口51通过一冷气管12与一取冷设备13连接，取热设备11和取冷设备13分别与一下游管道14连接。热气流通过热气出口41流入热气管10，取热设备11将热气管10内的热能取出来进行应用；冷气流通过冷气出口51流入冷气管12，取冷设备13将冷气管12内的冷能取出来进行应用。热气经取热设备11取热以及冷气经取冷设备13取冷后，热气和冷气最后汇合并流入下游管道14。

如图4所示，具体地，所述驱动机构8包括一密封箱体81，移动杆6穿设于箱体81内，箱体81内滑设有一与箱体81内壁密封连接的驱动板82，驱动板82可以是弹性膜片，采用弹性膜片，可以提高驱动板82与箱体81内壁之间的密封性能，驱动板82一端与移动杆6连接，驱动板82另一端与一弹簧83连接，弹簧83通过一调节螺钉84固设于箱体81上，通过旋转调节螺钉84可以改变弹簧83的预应力，箱体81通过一导管85与下游管道14连通。当下游管道14内的气压增加时，压力会通过导管85传递进入箱体81内，箱体81内的气压增加，这样驱动板82所受到的压力也会增加，所以移动杆6向左移动(即朝向热流管3移动)，并带动移动杆6向左移动，涡流器喷嘴21变小，允许进入涡流器2的气流量减小，从而使得下游管道14内的气压逐渐减小，同时弹簧83被拉伸；反之，当下游管道14内的气压减小时，箱体81内的气体通过导管82进入扩压管14内，箱体81内的气压减小，这样驱动板82所受到的压力也会减小，驱动板82在弹簧83的拉力作用下向右移动(即向远离于热流管3的方向移动)，并带动移动杆6向右移动，涡流器喷嘴21变大，允许进入涡流器2的气流量增加，从而使得下游管道14内的气压逐渐增大。因此，本发明的驱动机构8可以根据采集到的下游管道14内的气压参数，来控制移动杆6的移动距离和方向以改变涡流器喷嘴21的大小，进而改变进入涡流器2的气流量，从而使得下游管道14内的气压保持平衡，亦即，使下游管道14内的气压稳定在所需的压力范围，从而提高了制冷和制热效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动调节冷热分离设备，包括涡壳和设于所述涡壳内的涡流器，所述涡壳和涡流器的两端均开口，所述涡壳的侧壁开设有高压气体入口，所述涡流器的侧壁开设有与所述高压气体入口相通的涡流器喷嘴，所述涡壳一端的开口与一热流管连接，所述热流管与一热气收集器连接，所述热气收集器上开设有热气出口，所述涡壳另一端的开口与一冷气收集器连接，所述冷气收集器上开设有冷气出口，其特征在于，所述涡流器内设有一可沿所述涡流器的轴向来回滑动的移动杆，所述移动杆与所述涡流器密封连接，所述移动杆上分别开设有彼此相通的移动杆冷气入口和移动杆冷气出口，所述移动杆冷气入口与所述涡流器相通，所述移动杆冷气出口与所述冷气收集器相通，所述移动杆伸出所述冷气收集器并与一驱动机构连接，所述驱动机构用于驱动所述移动杆沿其轴向来回运动，通过所述驱动机构来控制所述移动杆的移动距离和方向，从而调节所述涡流器喷嘴的大小，进而控制进入所述涡流器的气体的流量和压力。

2.根据权利要求1所述的自动调节冷热分离设备，其特征在于，所述热气收集器内设有一可沿其轴向来回运动的热流调节帽。

3.根据权利要求1所述的自动调节冷热分离设备，其特征在于，所述涡壳和涡流器同轴设置。

4.根据权利要求1所述的自动调节冷热分离设备，其特征在于，所述移动杆与所述涡流器同轴设置。

5.根据权利要求1所述的自动调节冷热分离设备，其特征在于，所述移动杆通过一密封圈与所述涡流器密封连接。

6.根据权利要求1所述的自动调节冷热分离设备，其特征在于，所述热气出口通过一热气管与一取热设备连接，所述冷气出口通过一冷气管与一取冷设备连接，所述取热设备和取冷设备分别与一下游管道连接。

7.根据权利要求6所述的自动调节冷热分离设备，其特征在于，所述驱动机构包括一密封箱体，所述移动杆穿设于所述箱体内，所述箱体内滑设有一与所述箱体内壁密封连接的驱动板，所述驱动板一端与所述移动杆连接，所述驱动板另一端与一弹簧连接，所述弹簧固设于所述箱体上，所述箱体通过一导管与所述下游管道连通。

8.根据权利要求7所述的自动调节冷热分离设备，其特征在于，所述驱动 板为弹性膜片。

9.根据权利要求7所述的自动调节冷热分离设备，其特征在于，所述弹簧通过一调节螺钉固设于所述箱体上。