CN105571030B - 一种弹性膜式卧式蓄能罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹性膜式卧式蓄能罐，包括罐体，罐体的两端分别设有热腔出口和冷腔出口，罐体中部设有分隔部件，分隔部件将罐体内部分隔为互不连通的热腔和冷腔，热腔连通热腔出口，冷腔连通冷腔出口，分隔部件包括可朝热腔出口方向或冷腔出口方向形变的弹性隔膜。水流通过蓄冷泵或者放冷泵打入冷腔或者热腔，并且随着水泵的不断工作，冷腔与热腔中有一侧腔体不断变大而另一侧腔体不断变小，弹性隔膜向腔体变小一侧拉伸，弹性隔膜的存在阻断冷、热水混合，提高蓄冷与放冷的效率，而且由于弹性隔膜是受水压而被动变形来改变两个腔体的容积，无需额外的驱动部件，因此蓄能罐能够节省材料，其有效容积大。本发明可应用于蓄能布水领域。

Description

一种弹性膜式卧式蓄能罐
技术领域
本发明涉及蓄能布水领域，特别是涉及一种弹性膜式卧式蓄能罐。
背景技术
随着大数据时代的不断发展，数据中心服务器的计算处理需求不断提高，导致服务器发热量不断增加，必须不间断给服务器供给冷量以保证服务器的正常运行。上述场所主要用中央空调进行日常供冷，在遇到市电停电时，中央空调会出现故障停机，此时虽可以通过备用发电机重新启动中央空调，但是从启动到正常供冷需要5-10分钟时间，此时间段内如不持续给服务器供冷则必然会导致服务器由于温度过高而宕机。
为了避免上述情况的发生，需要在中央空调系统内串联或并联贮水罐。目前卧式蓄能罐主要采用挡板式布水，通过蓄能罐内挡板结构的设置将卧式罐沿长度方向分为多个腔，在单个腔内利用温度分层原理（即冷水密度大热水密度小）来避免冷热水之间的混合来提高蓄冷及放冷效率。但挡板式布水主要存在以下缺陷：1.挡板与罐壁连接处会存在水流流动死角；2.挡板与挡板隔成的小通道内流速过快，水会由于惯性作用沿挡板流动，导致进入单腔内的水在同一平面内各点出水流不均匀，无法很好利用温度分层原理来避免冷热水之间的混合，蓄冷及放冷效率不高；3.蓄冷罐内需设置多个挡板，不但耗材多、占用有效蓄冷空间的体积多，而且还由于挡板的阻碍无法进入蓄冷罐内进行维修或清洗。
为此，CN 204202067U公开了一种蓄冷罐，利用机械传动件控制隔板来回移动，来调节两个腔体的容积，从而实现蓄冷和放冷的过程。但是隔板需要相对于蓄冷罐滑动，其与蓄冷罐罐壁的密封很难做好，冷、热水存在混合的可能，而且需要机械结构控制隔板的平移，无疑会使得蓄冷罐较为复杂，蓄冷罐内部容积相应变小，使得制造成本高昂。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种弹性膜式卧式蓄能罐，其结构简单。
本发明所采用的技术方案是：
一种弹性膜式卧式蓄能罐，包括罐体，所述罐体的两端分别设有热腔出口和冷腔出口，所述罐体中部设有分隔部件，所述分隔部件将罐体内部分隔为互不连通的热腔和冷腔，所述热腔连通热腔出口，冷腔连通冷腔出口，所述分隔部件包括可朝热腔出口方向或冷腔出口方向形变的弹性隔膜。
作为本发明的进一步改进，所述罐体内设有拦截网，所述拦截网在弹性隔膜的形变路径上。
作为本发明的进一步改进，所述弹性隔膜在形变后呈筒状。
作为本发明的进一步改进，所述分隔部件包括环形的固定圈，所述固定圈的外端面与罐体内壁密封连接，固定圈内侧与弹性隔膜的边缘密封连接。
作为本发明的进一步改进，所述固定圈包括位于外侧的焊接头，所述焊接头具有与罐体内壁贴合连接的焊接端面从而形成固定圈的外端面。
作为本发明的进一步改进，所述固定圈的内侧设置有两块对向平行设置的环形夹片，所述弹性隔膜的边缘具有固定裙，所述固定裙通过螺栓组件夹紧固定在两环形夹片之间。
作为本发明的进一步改进，所述固定裙与任一环形夹片之间还接有垫圈。
作为本发明的进一步改进，所述罐体对应于冷腔、热腔的位置均分别设有压力传感器、排气阀和维修人孔。
本发明的有益效果是：水流通过蓄冷泵或者放冷泵打入冷腔或者热腔，并且随着水泵的不断工作，冷腔与热腔中有一侧腔体不断变大而另一侧腔体不断变小，弹性隔膜向腔体变小一侧拉伸，弹性隔膜的存在阻断冷、热水混合，提高蓄冷与放冷的效率，而且由于弹性隔膜是受水压而被动变形来改变两个腔体的容积，无需额外的驱动部件，因此蓄能罐能够节省材料，其有效容积大。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是蓄冷罐的结构示意图；
图2是固定圈的主视图；
图3是固定圈的侧向示意图；
图4是弹性隔膜的主视图；
图5是弹性隔膜的侧向示意图；
图6是弹性隔膜与固定圈的装配示意图；
图7是盖板的示意图。
具体实施方式
如图1所示的弹性膜式卧式蓄能罐，包括罐体1，罐体1由中部的直筒11以及连接在直筒11两端开口处的半椭圆形的封头12、13所构成。其中，左端的封头12处设置有热腔出口2，蓄能罐外接蓄冷泵而可以将热水泵出，右端的封头13处设置有冷腔出口3，蓄能罐外接放冷泵而可以将冷冻水泵出。
在罐体1中部设有分隔部件，该分隔部件与罐体1的轴线垂直，将罐体1内部分隔为互不连通的热腔21和冷腔31，热腔21连通热腔出口2，冷腔31连通冷腔出口3，热腔21与放冷腔31的容积并非是固定的。
蓄冷时，热腔21内的热水经蓄冷泵达到主机，经主机冷却之后的冷水进入冷腔31，此时作为分隔部件的弹性膜4朝热腔出口2移动；放冷时，冷腔31内的冷冻水经放冷泵达到负荷端，在末端放热之后的热水进入热腔21，此时分隔部件弹性膜4朝冷腔出口3移动。
上述的弹性隔膜4是不透水的，能够阻断冷、热水混合，在水流的压力下能在罐体1的轴向产生较大的形变，从而改变两个腔体的容积。
本实施例中的蓄冷罐，罐体1内部无垂直挡板，避免垂直挡板与罐壁连接处存在的水流流动死角；而且热腔21、冷腔31容积的改变，也即蓄冷及放冷的过程是通过弹性隔膜4受水压变化而实现，相比于现有技术利用机械传动件带动垂直挡板平移的结构来说，能极大的简化蓄冷罐的内部结构，节省了材料与空间，而且也增大了蓄冷罐的有效容积。
作为进一步优选的，在每个封头的内壁上分别固定连接有拦截网51、52，拦截网51、52垂直于罐体1轴线并且在弹性隔膜4的形变路径上，能够阻挡弹性隔膜4的进一步形变，避免弹性隔膜4压迫热腔出口2或冷腔出口3。
参考图1、图4和图5，弹性隔膜4可以简单的认为是聚乙烯薄膜等类似的材质，当然也不能排除其他具有弹性的薄膜，在两侧均未受压时并未绷直，因此可以有很大的形变量；在受压朝向冷腔出口3形变后呈筒状，筒状的内腔成为热腔21的一部分。反之，在并未图示的过程中，弹性隔膜4受压朝向热腔出口2形变后也呈筒状，筒状的内腔成为冷腔31的一部分。
作为进一步优选的，参考图1，实施例中的分隔部件包括环形的固定圈6，固定圈6的外端面与罐体1内壁密封连接，固定圈6内侧与弹性隔膜4的边缘密封连接。蓄冷及放冷的过程中固定圈6都是固定不动的，而只有弹性隔膜4的形变，该结构相对于CN 204202067U的蓄冷罐来说，热腔21与冷腔31之间的隔水性能更好。因为，CN 204202067U所公开的技术来说，绝热隔板要在罐体内壁上滑动，即使两者的密封做得再好，使用一段时间之后也不可避免的存在泄漏，存在水体之间的对流，影响蓄冷的效果。而本实施例的固定圈6直接是密封连接罐体1内壁，不会与罐体1发生相对滑移，因此具有更好的密封效果和蓄冷效果。
参考图2、图3和图6，固定圈6为环形，其至少包括位于外侧的焊接头61，焊接头61具有焊接端面，该焊接端面是弧面，能够与罐体1内壁紧密贴合后再焊接固定，因此固定圈6与罐体1内壁密封性能非常良好。上述的焊接端面形成固定圈6的外端面。
上述固定圈6的内侧设置有两块对向平行设置的环形夹片62，所述的环形夹片62垂直于罐体1的轴向，环形夹片62上沿周向设置有若干螺纹孔65。同时参考图4，弹性隔膜4的边缘具有固定裙41，固定裙41上沿周向设置有若干与螺纹孔配对的连接孔42。固定裙41通过装配在连接孔42和螺纹孔65上的螺栓组件63夹紧密封固定在两环形夹片62之间。
进一步优选的，为了提高固定裙41与环形夹片62之间的密封性能，固定裙41与任一环形夹片62之间还接有垫圈64，优选为橡胶垫圈64。
进一步优选的，参考图1，罐体1对应于冷腔31、热腔21的位置均分别设有压力传感器71、72、排气阀81、82和维修人孔91、92。压力传感器71、72用于分别检测两个腔体的水压，提高蓄冷罐的安全性能，不仅如此，还可根据压力传感器测量的罐内压力数值结合相关程序，自动控制蓄冷罐的蓄、放冷过程；排气阀81、82用于在进水时排出两个腔体内的气体；维修人孔91、92提供了进入蓄冷罐进行维修保养的通道。参考图7，每个维修人孔处安装有一盖板93，盖板93外表面安装有开启把手94，盖板内侧安装有网状拦截栅95，防止弹性隔膜4覆盖维修人孔。
冷腔31与热腔21的底部还设置有排污阀101、102，而罐体1的底部安装有支撑脚103，使得蓄冷罐呈卧式布置。
本实施例的蓄冷罐工作过程如下：
蓄冷工作时，水流通过蓄冷泵送到冷腔出口3，随着水泵的不断工作，水流不断地压迫弹性隔膜4使其向热腔出口2移动，当弹性隔膜4被压迫到拦截网51时，弹性隔膜4被阻挡而不再移动，完成蓄冷过程；
放冷工作时，水流通过放冷泵送到热腔出口2，随着水泵的不断工作，水流不断地压迫弹性隔膜4向冷腔出口3移动，当弹性隔膜4被压迫到拦截网52时，弹性隔膜4被阻挡而不再移动，完成放冷过程。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。

Claims (6)

1.一种弹性膜式卧式蓄能罐，包括罐体(1)，所述罐体(1)的两端分别设有热腔出口(2)和冷腔出口(3)，其特征在于：所述罐体(1)中部设有分隔部件，所述分隔部件将罐体(1)内部分隔为互不连通的热腔(21)和冷腔(31)，所述热腔(21)连通热腔出口(2)，冷腔(31)连通冷腔出口(3)，所述分隔部件包括可朝热腔出口(2)方向或冷腔出口(3)方向形变的弹性隔膜(4)，所述分隔部件包括环形的固定圈(6)，所述固定圈(6)的外端面与罐体(1)内壁密封连接，固定圈(6)内侧与弹性隔膜(4)的边缘密封连接，所述固定圈(6)包括位于外侧的焊接头(61)，所述焊接头(61)具有与罐体(1)内壁贴合连接的焊接端面从而形成固定圈(6)的外端面。
2.根据权利要求1所述的弹性膜式卧式蓄能罐，其特征在于：所述罐体(1)内设有拦截网(51、52)，所述拦截网(51、52)在弹性隔膜(4)的形变路径上。
3.根据权利要求2所述的弹性膜式卧式蓄能罐，其特征在于：所述弹性隔膜(4)在形变后呈筒状。
4.根据权利要求1所述的弹性膜式卧式蓄能罐，其特征在于：所述固定圈(6)的内侧设置有两块对向平行设置的环形夹片(62)，所述弹性隔膜(4)的边缘具有固定裙(41)，所述固定裙(41)通过螺栓组件(63)夹紧固定在两环形夹片(62)之间。
5.根据权利要求4所述的弹性膜式卧式蓄能罐，其特征在于：所述固定裙(41)与任一环形夹片(62)之间还接有垫圈(64)。
6.根据权利要求1或2或3所述的弹性膜式卧式蓄能罐，其特征在于：所述罐体(1)对应于冷腔(31)、热腔(21)的位置均分别设有压力传感器(71、72)、排气阀(81、82)和维修人孔(91、92)。
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