CN109405350A - 循环式智能热定型设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种循环式智能热定型设备，包括热定型箱及供热系统，热定型箱设置有热定型腔及循环装置，供热系统包括供热管道、空气能热泵、电辅热装置及动力装置，空气能热泵包括外置机体、蒸发器、压缩机、冷凝器总成及膨胀阀，蒸发器、压缩机、冷凝器总成及膨胀阀通过热交换管道循环连接构成制热循环，蒸发器、压缩机及膨胀阀置于外置机体，冷凝器总成及电辅热装置沿热气流流动方向依次置于供热管道，冷凝器总成包括三个以上沿热气流流动方向依次排布的冷凝器。采用上述方案，本发明提供一种降低加工成本、优化环境温度、提高空气能热泵热交换率及最高加热温度的循环式智能热定型设备。
Description
技术领域
本发明涉及热定型设备，具体涉及一种循环式智能热定型设备。
背景技术
热定型设备是一种利用热气流对产品进行定型加工的设备，传统的热定型设备的热量主要依赖燃烧柴油所产生，该种产热方式由于会污染环境，逐渐被红外线加热的方式所取代，以8到10米的热定型设备为例，将热定型产品加热到120°的目标温度，需要20kw～24kw的功率的红外加热装置供热，该种加热方式会存在如下弊端：①需要消耗大量的能源(电能)，提高加工成本，造成能源浪费；②排出的废气不仅具有纤维加热挥发的有害物质，还带走了大量热量，造成了热量的浪费；③由于热定型设备往往置于厂房内，红外加热装置从热定型设备内泄露的热量会传播至空气内，使厂房内的工作温度上升，造成工作人员加工过程中的不适，此外，即使采用空气能热泵此类节能制热设备，又会因冷凝器结构受到最高加热温度有限(最高提升至55℃)及热交换率低的局限，使空气能热泵无法在该领域进行应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种降低加工成本、优化环境温度、提高空气能热泵热交换率及最高加热温度的循环式智能热定型设备。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括热定型箱及供热系统，所述的热定型箱设置有热定型腔及循环装置，所述的循环装置将各热定型产品在热定型腔进行循环，所述的供热系统包括供热管道、空气能热泵、电辅热装置及动力装置，所述的供热管道固定于热定型箱并与热定型腔联通，所述的动力装置引导热气流从供热管道向热定型腔移动，所述的空气能热泵包括外置机体、蒸发器、压缩机、冷凝器总成及膨胀阀，所述的蒸发器、压缩机、冷凝器总成及膨胀阀通过热交换管道循环连接构成制热循环，所述的蒸发器、压缩机及膨胀阀置于外置机体，所述的冷凝器总成及电辅热装置沿热气流流动方向依次置于供热管道，所述的外置机体设置有与工作环境联通并与蒸发器热交换的吸热风口，所述的冷凝器总成包括三个以上沿热气流流动方向依次排布的冷凝器，相对热气流流动方向位于前一位的所述的冷凝器的气流出口与位于后一位的冷凝器的气流进口相接。
通过采用上述技术方案，热定型设备分为热定型箱及供热系统两部分，热定型箱用于热定型腔内的热定型产品的循环加热，供热系统用于对热定型腔内的气流进行加热，采用低成本、最高加热温度受限的空气能热泵对气流进行初步加热，配合电辅热装置补偿空气能热泵的最高加热温度与设定温度之间的差距，从而大大降低成本，此外，将外置机体与冷凝器总成进行分离，可根据外置机体放置位置对指定位置通过吸热风口降低环境稳定，从而优化工作环境，并节省原本需用于工作环境降温的成本，而且，通过改变冷凝器结构，使热空气热泵突破最高加热温度并提高热交换率，相较之前的55°的最高加热温度，提升至80°，配合电辅热装置效果节电效果更优。
本发明进一步设置为：还包括控制器及温度传感器，所述的温度传感器置于供热管道并位于冷凝器总成及电辅热装置之间，所述的电辅热装置功率及空气能热泵可变，所述的控制器由温度传感器获得的温度数据与设定温度比对，调节电辅热装置及空气能热泵功率。
通过采用上述技术方案，控制器配合使用温度传感器，智能调节电辅热装置及空气能热泵的功率，进一步降低成本，当热气流温度高于设定温度时，可依次对电辅热装置及空气能热泵进行停机操作。
本发明进一步设置为：所述的热定型腔靠近相对热气流流动方向的末端设置有连接至供热管道相对热气流流动方向的首端的循环管道。
通过采用上述技术方案，由于热气流流动至热定型腔末端仍具有一定热量，如果将该部分废气排入外界，热量及有害物质会对环境造成污染，增设循环管道，使该部分废气进行用于热定型，使剩余热量重新被利用、降低加工成本的同时大大降低了对环境的污染，可定时集中进行处理，避免废气处理阻碍成型腔的内部热气流流动，此外，循环管道的导向大大减少热量泄露的可能性，进一步优化工作环境。
本发明进一步设置为：所述的循环管道开设有可开启的新风口。
通过采用上述技术方案，定时开启新风口，替换部分废气的同时自动平衡热定型腔的压力平衡，保证设备的稳定运行。
本发明进一步设置为：所述的循环装置包括传动链、传动轮、载具及电机，所述的传动轮沿热定型产品循环轨迹依次排布于热定型箱，所述的电机与其中一个传动轮驱动配合，所述的传动链绕设于传动轮并在传动轮转动时循环移动，所述的载具依次悬挂于传动链，所述的热定型腔靠近相对热气流流动方向的末端的下方开设有进出料口，所述的传动链包括位于热定型腔的内循环部及穿过进出料口并位于热定型箱外的外循环部。
通过采用上述技术方案，由传动链及传动轮组成的传动循环，使载具能够沿特定轨道进行循环，传动链的外循环部用于在热循环结束后取放热定型产品，或短暂冷却后进入二次热定型，避免通过工具伸入热定型腔取放热定型产品，提高工作效率的同时避免工作人员被热量烫伤。
本发明进一步设置为：所述的空气能热泵还包括置于外置机体内的储液罐、过滤器及气液分离器，所述的储液罐及过滤器安装冷凝器总成与膨胀阀之间的热交换管道，所述的气液分离器安装于压缩机与膨胀阀之间的热交换管道。
通过采用上述技术方案，储液罐用于制热循环的制热剂循环量，过滤器用于过滤制热循环中产生的杂质，气液分离器将气液进行分离，从而提高空气能热泵的运行稳定性。
本发明进一步设置为：所述的电辅热装置可为电热丝或红外加热装置。
通过采用上述技术方案，可根据需求选择电辅热装置的加热方式，使设备适用范围更广。
本发明进一步设置为：所述的冷凝器为微通道冷凝器。
通过采用上述技术方案，微通道冷凝器具有提高热交换率的功能，而将多个微通道冷凝器进行叠加，进一步提高热交换率，避免热量浪费的同时使热定型腔的热气流被充分加热。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的立体图；
图2为本发明具体实施方式的立体剖视图；
图3为发明具体实施方式中循环装置的结构示意图；
图4为发明具体实施方式中冷凝器总成的结构示意图；
图5为发明具体实施方式中空气能热泵的原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1—图5所示，本发明公开了一种循环式智能热定型设备，包括热定型箱1及供热系统2，热定型箱1设置有热定型腔11及循环装置3，循环装置3将各热定型产品在热定型腔11进行循环，供热系统2包括供热管道21、空气能热泵22、电辅热装置23、控制器25及动力装置26，供热管道21固定于热定型箱1并与热定型腔11联通，动力装置264引导热气流从供热管道21向热定型腔11移动，空气能热泵22包括外置机体221、蒸发器222、压缩机223、冷凝器总成224及膨胀阀225，蒸发器222、压缩机223、冷凝器总成224及膨胀阀225通过热交换管道2211循环连接构成制热循环，蒸发器222、压缩机223及膨胀阀225置于外置机体221，冷凝器总成224及电辅热装置23沿热气流流动方向依次置于供热管道21，外置机体221设置有与工作环境联通并与蒸发器222热交换的吸热风口226，冷凝器总成224包括三个以上沿热气流流动方向依次排布的冷凝器2241，相对热气流流动方向位于前一位的冷凝器2241的气流出口2243与位于后一位的冷凝器2241的气流进口2244通过冷凝器管道2242相接，，首端的微通道冷凝器的气流进口2244连接于压缩机，尾端的微通道冷凝器的气流出口2243连接于膨胀阀，热定型设备分为热定型箱1及供热系统2两部分，热定型箱1用于热定型腔11内的热定型产品的循环加热，供热系统2用于对热定型腔11内的气流进行加热，采用低成本、最高加热温度受限的空气能热泵22对气流进行初步加热，配合电辅热装置23补偿空气能热泵22的最高加热温度与设定温度之间的差距，从而大大降低成本，此外，将外置机体221与冷凝器总成224进行分离，可根据外置机体221放置位置对指定位置通过吸热风口226降低环境稳定，从而优化工作环境，并节省原本需用于工作环境降温的成本，为提高吸热风口226的吸热效率往往会在该处额外设置吸热风机，动力装置26为置于供热管道21相对热气流流动方向的首端的热定型风机2261，而且，通过改变冷凝器2241结构，使热空气热泵突破最高加热温度并提高热交换率，相较之前的55°的最高加热温度，提升至80°，配合电辅热装置效果节电效果更优。
还包括控制器25及温度传感器24，温度传感器24置于供热管道并位于冷凝器总成224及电辅热装置23之间，电辅热装置23功率及空气能热泵22可变，控制器25由温度传感器24获得的温度数据与设定温度比对，调节电辅热装置23及空气能热泵22功率，控制器25配合使用温度传感器24，智能调节电辅热装置23及空气能热泵22的功率，进一步降低成本，当热气流温度高于设定温度时，可依次对电辅热装置23及空气能热泵22进行停机操作。
热定型腔11靠近相对热气流流动方向的末端设置有连接至供热管道21相对热气流流动方向的首端的循环管道12，由于热气流流动至热定型腔11末端仍具有一定热量，如果将该部分废气排入外界，热量及有害物质会对环境造成污染，增设循环管道12，使该部分废气进行用于热定型，使剩余热量重新被利用、降低加工成本的同时大大降低了对环境的污染，可定时集中进行处理，避免废气处理阻碍成型腔的内部热气流流动，此外，循环管道12的导向大大减少热量泄露的可能性，进一步优化工作环境。
循环管道12开设有可开启的新风口121，定时开启新风口121，替换部分废气的同时自动平衡热定型腔11的压力平衡，保证设备的稳定运行。
循环装置3包括传动链31、传动轮32、载具33及电机34，传动轮32沿热定型产品循环轨迹依次排布于热定型箱1，电机34与其中一个传动轮32驱动配合，传动链31绕设于传动轮32并在传动轮32转动时循环移动，载具33依次悬挂于传动链31，热定型腔11靠近相对热气流流动方向的末端的下方开设有进出料口13，传动链31包括位于热定型腔11的内循环部311及穿过进出料口13并位于热定型箱1外的外循环部312，由传动链31及传动轮32组成的传动循环，使载具33能够沿特定轨道进行循环，传动链31的外循环部312用于在热循环结束后取放热定型产品，或短暂冷却后进入二次热定型，避免通过工具伸入热定型腔11取放热定型产品，提高工作效率的同时避免工作人员被热量烫伤。
空气能热泵22还包括置于外置机体221内的储液罐227、过滤器228及气液分离器229，储液罐227及过滤器228安装冷凝器总成224与膨胀阀225之间的热交换管道2211，气液分离器229安装于压缩机223与膨胀阀225之间的热交换管道2211，储液罐227用于制热循环的制热剂循环量，过滤器228用于过滤制热循环中产生的杂质，气液分离器229将气液进行分离，从而提高空气能热泵22的运行稳定性。
电辅热装置23可为电热丝或红外加热装置，可根据需求选择电辅热装置23的加热方式，使设备适用范围更广。
冷凝器2241为微通道冷凝器，微通道冷凝器具有提高热交换率的功能，而将多个微通道冷凝器进行叠加，进一步提高热交换率，避免热量浪费的同时使热定型腔的热气流被充分加热。
如下表所示，采用本实施方式后效能比大大提高。
热定型设备能效对比(注：8-10米的热定型箱)
| 烤箱温度 | 红外线加热输入功率 | 空气能热泵加热输入功率 | 能效比 |
| 80℃ | 14KW | 5KW | 2.8 |
| 100℃ | 17.5KW | 7KW | 2.5 |
| 120℃ | 20.7KW | 9KW | 2.3 |
| 140℃ | 22KW | 11KW | 2.2 |
Claims (8)
1.一种循环式智能热定型设备，其特征在于：包括热定型箱及供热系统，所述的热定型箱设置有热定型腔及循环装置，所述的循环装置将各热定型产品在热定型腔进行循环，所述的供热系统包括供热管道、空气能热泵、电辅热装置及动力装置，所述的供热管道固定于热定型箱并与热定型腔联通，所述的动力装置引导热气流从供热管道向热定型腔移动，所述的空气能热泵包括外置机体、蒸发器、压缩机、冷凝器总成及膨胀阀，所述的蒸发器、压缩机、冷凝器总成及膨胀阀通过热交换管道循环连接构成制热循环，所述的蒸发器、压缩机及膨胀阀置于外置机体，所述的冷凝器总成及电辅热装置沿热气流流动方向依次置于供热管道，所述的外置机体设置有与工作环境联通并与蒸发器热交换的吸热风口，所述的冷凝器总成包括三个以上沿热气流流动方向依次排布的冷凝器，相对热气流流动方向位于前一位的所述的冷凝器的气流出口与位于后一位的冷凝器的气流进口相接。
2.根据权利要求1所述的循环式智能热定型设备，其特征在于：还包括控制器及温度传感器，所述的温度传感器置于供热管道并位于冷凝器总成及电辅热装置之间，所述的电辅热装置功率及空气能热泵可变，所述的控制器由温度传感器获得的温度数据与设定温度比对，调节电辅热装置及空气能热泵功率。
3.根据权利要求1所述的循环式智能热定型设备，其特征在于：所述的热定型腔靠近相对热气流流动方向的末端设置有连接至供热管道相对热气流流动方向的首端的循环管道。
4.根据权利要求3所述的循环式智能热定型设备，其特征在于：所述的循环管道开设有可开启的新风口。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的循环式智能热定型设备，其特征在于：所述的循环装置包括传动链、传动轮、载具及电机，所述的传动轮沿热定型产品循环轨迹依次排布于热定型箱，所述的电机与其中一个传动轮驱动配合，所述的传动链绕设于传动轮并在传动轮转动时循环移动，所述的载具依次悬挂于传动链，所述的热定型腔靠近相对热气流流动方向的末端的下方开设有进出料口，所述的传动链包括位于热定型腔的内循环部及穿过进出料口并位于热定型箱外的外循环部。
6.根据权利要求1或2或3或4的循环式智能热定型设备，其特征在于：所述的空气能热泵还包括置于外置机体内的储液罐、过滤器及气液分离器，所述的储液罐及过滤器安装冷凝器总成与膨胀阀之间的热交换管道，所述的气液分离器安装于压缩机与膨胀阀之间的热交换管道。
7.根据权利要求1或2或3或4的循环式智能热定型设备，其特征在于：所述的电辅热装置可为电热丝或红外加热装置。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的循环式智能热定型设备，其特征在于：所述的冷凝器为微通道冷凝器。
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