CN112815418B - 一种自稳流式蓄能池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自稳流式蓄能池，涉及蓄能设备技术领域。具体包括箱体，所述箱体内对称设置有两个布水器，且所述的布水器将箱体的内部空间从上往下依次分割成互不连通的热水过渡区、蓄能区和冷水过渡区。布水器包括间隔布置的固定隔板和布水组件，布水组件包括布水筒，布水筒上沿轴线方向均布设置有多个间隔布置的第一流道和第二流道。布水筒内设置有阀芯，阀芯包括间隔布置的活塞部和连杆部，阀芯内设置有气道，连杆部的外部套设有气囊，所述的连杆部位于所述的气囊内设置有与所述的气道相连通的气孔。所述的第一进水管、第一出水管、第二进水管和第二出水管上设置有单向阀。该蓄能池能够减小斜温层的厚度，保证斜温层的稳定性。

Description

一种自稳流式蓄能池
技术领域
本发明涉及储能设备技术领域，具体地说是一种自稳流式蓄能池。
背景技术
水蓄冷空调系统主要原理是在用电低谷时间将冷水存储于蓄冷装置中，在用电高峰时间段将蓄存的冷水释放出去使用，达到“移峰填谷”的目的。热泵系统进行水蓄热的原理一样。
水蓄能空调或者热泵系统的性能在很大程度上受到水蓄能技术的影响，所谓水蓄能技术就是利用水在不同的温度下其密度不同的现象，在同一个蓄能池内高温水在上面，低温水在下面，从而实现冷水和热水自然分层的技术。该技术的关键在于控制位于高温水和低温水之间的斜温层的厚度和稳定性，要控制斜温层的厚度和稳定性关键在保证进水和出水的均匀性，避免进水和出水时对蓄能池内的水产生扰动。但是，目前市场上使用的布水器只能在一定程度上提高布水的均匀性，但是无法保证绝对的均匀布水。
为了解决这一问题，现有技术中在蓄能池内设置可上下移动的隔板，通过隔板隔绝冷水和热水。这一方案虽然能够实现冷水和热水的决定隔绝，但是对于大型的蓄能池却不适用。目前，有的蓄能池设置在建筑的地下室或者楼顶，直接利用地下室或者楼顶的面积，占地面积巨大，很难设置一种结构能够实现如此之大的隔板上下滑动，即使实现，造价也会非常巨大。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种自稳流式蓄能池，该蓄能池采用自然分层的技术，且能够在很大程度上提高布水的均匀性，减小斜温层的厚度，保证斜温层的稳定性。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种自稳流式蓄能池，包括箱体，所述箱体内对称设置有两个布水器，且所述的布水器将所述箱体的内部空间从上往下依次分割成互不连通的热水过渡区、蓄能区和冷水过渡区，所述的箱体分别设置有与热水过渡区相连通的热水进管和热水出管，以及与冷水过渡区相连通的冷水进管和冷水出管；
所述的布水器包括间隔布置的固定隔板和布水组件，所述的布水组件包括布水筒，所述的布水筒上沿轴线方向均布设置有多个第一流道和第二流道，且所述的第一流道和第二流道间隔布置；
所述的第一流道包括垂直朝向内侧的第一进水管和垂直朝向外侧的第一出水管，所述的第二流道包括垂直朝向内侧的第二进水管和垂直朝向外侧的第二出水管；
所述的布水筒内设置有阀芯，所述的阀芯包括间隔布置的活塞部和连杆部，且在第一工作位置上，所述的活塞部阻断了第一流道，所述的第二流道打开，当阀芯滑动至第二工作位置时，所述的活塞部阻断了第二流道，所述的第一流道打开；
所述的阀芯内设置有后端封闭的气道，所述连杆部的外部套设有气囊，所述的连杆部位于所述的气囊内设置有与所述的气道相连通的气孔；
所述的第一进水管和第一出水管设置有第一单向阀，所述的第二进水管和第二出水管上设置有导通方向与所述的第一单向阀相反的第二单向阀；
所述的箱体外设置有连接板，且所述阀芯的前端分别与所述的连接板固定连接，所述的连接板和箱体之间设置有气缸。
进一步地，所述的连接板和箱体之间设置有多个气缸，且多个所述的气缸均匀布置。
进一步地，所述的箱体上设置有锁紧螺柱，所述的固定隔板上设置有支撑柱，所述支撑柱的端面上设置有沿轴向依次贯穿所述支撑柱和固定隔板的用于容纳所述锁紧螺柱的第一通孔，所述的锁紧螺柱上设置有第一锁紧螺母。
进一步地，所述支撑柱的悬空端设置有支撑板。
进一步地，所述布水筒的后端设置有呈圆环状的限位凸台，所述布水筒的前端穿过所述箱体的前侧壁延伸至所述箱体的外部，所述布水筒的前端设置有第二锁紧螺母，所述的限位凸台在第二锁紧螺母的压紧作用下压紧在所述箱体的后侧面上。
进一步地，所述第一进水管与第一出水管同轴布置，所述的第二进水管与第二出水管同轴布置。
进一步地，所述气囊的两端通过卡箍与所述的连杆部密封连接。
进一步地，位于蓄能区内的第一单向阀和第二单向阀上均设置有布水块，所述的布水块为截面呈T型的回转体结构，所述的布水块上设置有沿轴向贯穿所述布水块的主流道，所述布水块的直径较大的一端设置有多个沿径向延伸的分流道，所述布水块的大端侧设置有用于封堵所述主流道的螺塞。
本发明的有益效果是：
1、该蓄能池通过设置用于临时存放冷水和热水的过渡区，并通过能够实现均匀布水的布水器将过渡区内的冷水和热水均匀的通入到蓄能区内，或将蓄能区内的水均匀的通入到过渡区内，能够在很大程度上提高布水的均匀性，减小斜温层的厚度，保证斜温层的稳定性。
2、该蓄能池能够适应体积较大的蓄能池，能够满足现下比较受欢迎的设置于楼顶或地下室的大型蓄能池。
3、该蓄能池的布水器能够实现整个平面内的均匀布水，布水均匀，且不受蓄能池的尺寸限制。
4、该蓄能池的布水器结构简单而巧妙，成本低廉，具有良好的市场前景。
附图说明
图1为蓄能池的立体结构示意图；
图2为图1中A部分的放大结构示意图；
图3为蓄能池的右视图；
图4为图3中的A-A剖视图；
图5为图4中B部分的放大结构示意图；
图6为图4中C部分的放大结构示意图；
图7为布水器的立体结构示意图；
图8为图7中D部分的放大结构示意图；
图9为图7中E部分的放大结构示意图；
图10为固定隔板的立体结构示意图；
图11为固定隔板的剖视图；
图12为布水组件的立体结构示意图；
图13为布水组件的工作状态图一；
图14为图13中F部分的放大结构示意图；
图15为图13中G部分的放大结构示意图；
图16为布水组件的工作状态图二；
图17为阀芯与气囊之间的连接关系示意图；
图18为阀芯的结构示意图；
图19为图17中H部分的放大结构示意图；
图20为上盖板的立体结构示意图；
图21为主箱体的立体结构示意图；
图22为图21中I部分的放大结构示意图；
图23为布水块的立体结构示意图。
图中：11-主箱体，111-热水进管，112-热水出管，113-冷水进管，114-冷水出管，115-第二通孔，116-第三通孔，12-上盖板，13-锁紧螺柱，131-第一锁紧螺母，
21-固定隔板，21-支撑柱，211-支撑板，22-第一通孔，
22-布水组件，221-布水筒，2211-限位凸台，2212-第一进水管，2213-第一出水管，2214-第二进水管，2215-第二出水管，222-第二锁紧螺母，223-阀芯，2231-活塞部，2232-连杆部，2233-气道，2234-气孔，224-气囊，225-卡箍，226-第一单向阀，227-第二单向阀，228-布水块，2281-主流道，2282-分流道，229-螺塞，
3-连接板，
4-气缸。
具体实施方式
为了方便描述，现定义坐标系如图1所示，并以左右方向为横向，前后方向为纵向，上下方向为竖向。实施方式中以蓄冷为例，蓄热时进出管流向和蓄冷式相反，其他实施方式一致。
如图1、图3和图4所示，一种自稳流式蓄能池包括具有保温功能的主箱体11和上盖板12，所述的上盖板12通过螺栓与所述的箱体密封固定连接，所述的箱体和上盖板12共同形成了一中空的长方体状箱体。所述箱体内对称设置有两个布水器，且所述的布水器将所述箱体的内部空间分割成互不连通的三个空间，从上往下依次为热水过渡区、蓄能区和冷水过渡区。所述主箱体11的左侧设置有与所述的热水过渡区相连通的热水进管111和与所述的冷水过渡区相连通的冷水进管113，所述主箱体11的右侧设置有与所述的热水过渡区相连通的热水出管112和与所述的冷水过渡区相连通的冷水出管114。
如图7所示，所述的布水器包括多个相互平行的固定隔板21，且所述的固定隔板21与所述箱体的内侧壁固定连接。所述的固定隔板21沿前后方向延伸，且多个所述的固定隔板21沿左右方向均匀布置。
作为一种具体实施方式，如图20和图21所示，本实施例中所述主箱体11的内底面和上盖板12的下侧面上均设置有锁紧螺柱13，如图10和图11所示，所述的固定隔板21上设置有支撑柱211，所述支撑柱211的端面上设置有沿轴向依次贯穿所述支撑轴和固定隔板21的第一通孔213，如图5和图6所示，所述的锁紧螺柱13插入到所述的第一通孔213内，并通过设置于所述锁紧螺柱13上的第一锁紧螺母131将支撑柱211的端面压紧在所述箱体的内侧壁上。
进一步地，如图11所示，所述支撑柱211的悬空端设置有呈圆形的支撑板212，优选的，所述的支撑板212和箱体的内侧壁之间设置有密封圈（图中未示出）。
进一步地，所述固定隔板21的前端面和后端面与所述箱体的内侧壁之间设置有密封条（图中未示出），位于最左端和最右端的固定隔板21的外侧面（以远离箱体内部的一侧为外侧）和箱体的内侧壁之间设置有密封条（图中未示出）。
如图7所示，相邻的两个固定隔板21之间设置有布水组件22，如图12所示，所述的布水组件22包括布水筒221，且所述布水筒221的后端与所述的箱体密封连接，所述布水筒221的前端穿过所述箱体的前侧壁延伸至所述箱体的外部，且所述箱体的前侧壁和所述的布水筒221的圆柱侧面之间设置有密封圈（图中未示出）。位于最左端和最右端的固定隔板21的内侧面，以及其余所述固定隔板21的左侧面和右侧面分别压紧在所述布水筒221的外侧圆柱面上，且所述的固定隔板21和布水筒221之间设置有密封条（图中未示出）。
进一步地，如图11所示，位于最左端和最右端的固定隔板21的内侧面，以及其余所述固定隔板21的左侧面和右侧面均呈与所述的布水筒221相配合的弧形结构。
进一步地，为了方便安装，如图12和图13所示，所述布水筒221的后端封闭，且所述布水筒221的后端设置有呈圆环状的限位凸台2211，优选的，所述限位凸台2211的后端面与所述布水筒221的后端面共面。如图21所示，所述箱体的前侧壁和后侧壁上分别设置有能用于容纳所述布水筒221的第三通孔116和第二通孔115。如图14和图15所示，安装时从后往前插入布水筒221，使布水筒221的前端依次穿过第二通孔115和第三通孔116，直至所述的限位凸台2211压紧在所述箱体的后侧面上。所述布水筒221的前端穿过所述箱体的前侧壁延伸至所述箱体的外部，且所述布水筒221的前端设置有第二锁紧螺母222，所述布水筒221的前端部的外侧圆柱面上设置有与所述的第二锁紧螺母222相配合的外螺纹。所述的限位凸台2211在第二锁紧螺母222的压紧作用下压紧在所述箱体的后侧面上。
进一步地，所述的限位凸台2211和箱体之间设置有密封圈（图中未示出）。
如图13和图16所示，所述的布水筒221上沿轴线方向均布设置有多个第一流道和第二流道，且所述的第一流道和第二流道间隔布置。所述的第一流道包括垂直箱体底面朝向内侧（以靠近蓄能区的一侧为内侧）的第一进水管2212和垂直与箱体底面朝向外侧（以远离蓄能区的一侧为外侧）的第一出水管2213；所述的第二流道包括垂直箱体底面朝向内侧（以靠近蓄能区的一侧为内侧）的第二进水管2214和垂直与箱体底面朝向外侧（以远离蓄能区的一侧为外侧）的第二出水管2215。
优选的，所述第一进水管2212与第一出水管2213同轴布置，所述的第二进水管2214与第二出水管2215同轴布置。
如图13和图16所示，所述的布水筒221内设置有可相对于所述的布水筒221轴线滑动的阀芯223。如图18所示，所述的阀芯223包括间隔布置的活塞部2231和连杆部2232，且所述的活塞部2231可以控制第一流道和第二流道的通断。在第一工作位置上，所述的活塞部2231阻断了第一流道，所述的第二流道打开，即第二流道与连杆部2232相对应；当所述的阀芯223滑动至第二工作位置时，所述的活塞部2231阻断了第二流道，所述的第一流道打开，即第一流道与连杆部2232相对应。
如图16和图18所示，所述的阀芯223内设置有沿轴向向后延伸的气道2233，且所述气道2233的后端为盲端，所述气道2233的前端开口，并通过管路和电磁阀与气泵相连。所的电磁阀处于第一工作位置时，所述的气泵的出气口与气道2233导通，气泵向气道2233内充气，所的电磁阀处于第二工作位置时，所述的气泵的出气口被截止，所述的气道2233与外界大气导通。所述的连杆部2232上设置有与所述的气道2233相连通的气孔2234。如图17和图19所示，所述连杆部2232的外部套设有气囊224，且所述气囊224的两端通过卡箍225与所述的连杆部2232密封连接，所述的气孔2234均位于所述的气囊224内。
如图1和图2所示，所述的箱体外设置有连接板3，且所述阀芯223的前端分别与所述的连接板3固定连接，所述的连接板3和箱体之间设置有用于驱动所述的阀芯223往复运动的气缸4，所述气缸4的缸体与所述的箱体固定连接，所述气缸4的活塞杆与所述的连接板3固定连接。
优选的，所述的连接板3和箱体之间设置有多个气缸4，且多个所述的气缸4沿左右方向均匀布置。
如图5和图6所示，所述的第一进水管2212和第一出水管2213均设置有导通方向相同的第一单向阀226，所述的第二进水管2214和第二出水管2215上均设置有导通方向相同的第二单向阀227，且所述的第一单向阀226和第二单向阀227导通方向相反。即第一单向阀226只允许位于内侧的水向外侧流，第二单向阀227只允许位于外侧的水向内侧流。
进一步地，为了提高布水的均匀性，减少水流的扰动，如图5和图6所示，位于蓄能区内的第一单向阀226和第二单向阀227上均设置有布水块228，如图9和图23所示，所述的布水块228为截面呈T型的回转体结构，所述的布水块228上设置有沿轴向贯穿所述布水块228的主流道2281，所述布水块228的直径较大的一端设置有多个沿径向延伸的分流道2282，且多个所述的分流道2282沿圆周方向均布。所述布水块228的大端侧设置有用于封堵所述主流道2281的螺塞229。
工作时，当需要往蓄能区内注水时，气缸4的活塞杆伸出，使阀芯223处于如图16所示的状态，此时第一流道阻断，第二流道打开。然后通过气泵和电磁阀控制循环的向气道2233内充气和放气，当向气道2233内充气时，气囊224膨胀，第二流道的空间被压缩，这样原来位于第二流道内的水就会通过第二进水管2214上的第二单向阀227流入到蓄能区内。然后电磁阀动作，气道2233与外界大气导通，气囊224内的气体在气囊224的弹性压力下排出，此时，位于外侧过渡区的水通过第二出水管2215上的第二单向阀227进入到第二流道内。然后电磁阀动作，气泵向气道2233内充气，气囊224膨胀，第二流道的空间被压缩，第二流道内的水通过第二进水管2214上的第二单向阀227流入到蓄能区内。如此反复，从而将外侧区域内的水注入到蓄能区内。
当需要向外侧过渡区内排水时，气缸4的活塞杆缩回，使阀芯223处于如图13所示的状态，操作过程同上，在此不再赘述。

Claims (8)

1.一种自稳流式蓄能池，包括箱体，其特征在于：所述箱体内对称设置有两个布水器，且所述的布水器将所述箱体的内部空间从上往下依次分割成互不连通的热水过渡区、蓄能区和冷水过渡区，所述的箱体分别设置有与热水过渡区相连通的热水进管和热水出管，以及与冷水过渡区相连通的冷水进管和冷水出管；
所述的布水器包括间隔布置的固定隔板和布水组件，所述的布水组件包括布水筒，所述的布水筒上沿轴线方向均布设置有多个第一流道和第二流道，且所述的第一流道和第二流道间隔布置；
所述的第一流道包括垂直朝向内侧的第一进水管和垂直朝向外侧的第一出水管，所述的第二流道包括垂直朝向内侧的第二进水管和垂直朝向外侧的第二出水管；
所述的布水筒内设置有阀芯，所述的阀芯包括间隔布置的活塞部和连杆部，且在第一工作位置上，所述的活塞部阻断了第一流道，所述的第二流道打开，当阀芯滑动至第二工作位置时，所述的活塞部阻断了第二流道，所述的第一流道打开；
所述的阀芯内设置有后端封闭的气道，所述连杆部的外部套设有气囊，所述的连杆部位于所述的气囊内设置有与所述的气道相连通的气孔；
所述的第一进水管和第一出水管设置有第一单向阀，所述的第二进水管和第二出水管上设置有导通方向与所述的第一单向阀相反的第二单向阀；
所述的箱体外设置有连接板，且所述阀芯的前端分别与所述的连接板固定连接，所述的连接板和箱体之间设置有气缸。
2.根据权利要求1所述的一种自稳流式蓄能池，其特征在于：所述的连接板和箱体之间设置有多个气缸，且多个所述的气缸均匀布置。
3.根据权利要求1所述的一种自稳流式蓄能池，其特征在于：所述的箱体上设置有锁紧螺柱，所述的固定隔板上设置有支撑柱，所述支撑柱的端面上设置有沿轴向依次贯穿所述支撑柱和固定隔板的用于容纳所述锁紧螺柱的第一通孔，所述的锁紧螺柱上设置有第一锁紧螺母。
4.根据权利要求3所述的一种自稳流式蓄能池，其特征在于：所述支撑柱的悬空端设置有支撑板。
5.根据权利要求1所述的一种自稳流式蓄能池，其特征在于：所述布水筒的后端设置有呈圆环状的限位凸台，所述布水筒的前端穿过所述箱体的前侧壁延伸至所述箱体的外部，所述布水筒的前端设置有第二锁紧螺母，所述的限位凸台在第二锁紧螺母的压紧作用下压紧在所述箱体的后侧面上。
6.根据权利要求1所述的一种自稳流式蓄能池，其特征在于：所述第一进水管与第一出水管同轴布置，所述的第二进水管与第二出水管同轴布置。
7.根据权利要求1所述的一种自稳流式蓄能池，其特征在于：所述气囊的两端通过卡箍与所述的连杆部密封连接。
8.根据权利要求1所述的一种自稳流式蓄能池，其特征在于：位于蓄能区内的第一单向阀和第二单向阀上均设置有布水块，所述的布水块为截面呈T型的回转体结构，所述的布水块上设置有沿轴向贯穿所述布水块的主流道，所述布水块的直径较大的一端设置有多个沿径向延伸的分流道，所述布水块的大端侧设置有用于封堵所述主流道的螺塞。
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