專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種渦流管式熱力膨脹裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種制冷系統(tǒng)的膨脹裝置，特別是可自動(dòng)調(diào)節(jié)熱閥開(kāi)度以得到最佳制冷效應(yīng)或制熱效應(yīng)的渦流管式熱力膨脹裝置，屬制冷與空調(diào)
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：渦流管、透平膨脹機(jī)以及節(jié)流闊均是ffiilx寸工質(zhì)膨脹來(lái)得到冷量的裝置。節(jié)流閥是具有一定流速的流體在局部阻力的作用下產(chǎn)生降壓膨脹現(xiàn)象的簡(jiǎn)單裝置，控制工質(zhì)的進(jìn)口狀態(tài)可以產(chǎn)生制冷效應(yīng)。節(jié)流時(shí)存在摩擦阻力損耗，所以節(jié)流后熵必定增加，但節(jié)流前后的烚值不變。節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便，在工程實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。透平膨脹機(jī)是禾傭工Mii動(dòng)時(shí)速度的變化鄉(xiāng)行能量轉(zhuǎn)換的，也稱(chēng)為速度型膨脹機(jī)。它既可以用于空分領(lǐng)域、空調(diào)設(shè)備、船顯環(huán)境模擬以及氫、氦的液化制冷，還可以作為倉(cāng)糧回收機(jī)械來(lái)使用。渦流管是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的能量分離裝置，由噴嘴、渦流室、冷端孔板、冷熱兩端管和熱端調(diào)節(jié)閥組成。工作時(shí)高壓氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入噴嘴，經(jīng)噴嘴內(nèi)膨脹加速后，以很高的速度^i刀線方向m渦流室，氣流在渦流室內(nèi)形成高速渦旋，由于熱端調(diào)節(jié)閥與冷端孔板之間的壓力差，在渦流管內(nèi)的中心區(qū)域形成回流氣體，經(jīng)過(guò)渦流變換后分離成總溫不相等的兩部^t流。其中，處于中心部位的回流氣流由冷端孑L板流出，7鵬附氐，形成^^流，而處于外層部位的氣流從熱端經(jīng)熱端調(diào)節(jié)閥流出，^S升高，形成熱氣流，這就^F萬(wàn)謂的"渦流效應(yīng)"或"蘭克效應(yīng)"，近年來(lái)渦流管在小型空調(diào)，移動(dòng)式空氣調(diào)節(jié)裝置上已得到了應(yīng)用。通過(guò)熱力學(xué)基本定律并結(jié)合實(shí)例對(duì)渦流管、透平膨脹機(jī)及節(jié)流閥膨)3做禾St行分析，有關(guān)效率^參看表1:表1壓縮空氣經(jīng)不同膨脹過(guò)程的各種效率值<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表中結(jié)果表明臟種aii膨脹得到冷量的裝置，節(jié)流閥的不可逆損失最大，渦流管次之，透平膨脹機(jī)最小。相同條件下，渦流管的效率遠(yuǎn)高于節(jié)流閥，隨著入口溫度的升高，渦流管有效能損失明顯減少，此時(shí)可以考慮用渦流管來(lái)代替透平膨脹機(jī)。此外，與透平膨脹機(jī)相比，渦流管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，琉動(dòng)部件，維護(hù)工作量很小，運(yùn)行穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。熱端調(diào)節(jié)閥(熱閥)是渦流管的主要部件之一，ffl3i熱端調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)冷、熱氣流流率的比例，可以得到最佳制冷效應(yīng)或制熱效應(yīng)。但目前渦流管的熱端調(diào)節(jié)閥均為手動(dòng)調(diào)節(jié)，其結(jié)構(gòu)為在熱閥端部設(shè)置一延伸到渦流管外部的調(diào)節(jié)手柄，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄達(dá)到調(diào)節(jié)熱閥開(kāi)度目的，該結(jié)構(gòu)用于制冷裝置時(shí)不利于系統(tǒng)的自動(dòng)控制，因此有待于改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型用于克服已有技術(shù)的缺陷而提供一種可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)渦流管熱閥開(kāi)度，從而使得采用渦流管作為膨脹裝置的希嶺系統(tǒng)可以根據(jù)工況變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行的渦流管式熱力膨脹裝置。本實(shí)用新型所稱(chēng)問(wèn)題是以下述技術(shù)方案解決的一種渦流管式熱力膨脹裝置，其特別之處是它由熱力膨脹部分和自動(dòng)調(diào)節(jié)部分組成，所述熱力膨脹部分為渦流管，渦流管的熱端管內(nèi)設(shè)有熱閥，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)部分包括彈簧、調(diào)節(jié)頭、膜片、毛細(xì)管和iit顯包，調(diào)節(jié)頭為管狀體，其一端與渦流管的熱端管端壁3^E、另一端依次與膜片、毛細(xì)管端口對(duì)接，毛細(xì)管iSlS^顯包，所述調(diào)節(jié)頭內(nèi)設(shè)有頂桿，頂桿受彈簧力作用其兩端分別連接膜片和熱閥尾端。上述渦流管式熱力膨脹裝置，增設(shè)彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)，戶(hù)彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)位于調(diào)節(jié)頭處，它由調(diào)節(jié)螺母、彈簧定位件、定位螺母和鎖緊螺栓鄉(xiāng)賊，彈簧定位件固定在調(diào)節(jié)螺母內(nèi)孑L中部，其上設(shè)有中心L和均布的68個(gè)通流L所述調(diào)節(jié)頭為兩段組合結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)螺母兩端分別與兩段調(diào)節(jié)頭螺紋連接，兩段調(diào)節(jié)頭間留有彈簧定位件移動(dòng)空間，所述定位螺母分別位于調(diào)節(jié)螺母兩側(cè)，鎖緊螺栓連接并鎖緊兩定位螺母，所述彈簧位于調(diào)節(jié)頭內(nèi)，頂桿位于彈簧中心，彈簧兩端分別由彈簧定位件和頂桿端部的凸環(huán)限位。，渦流管式熱力膨,置，增設(shè)彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)，戶(hù)，彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)位于熱端管處，它由調(diào)節(jié)螺母、整流器、定位螺母和鎖緊螺栓組成，整流器由連接筋固定在調(diào)節(jié)螺母內(nèi)孑L中部，所述熱端管為兩段組合結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)螺母兩端分別與兩段熱端管螺紋連接，兩段熱端管間留有連接筋移動(dòng)空間，定位螺母分別位于調(diào)節(jié)螺母兩側(cè)，鎖緊螺栓連接并鎖緊兩定位螺母，戶(hù);M彈簧位于熱端管內(nèi)，其兩端分別由整流器尾端和熱閥頂端限位。上述渦流管式熱力膨脹裝置，所述調(diào)節(jié)頭與熱端管之間均布48個(gè)均壓孔。上述渦流管式熱力膨脹裝置，所述調(diào)節(jié)頭內(nèi)設(shè)有套管，所述頂桿由套管內(nèi)穿過(guò)。上述渦流管式熱力膨脹裝置，所述鎖緊螺栓為46，所述定位螺母上均布46個(gè)弧狀鎖緊螺栓孔。本實(shí)用新型針對(duì)渦流管作為熱力膨脹裝置用于制冷系統(tǒng)時(shí)不禾盱自動(dòng)控制的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的渦流管式熱力膨皿置，該裝置由熱力膨j]長(zhǎng)部分和自動(dòng)調(diào)節(jié)部分組成，其熱力膨脹部分構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定。其自動(dòng)調(diào)節(jié)部分的感溫包ffiji感受制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器出口溫度弓胞內(nèi)部壓力變化，進(jìn)而由膜片、頂桿的位移驅(qū)動(dòng)渦流管熱閥開(kāi)度變化，并根據(jù)實(shí)際負(fù)荷變化調(diào)節(jié)7h流氣量。本實(shí)用新型用于制冷系l匕可以實(shí)時(shí)通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)熱閥來(lái)控制渦流管冷氣流量和^^，從而調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的過(guò)熱度，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高系統(tǒng)的自動(dòng)控制7夂平。圖l是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的A-A剖視圖(未按比例)；圖3是圖1C部局部放大視圖4是本實(shí)用新型另一實(shí)施方案結(jié)構(gòu)示意圖5是圖4的B-B剖視圖(未按比例)；圖6是是圖1D部局部放大視圖7定位螺母示意圖。附圖中標(biāo)號(hào)表示如下l渦流管；2.冷端出口；3.渦流室；4.進(jìn)氣口；5.熱端管；6.熱閥；7.熱端出口；8.頂桿；8—l.凸環(huán)；9.調(diào)節(jié)頭；10.彈簧定位件；10—1.中心孔；10—2.通流孔；ll.彈簧；12.膜片；13.毛細(xì)管；13—l.毛細(xì)管端口；14.^顯包；15.蒸發(fā)器；16.均壓孔；17.套管；18.鎖緊螺栓；19.定位螺母；19—1.鎖緊螺栓孔；20.調(diào)節(jié)螺母；21.密封；22.整流器；23.連接筋。具體實(shí)施方式參看圖l，本實(shí)用新型為用于制冷系統(tǒng)的熱力膨J3^置，該熱力膨,置由熱力膨脹部分和自動(dòng)調(diào)節(jié)部分組成，其中熱力膨脹部皿用渦流管l，渦流管設(shè)有進(jìn)氣口4，渦流室3，冷端出口2，熱端管5，熱端出口7和熱閥，冷端出口連接制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器15。所述自動(dòng)調(diào)節(jié)部^S括彈簧11、調(diào)節(jié)頭9、膜片12、毛細(xì)管13和感溫包14，調(diào)節(jié)頭為管狀體，其一端與渦流管的熱端管端壁連通，兩者3^I處均布48個(gè)均壓孔16，調(diào)節(jié)頭另一端依次與膜片12、毛細(xì)管端口13—1對(duì)接，毛細(xì)管iSffii^顯包，敏顯包內(nèi)填充工質(zhì)。所述調(diào)節(jié)頭內(nèi)設(shè)有頂桿8，頂桿在彈簧力作用下兩端分別觸壓熱閥尾端和膜片。為保證頂桿位移準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)頭內(nèi)固定有套管17，頂桿由套管內(nèi)穿過(guò)。為使彈簧作用在頂桿上的預(yù)緊力可調(diào)，本實(shí)用新型增設(shè)彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)，如圖13所示，彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)位于調(diào)節(jié)頭處，它由調(diào)節(jié)螺母20、彈簧定位件10、定位螺母19和鎖緊螺栓18組成，彈簧定位件固定在調(diào)節(jié)螺母內(nèi)孔中部，其上設(shè)有中心孔10—1和均布的68個(gè)通流孔10一2，所述調(diào)節(jié)頭為兩段組合結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)螺母兩端分別與兩段調(diào)節(jié)頭螺紋連接，兩段調(diào)節(jié)頭間留有彈簧定位件移動(dòng)空間，該移動(dòng)空間即為彈簧預(yù)緊力的調(diào)節(jié)距離。所述兩定位螺母19分別位于調(diào)節(jié)螺母兩側(cè)。為保證兩段調(diào)節(jié)頭連接可靠，設(shè)置鎖緊螺栓18，鎖緊螺栓穿過(guò)并鎖緊兩定位螺母。所述彈簧位ll于調(diào)節(jié)頭內(nèi)，頂桿位于彈簧中心，彈簧兩端分別由彈簧定位件和頂桿端部的凸環(huán)8—1限位。圖4圖6為本實(shí)用新型的另一實(shí)施方案，該方案熱端管5內(nèi)設(shè)有整流器22，整流器兼作彈簧定位件用，整流器由連接筋23固定在調(diào)節(jié)螺母內(nèi)孔中部，彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)位于熱端管處，熱端管為兩段組合結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)螺母20兩端分別與兩段熱端管螺紋連接，兩段熱端管間留有連接筋移動(dòng)空間，該移動(dòng)空間即為彈簧預(yù)緊力的調(diào)節(jié)距離。定位螺母19分別位于調(diào)節(jié)螺母兩側(cè)，為保證兩段熱端管連接可靠，設(shè)置鎖緊螺栓18'鎖緊螺栓連接并鎖緊兩定位螺母。所^5單簧11位于熱端管內(nèi)，其兩端分別由整流器尾端和熱闊頂端限位。鎖緊螺栓酌情設(shè)置46個(gè)，為便于鎖緊螺栓穿過(guò)定位螺母，由圖7可見(jiàn)，定位螺母上均布46個(gè)弧狀鎖緊螺栓孔19—1。上述兩種方案的彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)，在調(diào)節(jié)螺母、定位螺母與調(diào)節(jié)頭或熱端管之間設(shè)置密封21。裝置正常工作時(shí)調(diào)節(jié)螺母的位置由定位螺母、鎖緊螺栓固定，當(dāng)需要調(diào)整彈簧預(yù)緊力時(shí)松開(kāi)鎖緊螺栓，調(diào)整定位螺母和調(diào)節(jié)螺母位置，設(shè)定彈^S的預(yù)緊力，調(diào)整完畢定位螺母和鎖緊螺栓均需鎖緊。本實(shí)用新型工作原理如下緊貼在制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器的感溫包感受蒸發(fā)器出口的溫度，殿顯包內(nèi)工質(zhì)呈飽和狀態(tài)，隨蒸發(fā)器出口溫度升高，壓力按一定關(guān)系增加，膜片右端壓力增加，推動(dòng)膜片左移，膜片推動(dòng)頂桿左移，頂桿推動(dòng)熱閥克服彈簧力左移，則熱端開(kāi)度減小，熱流比率變小，冷流比率變大，進(jìn)入蒸發(fā)器的工質(zhì)增多。反之，當(dāng)蒸發(fā)器出口》鵬降低時(shí)，膜片右端壓力減小，在彈簧力作用下熱閥右移，熱端開(kāi)度增大，熱流比率變大，冷流比率變小，SA蒸發(fā)器的工質(zhì)減少。調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)彈黃預(yù)緊力可以改變蒸發(fā)器出口過(guò)熱度控制目標(biāo)，彈簧預(yù)緊力增大，出口過(guò)熱度增大，彈簧預(yù)緊力減小，出口過(guò)熱度減小。權(quán)利要求1.一種渦流管式熱力膨脹裝置，其特征在于它由熱力膨脹部分和自動(dòng)調(diào)節(jié)部分組成，所述熱力膨脹部分為渦流管(1)，渦流管的熱端管(5)內(nèi)設(shè)有熱閥(6)，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)部分包括調(diào)節(jié)頭(9)、彈簧(11)、膜片(12)、毛細(xì)管(13)和感溫包(14)，調(diào)節(jié)頭為管狀體，其一端與渦流管的熱端管端壁連通、另一端依次與膜片、毛細(xì)管端口(13—1)對(duì)接，毛細(xì)管連通感溫包，所述調(diào)節(jié)頭內(nèi)設(shè)有頂桿(8)，頂桿受彈簧力作用其兩端分別連接膜片和熱閥尾端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流管式熱力膨脹裝置，其特征在于，增設(shè)彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)，戶(hù)腿彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)位于調(diào)節(jié)頭處，它由調(diào)節(jié)螺母(20)、彈簧定位件(10)、定位螺母(19)和鎖緊螺栓(18)組成，彈簧定位件固定在調(diào)節(jié)螺母內(nèi)孔中部，其上設(shè)有中心孔(IO—I)和均布的68個(gè)通流L(10—2)，戶(hù)艦調(diào)節(jié)頭為兩段組合結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)螺母兩端分別與兩段調(diào)節(jié)頭螺紋連接，兩段調(diào)節(jié)頭間留有彈簧定位件移動(dòng)空間，所述定位螺母分別位于調(diào)節(jié)螺母兩側(cè)，鎖緊螺栓連接并鎖緊兩定位螺母，所淑單簧(ll)位于調(diào)節(jié)頭內(nèi)，頂桿位于彈簧中心，彈簧兩端分別由彈簧定位j牛和頂桿端部的凸環(huán)(8—1)限位。3.根據(jù)權(quán)禾腰求2所述的渦流管式熱力膨脹裝置，其特征在于，增設(shè)彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)，戶(hù)，彈簧預(yù)緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)位于熱端管處，它由調(diào)節(jié)螺母(20)、整流器(22)、定位螺母(19)和鎖緊螺栓(18)組成，整流器由連接筋(23)固定在調(diào)節(jié)螺母內(nèi)孑L中部，戶(hù)腿熱端管為兩段組合結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)螺母兩端分別與兩段熱端管螺紋連接，兩段熱端管間留有連接f芳移動(dòng)空間，定位螺母分別位于調(diào)節(jié)螺母兩側(cè)，鎖緊螺,接并鎖緊兩定位螺母，所述彈簧位于熱端管內(nèi)，其兩端分別由整流器尾端和熱閥頂端限位。4.根據(jù)權(quán)禾腰求l或2或3戶(hù)腿的渦流管式熱力膨j]機(jī)置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)頭與熱端管之間均布48個(gè)均壓孔(16)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦流管式熱力膨脹裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)頭內(nèi)設(shè)有套管(17)，所述頂桿由套管內(nèi)穿過(guò)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦流管式熱力膨脹裝置，其特征在于，所述鎖緊螺栓為46^所述定位螺母上均布46個(gè)弧狀鎖緊螺栓孔(19—1)。專(zhuān)利摘要一種渦流管式熱力膨脹裝置，屬制冷
技術(shù)領(lǐng)域：
，用于解決渦流管用于制冷系統(tǒng)時(shí)不利于自動(dòng)控制的問(wèn)題。技術(shù)方案為它由熱力膨脹部分和自動(dòng)調(diào)節(jié)部分組成，熱力膨脹部分為渦流管，渦流管的熱端管內(nèi)設(shè)有熱閥，自動(dòng)調(diào)節(jié)部分包括彈簧、調(diào)節(jié)頭、膜片、毛細(xì)管和感溫包，調(diào)節(jié)頭為管狀體，其一端與渦流管的熱端管端壁連通、另一端依次與膜片、毛細(xì)管端口對(duì)接，毛細(xì)管連通感溫包，所述調(diào)節(jié)頭內(nèi)設(shè)有頂桿，頂桿受彈簧力作用其兩端分別連接膜片和熱閥尾端。將本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)用于制冷系統(tǒng)上，可以及時(shí)準(zhǔn)確地通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)熱閥來(lái)控制渦流管冷氣流量和溫度，從而調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的過(guò)熱度，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平。文檔編號(hào)F25B9/04GK201281487SQ200820078370公開(kāi)日2009年7月29日申請(qǐng)日期2008年8月21日優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日發(fā)明者論立勇,謝英柏,成趙申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)