CN102652634A - 心脏式循环装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种心脏式循环装置，包括动力***、盖板、弹力板、压紧圈、进水口、单向阀A、自压式储液罐、单向阀B、出水口、管路；其中弹力板设置在动力***之上，压紧圈设置在弹力板底面整个周边，压紧圈、弹力板及盖板自下而上依次固定连接；进水口和出水口分别通过盖板通向盖板和弹力板之间；进水口、单向阀A、自压式储液罐、单向阀B、出水口通过管路依次连接，其中单向阀A的方向为流体流向盖板，单向阀B的方向为流体流出盖板；整个管路与水箱连通的空间内充满液体；其优点在于它结构简单、无噪音、无渗漏、维修率低、节能环保、绿色高效。

Description

心脏式循环装置
技术领域
本发明涉及一种新型循环装置，具体来讲涉及一种心脏式循环装置。
 
背景技术
日常使用的电热毯是在毯子里面设置了均匀分布的电阻丝，然后通过对电阻丝加热从而产生热能。然而其危害也很明显，电热毯内大量的电阻丝产生较高的电磁波辐射，严重影响人体健康；此外电热毯还容易使人干燥，具有漏电隐患，长时间通电容易引发火灾。
即使采用循环式水暖垫，现有循环装置也大多采用离心泵，即叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向***。这种循环装置的缺点在于：
1、噪音大。叶片旋转时会产生较大的声音将影响人睡眠。
2、易渗漏、维修率高。由于叶轮一直处于旋转状态，因此在叶轮处的密封很容易磨损而发生损坏，漏出的水会浸透垫子及衣物，对使用造成很大不便。
3、耗能高。由于电机一直带动叶轮旋转，因此长时间通电取暖时一直消耗电能，节电性能差。
 
发明内容
为了克服以上缺点，本发明提供了一种结构简单、无噪音、无渗漏、维修率低、节能环保、绿色高效的心脏式循环装置，该装置使用于垫子中，替代了传统的电热毯及水暖垫，具有舒适、健康、安全的性能。
本发明所述心脏式循环装置，包括动力***、盖板、弹力板、压紧圈、进水口、单向阀A、自压式储液罐、单向阀B、出水口、管路；其中弹力板设置在动力***之上，压紧圈设置在弹力板底面整个周边，压紧圈、弹力板及盖板自下而上依次固定连接；进水口和出水口分别通过盖板通向盖板和弹力板之间；进水口、单向阀A、自压式储液罐、单向阀B、出水口通过管路依次连接，其中单向阀A的方向为流体流向盖板，单向阀B的方向为流体流出盖板；整个管路与水箱连通的空间内充满液体。
在通常状态下，整个管路内充满液体，盖板与弹力板之间的并不贴合，二者之间形成一个储液空间；工作时，动力***先向上平压整个弹力板，使弹力板与盖板贴合，二者之间的储液空间由此逐渐趋于零，从而储液空间内的液体在压力的作用下从出水口流经单向阀B流入自压式储液罐。自压式储液灌内有液体，其功能在于当其内液体增加时，液体本身将会受到压力，此时动力***动作，解除弹力板所受动力***的压力，在自压式储液罐压力及液体本身重力的作用下，管路中液体只能通过单向阀A从自压式储液罐内流向进水口，最后流回盖板与弹力板之间的储液空间。由此，一次液体环过程完成。在动力装置的作用下，以上循环过程周而复始进行。
本发明所述的心脏式循环装置，结构简单，巧妙利用液体重力及自压式储液罐压力，结合单向阀，只需施加轻微动力即可完成液体的循环，其优点在于：
1、无噪音。本发明没有叶轮的高速运转，也没有其他产生噪音的零部件，因此其静音、绿色环保。
2、无渗漏，返修率低。本发明的结构导致其内密封件磨损小，不易发生渗漏。
3、耗电小，节能高效。本发明所做的功大部分用于完成液体的循环，克服阻力消耗的无用功小，因此损耗低，效率高。
为了达到更好的效果，本发明还可以采取以下措施：
1、本发明所述自压式储液罐为刚性材料，其内未充满液体，液面以上为气体；或者为弹性材料，其内充满液体。这样，当管路内的液体被压入自压式储液罐内时，空气被挤压或者自压式储液罐的弹性材料被挤压，流入自压式储液罐的液体便受到其压力，配合装置内的其他部件，帮助完成整个液体的循环。
2、本发明还包括加热管，其与管路连接。由于电热管的作用，使管路中液体的温度升高，将管路设置于垫子中，具有使用舒适、有益健康的优点，也可防止漏电，有很高的安全性。
3、本发明所述盖板为导磁材料，所述动力***包括铁芯、线圈、绝缘板、脉冲电源，其中线圈缠绕在铁芯上，线圈两端与脉冲电源连接，绝缘板设置于铁芯顶部。以上结构利用脉冲电源，使本发明所述装置不会一直处于通电状态，对于水暖热垫来讲已经足够，因此其耗电量低，节能高效。
工作时，脉冲电源向线圈提供脉冲电流，当线圈有电流通过时，铁芯产生磁场，磁场透过弹力板将盖板吸合，从而使弹力板与盖板贴合，当线圈内无电流通过时，铁芯磁场消失，弹力板与盖板之间形成储液空间。
绝缘板用于将线圈与外界隔离。
脉冲电源的频率是可调节的。当频率增高时，管路内液体的循环速度加快。
4、上述铁芯的形状为两个同心圆柱体，其中内圆柱体为实心，外圆柱体为中空，内圆柱体设置于外圆柱体中心，铁芯的截面形状为E型；所述线圈缠绕在内圆柱体上；所述绝缘板为环形且中心孔与铁芯相匹配，二者之间密封连接，其顶面为同一平面。
当线圈通电时，铁芯中的内圆柱体内产生磁力线，磁力线的分布由内圆柱体通过盖板及外圆柱体形成闭合曲线，从而使整个铁芯产生磁力，对盖板产生吸力。
5、所述动力***的铁芯周边设置凹台，凹台与压紧圈相适应；所述动力***还包括若干限位卡，限位卡断面为槽型，所述盖板和凹台卡在槽内，限位卡底端固定在凹台的底面，顶端设置有调节螺丝。通过调节螺丝可以调节盖板的位移，从而使盖板与铁芯顶面保持合适的距离，确保弹力板与盖板可以进行贴合及分离。
6、所述铁芯的凹台深度小于压紧圈的厚度。这样当盖板与弹力板贴合时，整个盖板的压力由凹台承担，从而减小铁芯或绝缘板对弹力板的磨损。
7、本发明还包括若干弹簧，设置在所述凹台与压紧圈之间。当线圈内电流为零时，压力板所受压力解除，处于压缩状态的弹簧开始伸长，盖板向上移动，随着盖板的移动，液体不断流入储液空间。这样，自压式储液罐可以在不必产生较高压力的情形下，液体靠自身重力通过单向阀A流向进水口，从而更容易形成储液空间。
8、所述动力***还可以由凸轮机构或气缸机构组成。通过凸轮特有的运动或者气缸的往复运动挤压弹力板，从而达到弹力板与盖板的贴合及分离。
9、本发明所述单向阀A和单向阀B是机械阀或电磁阀。
本发明所述循环装置的工作原理类似于人体的心脏。其中，所述储液空间相当于心室，自压式储液罐相当于心房，管路相当于人体的血管。通过调节单向阀的压力，使管路内的压力与人体压力相适应；通过调节动力***，使工作频率与人体脉搏频率相适应。本发明除用于毯子、床垫、地暖设备外，还期待能用于人体心脏，当然具体细节的研究还需医学界的探讨。
 
附图说明
图1为本发明实施例在工作状态一的结构示意图。
图2为本发明实施例在工作状态二的结构示意图。
图3为图1中弹簧部位的放大视图。
图4为图2中弹簧部位的放大视图。
图5为本发明实施例的循环***在工作状态一的结构示意图。
图6为本发明实施例的循环***在工作状态二的结构示意图。
图7为图6的A向缩小视图。
1-铁芯；2-线圈；3-脉冲电源；4-绝缘板；5-弹力板；6-压紧圈；7-螺钉；8-加热管；9-单向阀A；10-单向阀B；11-出水口；12-自压式储液罐；13-进水口；14-储液空间；15-凹台；16-盖板；17-管路；18-限位卡；19限位螺丝；20-弹簧。
 
具体实施方式
结合图1至图4，对本发明所述心脏式循环装置进行详细说明。
本发明所述心脏式循环装置包括循环***和动力***。
循环***如图3和图4所示，其内部装有水，包括盖板16、弹力板5、压紧圈6、进水口13、单向阀A9、自压式储液罐12、单向阀B10、出水口11、管路17、螺钉7。
盖板16为铁制品，其与弹力板5均为圆形，二者在圆周的整个边缘处紧密固定连接，连接方式是在弹力板5远离盖板16的一侧设置压紧圈6，通过螺钉7将压紧圈6与弹力板16及盖板16固定连接，如图7所示。由于盖板16与弹力板5仅在边缘处固定连接，弹力板5本身又具有弹性，因此当将水压入二者之间时，便形成一个储液空间14。储液空间14的大小取决于弹力板5的弹性及其面积。
盖板16上设有两个通孔，分别***进水口13和出水口11，二者与盖板16之间密封良好。通过进水口13和出水口11，水分别流入及流出储液空间14。
进水口13与单向阀A连接，单向阀A只能使水流向盖板16方向，由盖板16方向流来的水则无法通过；出水口11与单向阀B连接，单向阀B只能通过由盖板16方向流来的水，流向盖板16的水则无法通过。自压式储液罐12分别通过管路17与单向阀A及单向阀B连接。以上结构使自压式储液罐12顺利将水压入储液空间14以及储液空间14的水顺利被压入自压式储液罐12。
在单向阀B的流水出口处设置有加热管8，通过加热管8可以使该循环***中水保
持一定温度。并通过调节加热管8的温度达到调节水温的目的。
从储液空间14至自压式储液罐12包括整个管路17均被充入水，自压式储液罐12为金属制品，其内未充满水，水面以上为空气；空气的作用在于由于可被压缩而方便水顺利压入自压式储液罐，以及为水从自压式储液罐12顺利进入储液空间14提供压力。自压式储液罐12也可以为橡胶制品，其内充满液体，由于橡胶具有弹性，其可被压缩而方便水顺利压入自压式储液罐，同时为水从自压式储液罐12顺利进入储液空间14提供压力。
动力***如图1和图2所示，设置在循环***之下，包括铁芯1、线圈2、绝缘板4、脉冲电源3、限位卡18、限位螺丝19。
铁芯1的形状为两个同心圆柱体，其中内圆柱体为实心，外圆柱体为中空，内圆柱体设置于外圆柱体中心，铁芯1的截面形状为E型。
绝缘板4为环形，其中心的圆孔与铁芯1相匹配；绝缘板4套在铁芯1顶部与铁芯1连接，其圆周与铁芯1之间密封良好。绝缘板4和铁芯1的上表面处于同一平面。这样，可以在与弹力板5贴合时，可以最大限度的将储液空间14内的水挤压完全，从而加快水的循环速度。
铁芯1的内圆柱体上缠绕有线圈2，线圈2两端与脉冲电源3相连。绝缘板4将线圈2于外界隔离，保证了其安全性。当脉冲电源3提供的脉冲电流非零时，铁芯1的内圆柱体内产生磁力线，磁力线的分布由内圆柱体通过盖板16及外圆柱体形成闭合曲线，如图2所示，从而使整个铁芯产生磁力，该磁力透过弹力板5对盖板16产生吸力，于是盖板16与弹力板5贴合；当脉冲电流为零时，铁芯1产生的磁力线消失，丧失磁场的铁芯1松开盖板16，弹力板5与盖板16之间形成储液空间14。
铁芯1整个圆周的边缘处设置凹台15，该凹台15与压紧圈6相适应，仅凹台15的深度略微小于压紧圈6的厚度。当循环***放置在动力***上时，压紧圈6正好置于凹台15上，此时动力***的上平面，即铁芯1和绝缘板4的顶面与弹力板5刚好贴合，循环***受到动力***的压力便作用在压紧圈6上。这样可以减少铁芯1对盖板16不断吸引——松开运动给弹力板5带来的磨损。
在循环***和动力***连接的圆周方向设置有三个限位卡18，限位卡18的断面为槽型，所述盖板16与凹台13的圆周边缘位于槽型内。限位卡18底部通过螺钉7固定在凹台15底面，限位卡18顶部通过限位螺丝19固定在盖板16的顶面，限位螺丝19可以调节盖板16的位移，而盖板16位移的大小可以影响弹力板5的变形量进而影响储液空间14的大小。储液空间14的大小还受铁芯磁力大小的影响。这样，通过调节限位螺丝9而得到盖板16与凹台15适合的距离，使铁芯1对盖板16在适合的空间内不断吸引——松开时，使盖板16得以顺利进行往复运动。
所述凹台15顶面的圆周方向设置三个凹槽，每个凹槽内设置一个弹簧20，如图3所示，弹簧20在自然状态下的长度大于凹槽的深度。这样，当弹簧20被压缩时，便对其上的压紧圈6产生弹力。当线圈2内电流为零时，弹力板5所受压力解除，处于压缩状态的弹簧20开始伸长并对压紧圈6产生弹力，如图4所示，盖板16向上移动，随着盖板16的移动，水不断流入储液空间14。
本实施例在通常状态下，整个管路内充满水，盖板与弹力板之间的并不贴合，二者之间形成一个储液空间14；工作时，脉冲电源3先产生非零脉冲电流，铁芯1对盖板16产生吸力，从而使弹力板5与盖板16逐渐贴合，在贴合过程中，储液空间14逐渐变小，压力逐渐增大进而其内的水被压出，经由出水口11流经单向阀B10流入管路17最后流入自压式储液罐12，自压式储液罐12内空气被压缩而形成对水的压力，此时脉冲电源3产生的脉冲电流变为零，铁芯1无磁力松开盖板16，弹簧20伸长并对压紧圈产生弹力，盖板16向上移动，由于单向阀B10的作用，管路17中的水在空气压力以及自身重力作用下，仅能通过单向阀A流向进水口13，最后流回盖板16与弹力板5之间的储液空间14。于是，一次水循环过程完成。脉冲电源3不断通入脉冲电流，以上水循环过程反复进行。
将管路17加长并缠绕于毯子、垫子中，便形成了一种新型的水暖垫。

Claims (10)

1.一种心脏式循环装置，其特征在于它包括动力***、盖板、弹力板、压紧圈、进水口、单向阀A、自压式储液罐、单向阀B、出水口、管路；其中弹力板设置在动力***之上，压紧圈设置在弹力板底面整个周边，压紧圈、弹力板及盖板自下而上依次固定连接；进水口和出水口分别通过盖板通向盖板和弹力板之间；进水口、单向阀A、自压式储液罐、单向阀B、出水口通过管路依次连接，其中单向阀A的方向为流体流向盖板，单向阀B的方向为流体流出盖板；整个管路与水箱连通的空间内充满液体。
2.根据权利要求1所述一种心脏式循环装置，其特征在于所述自压式储液罐为刚性材料，其内未充满液体，液面以上为气体；或者自压式储液罐为弹性材料，其内充满液体。
3.根据权利要求2所述的心脏式循环装置，其特征在于所述心脏式循环装置还包括加热管，其与管路连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的心脏式循环装置，其特征在于所述盖板为导磁材料，所述动力***包括铁芯、线圈、绝缘板、脉冲电源，其中线圈缠绕在铁芯上，线圈两端与脉冲电源连接，绝缘板设置于铁芯顶部。
5.根据权利要求4所述的心脏式循环装置，其特征在于所述铁芯的形状为两个同心圆柱体，其中内圆柱体为实心，外圆柱体为中空，内圆柱体设置于外圆柱体中心，铁芯的截面形状为E型；所述线圈缠绕在内圆柱体上；所述绝缘板为环形且中心孔与铁芯相匹配，二者之间密封连接，其顶面为同一平面。
6.根据权利要求5所述的心脏式循环装置，其特征在于所述铁芯周边设置凹台，凹台与压紧圈相适应；所述动力***还包括若干限位卡，限位卡断面为槽型，所述盖板和凹台卡在槽内，限位卡底端固定在凹台的底面，顶端设置有调节螺丝。
7.根据权利要求6所述的心脏式循环装置，其特征在于所述铁芯的凹台深度小于压紧圈的厚度。
8.根据权利要求6或7所述的心脏式循环装置，其特征在于所述心脏式循环装置还包括若干弹簧，设置在所述凹台与压紧圈之间。
9.根据权利要求1或2或3所述的心脏式循环装置，其特征在于所述动力***还可以由凸轮机构或气缸机构组成。
10.根据权利要求1或2或3所述的心脏式循环装置，其特征在于所述单向阀A和单向阀B可以是机械阀或电磁阀。
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