CN114576863A - 一种具有自检功能的真空集热管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自检功能的真空集热管，属于热交换零部件技术领域，一种具有自检功能的真空集热管，包括太阳能真空管以及太阳能真空管上设置的内置管道。本发明中，通过设计的除垢组件，从而可进一步提高除垢效果，微膨胀除垢管在转动的过程中，还会带动往复丝杠在丝杠套的内部发生转动，在扭力以及螺纹咬合力的共同作用效果下，丝杠套将会在往复丝杠的表面发生位移，又由于联动轴的两个端部均能够发生转动，从而可带动活塞片进行相应的开合动作，利用活塞片的开合动作，从而可提高冷热源在太阳能真空管管口处的热交换效率，且在当太阳能真空管发生断裂时，微膨胀除垢管能够拉动活塞片闭合，从而可避免水资源的浪费。

Description

一种具有自检功能的真空集热管

技术领域

本发明属于热交换零部件技术领域，尤其涉及一种具有自检功能的真空集热管。

背景技术

太阳能真空管是太阳能热水器的核心元件，被誉为太阳能热水器的“心脏”，真空管质量的优劣直接影响到太阳能热水器的使用寿命和性能，太阳能产业的快速发展也带动了真空管企业的发展，一方面是围绕真空管的专利技术在不断推陈出新，另一方面是真空管企业和生产线最近几年都如同雨后春笋般地在增加，目前，现有的真空集热管在使用的过程中仍存有一些不足之处，太阳能真空管在使用一段时间后，由于水中杂质较多，用于消毒的余氯、管道中的泥沙铁锈等都会被带进太阳能真空管，使水质变差，但由于真空管比较细长，使用人工难以清理，且个人拆装过程较为繁琐，会使真空集热管的水垢积聚，水垢积聚到一定程度后就会降低吸热涂层与水之间的热交换效率，影响真空集热管的太阳能利用率，影响真空管的使用寿命，因此，现阶段亟需一种具有自检功能的真空集热管来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有的真空集热管在使用的过程中仍存有一些不足之处，太阳能真空管在使用一段时间后，由于水中杂质较多，用于消毒的余氯、管道中的泥沙铁锈等都会被带进太阳能真空管，使水质变差，但由于真空管比较细长，使用人工难以清理，且个人拆装过程较为繁琐，会使真空集热管的水垢积聚，水垢积聚到一定程度后就会降低吸热涂层与水之间的热交换效率，影响真空集热管的太阳能利用率，影响真空管使用寿命的问题，而提出的一种具有自检功能的真空集热管。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种具有自检功能的真空集热管，包括太阳能真空管以及太阳能真空管上设置的内置管道，所述内置管道与太阳能真空管之间还设置有除垢组件，所述太阳能真空管表面对应内置管道端口的位置处固定连接有集能组件，所述集能组件的底部还设置有能量转化组件；

所述除垢组件包括微膨胀除垢管，所述微膨胀除垢管的表面开设有若干个卡口，且若干个卡口呈螺旋状均匀排列在微膨胀除垢管的表面，所述卡口内卡接有螺旋发生机构，所述微膨胀除垢管的顶端固定连接有往复丝杠，所述往复丝杠的顶部开设有插接口，所述插接口内穿插有联动轴，所述联动轴的一端转动连接在活塞片的侧端面上，所述活塞片的底部转动连接在太阳能真空管顶部端口的边沿处。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述微膨胀除垢管的一端转动连接在内置管道的一个端口内，并与内置管道内置联动机构传动连接，所述联动轴的另一端转动连接在丝杠套的顶部，所述丝杠套螺纹连接在往复丝杠的表面。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述螺旋发生机构包括内置套筒，所述内置套筒卡接在卡口内，所述内置套筒的内部套接有滑动式驱动轴，所述滑动式驱动轴对应背离微膨胀除垢管的一端固定连接有除垢刷。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述内置套筒的内侧壁上开设有滑行连接槽，所述滑行连接槽内滑动连接有滑行连接座，所述滑行连接座与滑动式驱动轴的相对面固定连接，所述滑行连接槽内部对应滑行连接座的位置处嵌设有第一支撑弹簧，所述第一支撑弹簧的一端固定连接在滑行连接槽内侧的端面上，所述第一支撑弹簧的另一端与滑行连接座相近的一面固定连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述内置管道的另一端转动连接有轻质风叶，所述轻质风叶上的连轴通过联动机构与除垢组件传动连接，所述轻质风叶采用铝合金片材加工而成。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述集能组件包括集能箱，所述集能箱的顶部通过角型架固定连接在太阳能真空管的表面，所述集能箱侧端面上对应太阳能真空管朝阳面的位置处卡接有固定式凸透镜，并且集能箱内部对应固定式凸透镜的位置处还固定连接有用于改变光线传播方向的斜置反光镜。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述能量转化组件包括保温套筒，所述集能箱卡接在保温套筒的顶部，所述保温套筒内部对应斜置反光镜（703）的位置处固定连接有集热板，并且保温套筒内部对应集热板的位置处还设置有弹性囊体，所述弹性囊体上卡接有阀管，所述阀管卡接在保温套筒上，并且阀管上设置有单向阀。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述保温套筒底部对应轻质扇叶的位置处卡接有单向泄压组件，所述单向泄压组件包括泄压管，所述泄压管卡接在保温套筒的底部，泄压管（601）的顶端还与弹性囊体的底部连通，所述泄压管内固定连接有斗形体，所述斗形体内嵌入式连接有球形阀。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述球形阀的底部固定连接有内置伸缩杆，所述内置伸缩杆的表面套接有外置伸缩筒，所述外置伸缩筒内侧端面通过第二支撑弹簧与内置伸缩杆相近的一端固定连接，所述外置伸缩筒的表面通过透气式支撑座固定连接在泄压管的内管壁上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述球形阀的嵌入式连接有内置永磁环，并且斗形体内侧壁上对应内置永磁环的位置处嵌入式连接有外置永磁环，所述外置永磁环与内置永磁环相对面的磁极相反。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设计的除垢组件，微膨胀除垢管在发生转动的过程中，将会产生一定的离心力，在离心力的作用下，滑动式驱动轴将会通过滑行连接座在滑行连接槽内进行相应的滑行动作，并推动除垢刷向太阳能真空管内管壁的方向移动，通过使除垢刷在太阳能真空管内管壁上快速扫动，可在一定程度上起到除垢的效果，且由于若干个除垢刷整齐排列后，呈螺旋状结构，与垢质之间存在一定的剪切力，从而可对除垢起到增强的功效，利用螺旋结构的输送能力，从而能够实现太阳能真空管与太阳能热水器储水箱之间的热交换，利用热胀冷缩的原理，高温状态下的垢质，与低温水发生接触时，将会产生一定的收缩，从而可进一步提高除垢效果，微膨胀除垢管在转动的过程中，还会带动往复丝杠在丝杠套的内部发生转动，在扭力以及螺纹咬合力的共同作用效果下，丝杠套将会在往复丝杠的表面发生位移，又由于联动轴的两个端部均能够发生转动，从而可带动活塞片进行相应的开合动作，利用活塞片的开合动作，从而可提高冷热源在太阳能真空管管口处的热交换效率，且在当太阳能真空管发生断裂时，微膨胀除垢管能够拉动活塞片闭合，从而可避免水资源的浪费。

2、本发明中，通过设计的集能组件和能量转化组件，固定式凸透镜对应朝阳方向设置，固定式凸透镜能够将空气中分散的太阳光线进行集中，并聚合在斜置反光镜的镜面上，光线经斜置反光镜反射后传播至集热板处，集热板能够快速吸收太阳光线所携带的热能，并对弹性囊体以及弹性囊体内的空气进行热处理，根据空气的热膨胀热性，被加热的弹性囊体其内部的气压力将会逐渐升高，当弹性囊体内部的气压强度大于第二支撑弹簧的弹力时，将会通过泄压管泄压，泄压一段时间后，当弹性囊体内部气压力、内置永磁环与内置永磁环之间的吸力相加后小于第二支撑弹簧的弹力时，在第二支撑弹簧弹力的推动下，球形阀将会自动进行复位运动，并对斗形体进行密封，因而在弹性囊体进行复位动作的过程中，由于其内部压力较低，在低压力的触发下，阀管上的单向阀将会自行开启，直至弹性囊体完成常温空气的补充，以此规律进行往复式吸气、增压以及泄压动作，从而便可将太阳能转化为动能，为除垢组件提供驱动能量，起到了节能减排的作用。

3、本发明中，通过设计的轻质风叶，一方面，轻质风叶能够将自然界中空气的流动力转化为扭力并通过内置管道联动机构将扭力传递至除垢组件上，适用于夜晚以及阴雨环境下，另一方面，由泄压管所排放出的气流，作用在轻质扇叶上时，同样能够将动能作用在除垢组件上。

附图说明

图1为本发明提出的一种具有自检功能的真空集热管的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种具有自检功能的真空集热管中A处放大的结构示意图；

图3为本发明提出的一种具有自检功能的真空集热管中集能组件的剖视结构示意图；

图4为本发明提出的一种具有自检功能的真空集热管中能量转化组件的剖视结构示意图；

图5为本发明提出的一种具有自检功能的真空集热管中单向泄压组件的剖视结构示意图；

图6为本发明提出的一种具有自检功能的真空集热管中单向泄压组件的拆分结构示意图；

图7为本发明提出的一种具有自检功能的真空集热管中除垢组件的结构示意图；

图8为本发明提出的一种具有自检功能的真空集热管中螺旋发生机构的剖视结构示意图。

图例说明：

1、太阳能真空管；2、内置管道；3、轻质风叶；4、除垢组件；401、微膨胀除垢管；402、往复丝杠；403、插接口；404、联动轴；405、丝杠套；406、活塞片；407、螺旋发生机构；4071、内置套筒；4072、滑动式驱动轴；4073、滑行连接槽；4074、滑行连接座；4075、第一支撑弹簧；4076、除垢刷；5、能量转化组件；501、保温套筒；502、集热板；503、弹性囊体；6、单向泄压组件；601、泄压管；602、斗形体；603、球形阀；604、内置永磁环；605、外置永磁环；606、内置伸缩杆；607、外置伸缩筒；608、第二支撑弹簧；609、透气式支撑座；7、集能组件；701、集能箱；702、固定式凸透镜；703、斜置反光镜；704、角型架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种具有自检功能的真空集热管，包括太阳能真空管1以及太阳能真空管1上设置的内置管道2，内置管道2与太阳能真空管1之间还设置有除垢组件4，太阳能真空管1表面对应内置管道2端口的位置处固定连接有集能组件7，集能组件7的底部还设置有能量转化组件5；

除垢组件4包括微膨胀除垢管401，微膨胀除垢管401的表面开设有若干个卡口，且若干个卡口呈螺旋状均匀排列在微膨胀除垢管401的表面，卡口内卡接有螺旋发生机构407，微膨胀除垢管401的顶端固定连接有往复丝杠402，往复丝杠402的顶部开设有插接口403，插接口403内穿插有联动轴404，联动轴404的一端转动连接在活塞片406的侧端面上，活塞片406的底部转动连接在太阳能真空管1顶部端口的边沿处。

具体的，如图2所示，微膨胀除垢管401的一端转动连接在内置管道2的一个端口内，并与内置管道2内置联动机构传动连接，联动轴404的另一端转动连接在丝杠套405的顶部，丝杠套405螺纹连接在往复丝杠402的表面。

实施方式具体为：微膨胀除垢管401在发生转动的过程中，将会产生一定的离心力，在离心力的作用下，滑动式驱动轴4072将会通过滑行连接座4074在滑行连接槽4073内进行相应的滑行动作，并推动除垢刷4076向太阳能真空管1内管壁的方向移动，通过使除垢刷4076在太阳能真空管1内管壁上快速扫动，可在一定程度上起到除垢的效果，且由于若干个除垢刷4076整齐排列后，呈螺旋状结构，与垢质之间存在一定的剪切力，从而可对除垢起到增强的功效，利用螺旋结构的输送能力，从而能够实现太阳能真空管1与太阳能热水器储水箱之间的热交换。

具体的，如图7和8所示，螺旋发生机构407包括内置套筒4071，内置套筒4071卡接在卡口内，内置套筒4071的内部套接有滑动式驱动轴4072，滑动式驱动轴4072对应背离微膨胀除垢管401的一端固定连接有除垢刷4076，内置套筒4071的内侧壁上开设有滑行连接槽4073，滑行连接槽4073内滑动连接有滑行连接座4074，滑行连接座4074与滑动式驱动轴4072的相对面固定连接，滑行连接槽4073内部对应滑行连接座4074的位置处嵌设有第一支撑弹簧4075，第一支撑弹簧4075的一端固定连接在滑行连接槽4073内侧的端面上，第一支撑弹簧4075的另一端与滑行连接座4074相近的一面固定连接。

实施方式具体为：利用第一支撑弹簧4075弹力，能够实现滑动式驱动轴4072的自动复位，降低除垢组件4在太阳能真空管1内的占有率。

具体的，如图1所示，内置管道2的另一端转动连接有轻质风叶3，轻质风叶3上的连轴通过联动机构与除垢组件4传动连接，轻质风叶3采用铝合金片材加工而成。

实施方式具体为：轻质风叶3能够将空气中的流动力转化为扭力并通过内置管道2联动机构将扭力传递至除垢组件4上。

具体的，如图3所示，集能组件7包括集能箱701，集能箱701的顶部通过角型架704固定连接在太阳能真空管1的表面，集能箱701侧端面上对应太阳能真空管1朝阳面的位置处卡接有固定式凸透镜702，并且集能箱701内部对应固定式凸透镜702的位置处还固定连接有用于改变光线传播方向的斜置反光镜703。

实施方式具体为：固定式凸透镜702将空气中分散的太阳光线进行集中，并聚合在斜置反光镜703的镜面上，光线经斜置反光镜703反射后传播至集热板502处，便可对弹性囊体503以及弹性囊体503内的空气进行热处理。

具体的，如图4所示，能量转化组件5包括保温套筒501，集能箱701卡接在保温套筒501的顶部，保温套筒501内部对应斜置反光镜（703）的位置处固定连接有集热板502，并且保温套筒501内部对应集热板502的位置处还设置有弹性囊体503，弹性囊体503上卡接有阀管，阀管卡接在保温套筒501上，并且阀管上设置有单向阀。

实施方式具体为：当弹性囊体503内部的气压强度大于第二支撑弹簧608的弹力时，将会通过泄压管601泄压，当弹性囊体503小于第二支撑弹簧608的弹力时，在第二支撑弹簧608弹力的推动下，球形阀603将会自动进行复位运动，在弹性囊体503进行复位动作的过程中，阀管上的单向阀将会自行开启，直至弹性囊体503完成常温空气的补充。

具体的，如图5所示，保温套筒501底部对应轻质扇叶的位置处卡接有单向泄压组件6，单向泄压组件6包括泄压管601，泄压管601卡接在保温套筒501的底部，泄压管601的顶端还与弹性囊体503的底部连通，泄压管601内固定连接有斗形体602，斗形体602内嵌入式连接有球形阀603，球形阀603的底部固定连接有内置伸缩杆606，内置伸缩杆606的表面套接有外置伸缩筒607，外置伸缩筒607内侧端面通过第二支撑弹簧608与内置伸缩杆606相近的一端固定连接，外置伸缩筒607的表面通过透气式支撑座609固定连接在泄压管601的内管壁上，球形阀603的嵌入式连接有内置永磁环604，并且斗形体602内侧壁上对应内置永磁环604的位置处嵌入式连接有外置永磁环605，外置永磁环605与内置永磁环604相对面的磁极相反。

工作原理：使用时，固定式凸透镜702对应朝阳方向设置，固定式凸透镜702能够将空气中分散的太阳光线进行集中，并聚合在斜置反光镜703的镜面上，光线经斜置反光镜703反射后传播至集热板502处，集热板502能够快速吸收太阳光线所携带的热能，并对弹性囊体503以及弹性囊体503内的空气进行热处理，根据空气的热膨胀热性，被加热的弹性囊体503其内部的气压力将会逐渐升高，当弹性囊体503内部的气压强度大于第二支撑弹簧608的弹力时，将会通过泄压管601泄压，泄压一段时间后，当弹性囊体503内部气压力、内置永磁环604与内置永磁环604之间的吸力相加后小于第二支撑弹簧608的弹力时，在第二支撑弹簧608弹力的推动下，球形阀603将会自动进行复位运动，并对斗形体602进行密封，因而在弹性囊体503进行复位动作的过程中，由于其内部压力较低，在低压力的触发下，阀管上的单向阀将会自行开启，直至弹性囊体503完成常温空气的补充，而轻质风叶3的设置，一方面，轻质风叶3能够将自然界中空气的流动力转化为扭力并通过内置管道2联动机构将扭力传递至除垢组件4上，适用于夜晚以及阴雨环境下，另一方面，由泄压管601所排放出的气流，作用在轻质扇叶上时，同样能够将动能作用在除垢组件4上，微膨胀除垢管401在发生转动的过程中，将会产生一定的离心力，在离心力的作用下，滑动式驱动轴4072将会通过滑行连接座4074在滑行连接槽4073内进行相应的滑行动作，并推动除垢刷4076向太阳能真空管1内管壁的方向移动，通过使除垢刷4076在太阳能真空管1内管壁上快速扫动，可在一定程度上起到除垢的效果，且由于若干个除垢刷4076整齐排列后，呈螺旋状结构，与垢质之间存在一定的剪切力，从而可对除垢起到增强的功效，利用螺旋结构的输送能力，从而能够实现太阳能真空管1与太阳能热水器储水箱之间的热交换，利用热胀冷缩的原理，高温状态下的垢质，与低温水发生接触时，将会产生一定的收缩，从而可进一步提高除垢效果，微膨胀除垢管401在转动的过程中，还会带动往复丝杠402在丝杠套405的内部发生转动，在扭力以及螺纹咬合力的共同作用效果下，丝杠套405将会在往复丝杠402的表面发生位移，又由于联动轴404的两个端部均能够发生转动，从而可带动活塞片406进行相应的开合动作。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有自检功能的真空集热管，包括太阳能真空管（1）以及太阳能真空管（1）上设置的内置管道（2），所述内置管道（2）与太阳能真空管（1）之间还设置有除垢组件（4），所述太阳能真空管（1）表面对应内置管道（2）端口的位置处固定连接有集能组件（7），所述集能组件（7）的底部还设置有能量转化组件（5），其特征在于：

所述除垢组件（4）包括微膨胀除垢管（401），所述微膨胀除垢管（401）的表面开设有若干个卡口，且若干个卡口呈螺旋状均匀排列在微膨胀除垢管（401）的表面，所述卡口内卡接有螺旋发生机构（407），所述微膨胀除垢管（401）的顶端固定连接有往复丝杠（402），所述往复丝杠（402）的顶部开设有插接口（403），所述插接口（403）内穿插有联动轴（404），所述联动轴（404）的一端转动连接在活塞片（406）的侧端面上，所述活塞片（406）的底部转动连接在太阳能真空管（1）顶部端口的边沿处。

2.根据权利要求1所述的一种具有自检功能的真空集热管，其特征在于，所述微膨胀除垢管（401）的一端转动连接在内置管道（2）的一个端口内，并与内置管道（2）内置联动机构传动连接，所述联动轴（404）的另一端转动连接在丝杠套（405）的顶部，所述丝杠套（405）螺纹连接在往复丝杠（402）的表面。

3.根据权利要求2所述的一种具有自检功能的真空集热管，其特征在于，所述螺旋发生机构（407）包括内置套筒（4071），所述内置套筒（4071）卡接在卡口内，所述内置套筒（4071）的内部套接有滑动式驱动轴（4072），所述滑动式驱动轴（4072）对应背离微膨胀除垢管（401）的一端固定连接有除垢刷（4076）。

4.根据权利要求3所述的一种具有自检功能的真空集热管，其特征在于，所述内置套筒（4071）的内侧壁上开设有滑行连接槽（4073），所述滑行连接槽（4073）内滑动连接有滑行连接座（4074），所述滑行连接座（4074）与滑动式驱动轴（4072）的相对面固定连接，所述滑行连接槽（4073）内部对应滑行连接座（4074）的位置处嵌设有第一支撑弹簧（4075），所述第一支撑弹簧（4075）的一端固定连接在滑行连接槽（4073）内侧的端面上，所述第一支撑弹簧（4075）的另一端与滑行连接座（4074）相近的一面固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有自检功能的真空集热管，其特征在于，所述内置管道（2）的另一端转动连接有轻质风叶（3），所述轻质风叶（3）上的连轴通过联动机构与除垢组件（4）传动连接，所述轻质风叶（3）采用铝合金片材加工而成。

6.根据权利要求1所述的一种具有自检功能的真空集热管，其特征在于，所述集能组件（7）包括集能箱（701），所述集能箱（701）的顶部通过角型架（704）固定连接在太阳能真空管（1）的表面，所述集能箱（701）侧端面上对应太阳能真空管（1）朝阳面的位置处卡接有固定式凸透镜（702），并且集能箱（701）内部对应固定式凸透镜（702）的位置处还固定连接有用于改变光线传播方向的斜置反光镜（703）。

7.根据权利要求6所述的一种具有自检功能的真空集热管，其特征在于，所述能量转化组件（5）包括保温套筒（501），所述集能箱（701）卡接在保温套筒（501）的顶部，所述保温套筒（501）内部对应斜置反光镜（703）的位置处固定连接有集热板（502），并且保温套筒（501）内部对应集热板（502）的位置处还设置有弹性囊体（503），所述弹性囊体（503）上卡接有阀管，所述阀管卡接在保温套筒（501）上，并且阀管上设置有单向阀。

8.根据权利要求7所述的一种具有自检功能的真空集热管，其特征在于，所述保温套筒（501）底部对应轻质扇叶的位置处卡接有单向泄压组件（6），所述单向泄压组件（6）包括泄压管（601），所述泄压管（601）卡接在保温套筒（501）的底部，泄压管（601）的顶端还与弹性囊体（503）的底部连通，所述泄压管（601）内固定连接有斗形体（602），所述斗形体（602）内嵌入式连接有球形阀（603）。

9.根据权利要求8所述的一种具有自检功能的真空集热管，其特征在于，所述球形阀（603）的底部固定连接有内置伸缩杆（606），所述内置伸缩杆（606）的表面套接有外置伸缩筒（607），所述外置伸缩筒（607）内侧端面通过第二支撑弹簧（608）与内置伸缩杆（606）相近的一端固定连接，所述外置伸缩筒（607）的表面通过透气式支撑座（609）固定连接在泄压管（601）的内管壁上。

10.根据权利要求9所述的一种具有自检功能的真空集热管，其特征在于，所述球形阀（603）的嵌入式连接有内置永磁环（604），并且斗形体（602）内侧壁上对应内置永磁环（604）的位置处嵌入式连接有外置永磁环（605），所述外置永磁环（605）与内置永磁环（604）相对面的磁极相反。

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