CN115977966B - 一种智能吸收式换热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能吸收式换热装置，包括通过管道相连吸收器、输送泵、发生器、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，输送泵包括泵轴以及连接泵轴上的叶轮，叶轮设置于一套筒上，泵轴上设置第一齿形部，套筒上设置有第二齿形部；还包括弹性件，弹性件使得输送泵具有：第一状态，泵轴通过第一齿形部与第二齿形部的啮合驱动套筒转动；第二状态，套筒被结晶限制，泵轴相对套筒空转。本发明提供的智能吸收式换热装置，当泵轴以及叶轮被结晶限制无法转动时，输送泵的动力足以驱动被结晶限制的泵轴，泵轴继续转动极大的降低了输送泵损坏的概率。而且，泵轴转动的过程中第一齿形部与第二齿形部频繁的撞击振动，这极大的加快了叶轮上结晶的碎裂速度。

Description

一种智能吸收式换热装置

技术领域

本发明涉及制冷技术，具体涉及一种智能吸收式换热装置。

背景技术

公知的，传统的空调采用压缩机作为核心动力而具有较大的能耗，近年来，无需压缩机的吸收式换热制冷***由于安静、环保、节能、能够使用低品位热能而在太阳能、热电厂等等领域得到逐渐广泛的利用。吸收式换热***一般包括吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器四部分，最常见的，其以溴化锂溶液为吸收剂，以水为制冷剂，利用水在高真空下蒸发吸热达到制冷的目的。

如授权公告号CN109737637B，授权公告日2020年10月30日，名称为《一种溴化锂吸收式制冷机节能***》的发明专利，其包括至少一个供热水源热泵、第一加热水源热泵、第二加热水源热泵、集热水箱、冷却水箱和溴化锂吸收式制冷机组，所述供热水源热泵、第一加热水源热泵和第二加热水源热泵并联设置，所述供热水源热泵和第一加热水源热泵用于提取外来热源对用户侧水源进行换热后将用户侧热水输送至集热水箱储存，所述第二加热水源热泵用于提取溴化锂吸收式制冷机组冷凝出口输送热源对用户侧水源进行换热后将用户侧热水输送至集热水箱储存，并将水源侧换热过后的冷却水输送至冷却水箱储存，所述集热水箱和冷却水箱的补水口通过管路及安装于管路上的补水阀与外部软水***连接，所述集热水箱的循环出水口出来的水通过管路及安装于管路上包含有集热水箱加热循环水泵的管路附件输送至供热水源热泵的用户侧，所述集热水箱的出水口通过管路及安装于管路上包含有溴化锂热水侧循环水泵的管路附件与溴化锂吸收式制冷机组的热水侧连接，所述集热水箱的出水口输送的热水经溴化锂吸收式制冷机组的热水侧换热过后的冷水输送至第一加热水源热泵和第二加热水源热泵的用户侧，所述冷却水箱的出水口通过管路及安装于管路上包含有冷却水循环水泵的管路附件与溴化锂吸收式制冷机组的冷水口连接，所述溴化锂吸收式制冷机组的制冷侧通过管路及安装于管路上包含有空调供冷循环水泵的管路附件与供冷末端连接以对空调末端供水进行换热制冷。

上述专利提供的就是一种利用低品位热能的溴化锂吸收换热制冷装置，现有技术的不足之处在于，当加热能源压力太高，冷却水温度过低，或者机组内存在不凝性气体等多个原因时，管道内都会发生溴化锂结晶，虽然依靠熔晶管、蒸汽或蒸汽凝水等进行换热能够进行结晶的融化，但是当输送泵的叶轮被结晶固定，在结晶融化的过程中，输送泵需要反复的启动以确认是否融化到位，而且由于制冷***中的输送泵普遍使用的是屏蔽泵，屏蔽泵无法肉眼观察泵轴是否已经旋转，只能依靠观察屏蔽泵的前后压力表予以确认，这带来的问题就是，输送泵的启动按钮已经被按下，但是泵轴却被结晶卡死而无法转动，这极大了提升了屏蔽泵损坏的概率，导致相对其它领域远为频繁的维护。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能吸收式换热装置，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能吸收式换热装置，包括通过管道相连吸收器、输送泵、发生器、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，所述输送泵包括泵轴以及连接泵轴上的叶轮，

所述叶轮设置于一套筒上，所述泵轴上设置第一齿形部，所述套筒上设置有第二齿形部；还包括弹性件，所述弹性件使得所述输送泵具有：

第一状态，所述泵轴通过所述第一齿形部与所述第二齿形部的啮合驱动所述套筒转动；

第二状态，所述套筒被结晶限制，所述泵轴相对所述套筒空转。

上述的智能吸收式换热装置，在所述第一状态和第二状态进行切换时，所述泵轴发生轴向移动。

上述的智能吸收式换热装置，所述泵轴包括端部相互套接的第一段和第二段，所述套筒连接于所述第一段上，

在所述第一状态和第二状态进行切换时，所述第一段相对所述第二段发生轴向移动。

上述的智能吸收式换热装置，所述弹性件套接于所述泵轴上的第一弹簧，所述第一弹簧的一端固接于所述第一段上的第一径向环上，所述第一弹簧的另一端固接于所述第二段上的第二径向环上。

上述的智能吸收式换热装置，所述第一段上远离所述第二段的端部上转动设置有多个切割刃，所述切割刃位于所述叶轮的进液通道中。

上述的智能吸收式换热装置，所述切割刃的端部活动连接于所述第一段上以使得随着所述第一段转动的加速，使得所述切割刃从贴合所述套筒向远离所述套筒的方向运动。

上述的智能吸收式换热装置，所述切割刃的刃面相对所述第一段的径向面倾斜布置以使得在所述切割刃的转动过程中其与结晶线性切割。

上述的智能吸收式换热装置，在所述第一状态和第二状态进行切换时，所述套筒发生轴向移动。

上述的智能吸收式换热装置，所述叶轮包括盘体，所述盘体包括中心筒、设置于所述中心筒上且相对平行设置的两个圆盘以及设置于两个圆盘之间的多个叶片；

所述套筒滑动连接于中心筒上，同时所述套筒与所述中心筒之间连接有所述弹性件。

上述的智能吸收式换热装置，所述泵轴的端部设置有第一齿形部，所述套筒的一端为封闭端，所述封闭端的内壁上设置有所述第二齿形部，所述套筒的开口端设置有凸出柱，所述凸出柱插于所述中心筒上的传动孔中；

在所述第一状态，通过所述凸出柱实现所述套筒对所述中心筒的驱动；

在所述第二状态，所述凸出柱脱离所述传动孔。

在上述技术方案中，本发明提供的智能吸收式换热装置，当泵轴以及叶轮被结晶限制无法转动时，通过轴向移动使得泵轴与套筒发生相对移动进入第二状态，此时泵轴空转，叶轮不动，而由于泵轴自身的外表面远远小于叶轮的外表面，输送泵的动力足以驱动被结晶限制的泵轴，泵轴继续转动极大的降低了输送泵损坏的概率。

而且，泵轴转动的过程中第一齿形部与第二齿形部频繁的撞击振动，这极大的加快了叶轮上结晶的碎裂速度，提升了屏蔽泵的启动速度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例提供的泵轴和叶轮的结构示意图；

图2为本发明另一种实施例提供的泵轴和叶轮的结构示意图；

图3为本发明再一种实施例提供的泵轴和叶轮的结构示意图；

图4为本发明再一种实施例提供的泵轴和叶轮的结构示意图。

附图标记说明：

1、泵轴；1.1、第一齿形部；1.2、第一段；1.21、径向盘；1.3、第二段；2、叶轮；2.1、中心筒；2.2、圆盘；2.3、叶片；3、套筒；3.1、第二齿形部；3.2、凸出柱；4、弹性件；5、第一径向环；6、第二径向环；7、切割刃；8、第四径向环；9、第二弹簧。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本发明各实施例中，智能吸收式换热装置指的是以水为制冷剂，以溴化锂水溶液为吸收剂的吸收式制冷***，其结构包括蒸发器、冷凝器、发生器、输送泵、膨胀阀以及蒸发器等等，其中输送泵为屏蔽泵，其用于将吸收器中的溶液送入发生器。蒸发器为高真空容器，水的蒸发能使管内的冷媒水放出热量而降温，获得冷量，所产生的水蒸气流入吸收器，由吸收器泵送来的溴化锂浓溶液有吸收水分的能力，与水蒸气接触即将其吸收，形成稀溶液，以上均为吸收式制冷***的现有技术，本实施例不再赘述，本发明各实施例针对的是溴化锂吸收式制冷***中因为溴化锂结晶导致的屏蔽泵启动问题，基于此，本领域技术人员能够理解，如今溴化锂吸收式制冷***已经演化出诸多不同的类型，只要这些类型具有溴化锂结晶导致的屏蔽泵启动问题，本发明各实施例均应应用且均应该纳入本发明的保护范围内。

如图1-4所示，本发明实施例提供的一种智能吸收式换热装置，包括通过管道相连吸收器、输送泵、发生器、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，所述输送泵包括泵轴1以及连接泵轴1上的叶轮2，所述叶轮2设置于一套筒3上，所述泵轴1上设置第一齿形部1.1，所述套筒3上设置有第二齿形部3.1；还包括弹性件4，所述弹性件4使得所述输送泵具有：第一状态，所述泵轴1通过所述第一齿形部1.1与所述第二齿形部3.1的啮合驱动所述套筒3转动；第二状态，所述套筒3被结晶限制，所述泵轴1相对所述套筒3空转。

具体的，如上所述，不再赘述作为现有技术的吸收器、发生器、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，本实施例中，输送泵为屏蔽泵，其叶轮2包括盘体，所述盘体包括中心筒2.1、设置于所述中心筒2.1上且相对平行设置的两个圆盘2.2以及设置于两个圆盘2.2之间的多个叶片2.3，盘体的一侧也即一个圆盘2.2的中心区域连接泵轴1，盘体另一侧也即另一个圆盘2.2的中心区域设置有进水孔，本发明各实施例中，基于描述的方便，称设置有进水孔一侧的圆盘2.2相对另一侧的圆盘2.2的位置为前，而相对泵轴1一侧的圆盘2.2则为后，进水孔连通两个圆盘2.2之间的空间，而两个圆盘2.2的边缘部分为出水口，现有技术中，叶轮2转动时将水流从进水孔吸入，通过叶轮2的旋转将水通过两个圆盘2.2之间的空间由边缘区域送出，而屏蔽泵的出水腔环绕该边缘区域，本质通过两个圆盘2.2之间的叶片2.3的旋转实现的水流的驱动。本实施例中，将原先一体式的叶轮2和泵轴1设置成分体式，叶轮2的中心区域设置一个套筒3，也即叶轮2的背离进水口的那个圆盘2.2连接在套筒3上，同时套筒3与泵轴1通过齿形部进行捏合，再设置一个弹性件4来维持套筒3与泵轴1处于啮合位置，此时也是第一状态，也即在没有强大外力（溴化锂结晶）限制的前提下，泵轴1通过第一齿形部1.1、第二齿形部3.1、套筒3以及圆盘2.2来依次传递动力，实现了对叶轮2的驱动，此及屏蔽泵正常的工作输送液体的状态，而如果外力（溴化锂结晶）过大，此时就会克服弹性件4的维持力，第一齿形部1.1和第二齿形部3.1被迫脱离，泵轴1空转，此即为第二状态。如此，由于第一齿形部1.1和第二齿形部3.1具有脱离的第二状态，无论是套筒3还是泵轴1其中一者进行轴向移动即可实现这点，两种不同的方式详见后文两个具体实施例。

本发明实施例提供的智能吸收式换热装置，当泵轴1以及叶轮2被结晶限制无法转动时，通过轴向移动使得泵轴1与套筒3发生相对移动进入第二状态，此时泵轴1空转，叶轮2不动，而由于泵轴1自身的外表面远远小于叶轮2的外表面，输送泵的动力足以驱动被结晶限制的泵轴1，泵轴1继续转动极大的降低了输送泵损坏的概率。而且，泵轴1转动的过程中第一齿形部1.1与第二齿形部3.1频繁的撞击振动，这极大的加快了叶轮2上结晶的碎裂速度，提升了屏蔽泵的启动速度。

本发明提供的一个实施例中，此时，在所述第一状态和第二状态进行切换时，所述泵轴1发生轴向移动，此时，泵轴1至少包括能够相对运动的两段，如泵轴1包括端部相互套接的第一段1.2和第二段1.3，所述套筒3连接于所述第一段1.2上，第二段1.3接受电机的驱动，第一段1.2和第二段1.3相互套接，在套接部分的截面积为非回转体，如第一段1.2的一端通过棱柱套于第二段1.3上的柱形孔中，如此的作用在于，第二段1.3的旋转会带动第一段1.2的旋转，但是第一段1.2可以相对第二段1.3进行轴向移动，如此，在所述第一状态和第二状态进行切换时，所述第一段1.2相对所述第二段1.3发生轴向移动。

本实施例中，如上的方位限定，第一段1.2在前，第二段1.3在后，以第一段1.2能够向前移动进入第二状态，向后运动进入第一状态为例，此时第一段1.2的前端具有一个径向盘1.21，径向盘1.21的后侧面设置有第一齿形部1.1，此时套筒3与叶轮2为一体式结构或固接，叶轮2中心孔的内壁部分即为套筒3，套筒3的前端设置有第二齿形部3.1，第一齿形部1.1与第二齿形部3.1相啮合，此时再设置一个拉伸状态的弹性件4即可，如所述弹性件4套接于所述泵轴1上的第一弹簧，所述第一弹簧的一端固接于所述第一段1.2上的第一径向环5上，所述第一弹簧的另一端固接于所述第二段1.3上的第二径向环6上。可选的，第一弹簧可以设置于泵轴1的内部，如第二段1.3的柱形孔的长度比第一段1.2的棱柱的长度大，如此柱形孔内即可设置一个拉伸状态的弹性件4即可，当叶轮2被结晶限位住而泵轴1由于阻力小能够转动时，第一段1.2上的第一齿形部1.1被迫脱离第二齿形部3.1使得泵轴1自转，此时第一段1.2向前运动拉动弹性件4进一步伸长（第一状态下弹性件4就是拉伸状态），由于弹性件4的复位效果，第一段1.2在转动过程中会持续的让第一齿形部1.1啮合脱离第二齿形部3.1，直至当叶轮2的结晶融化后，第一段1.2与套筒3连接，此时进入第一状态，屏蔽泵正常工作。

显然的，本领域技术人员理解，也可以依靠压缩的弹性件4完成上述工作，此时第一段1.2的前侧面上设置有第一齿形部1.1，而套筒3的前端封闭，前端的内壁上设置有第二齿形部3.1，第一段1.2内套于套筒3上，此时弹性件4即始终处于压缩状态，此仅仅为压力方向的转换，为本领域的公知常识，不赘述。

在前述径向盘1.21的基础上，进一步的实施例中，所述第一段1.2上远离所述第二段1.3的端部也即径向盘1.21上转动设置有多个切割刃7，所述切割刃7位于所述叶轮2的进液通道中，切割刃7为径向尺寸较小的结构，如一个直杆，或者条形件的一侧较薄以形成一个刃口，其作用在于，直杆或者条形件的外表面较小且在泵轴1的轴向上占据的尺寸较小，如此通过泵轴1的转动带动切割刃7割开结晶，加快消除结晶对叶轮2的限制。

在更进一步的两个实施例中，切割刃7具有与径向盘1.21活动连接和固定连接两种形式，在固定连接的实施例中，切割刃7为扁平状，类似宽度缩小的螺旋桨，且扁平状的面垂直或者基本垂直于泵轴1的一个轴向截面，如此泵轴1的转动过程中，切割刃7仍旧以其较薄的刃面（厚度）而不是宽度和长度组成的扁平面其撞击结晶，同时，切割刃7与泵轴1的轴线倾斜布置，而且切割刃7的连接径向盘1.21的固定端到开放端的延伸方向为前方到后方，这带来的另一个效果是，当水流流动后，水流冲击切割刃7的扁平状的面以进入两个圆盘2.2之间的空间，此时水流施加给切割刃7一个由前向后的力，也即施加一个将径向盘1.21贴合上套筒3的力，原先在泵轴1与套筒3第一状态下，完全依赖弹性件4进行维持，此时添加了一个巨大的辅助力，减少第一弹簧压力，延长其使用寿命。

在另外一个切割刃7具有与径向盘1.21活动连接的实施例中，所述切割刃7的端部活动连接于所述第一段1.2上以使得随着所述第一段1.2转动的加速，使得所述切割刃7从贴合所述套筒3向远离所述套筒3的方向运动，转动连接可以通过柔性材料如橡胶连接，或者通过转轴进行连接，由于泵轴1的转动对切割刃7具有离心力，随着转动速度的加快，会让切割刃7由贴合径向盘1.21的位置逐渐转动到最终垂直于径向盘1.21的位置，这带来的效果就是，可以让切割刃7一层一层的切割掉结晶，成为了一个范围的切割而不是原先的仅仅是一层的切割。同样的，在第一状态，水流对切割刃7的冲击和泵轴1带来的离心力会获得一个平衡必然使得切割刃7处于与泵轴1倾斜的状态，这是因为离心力最大位置为切割刃7与泵轴1垂直，而水流的最大力为将切割刃7驱动与泵轴1平行，这两个力必然在中间位置获得平衡，如此切割刃7又给予了第一段1.2一个轴向向后的压力，减少了第一弹簧的压力，延长其使用寿命。

本实施例中，优选的，所述切割刃7的刃面相对所述第一段1.2的径向面倾斜布置以使得在所述切割刃7的转动过程中其与结晶线性切割，如此提升切割能力和效率。

本发明提供的另一个实施例中，第一段1.2的外壁上还设置有第三径向环和第四径向环8，其中第三径向环固定连接在第一段1.2上，甚至第三径向环可以与第一径向盘1.21为同一结构，第四径向环8活动套接在第一段1.2上，第三径向环与第四径向环8的后端之间连接有一个第二弹簧9，在第一状态下，第四径向环8与所述套筒3之间具有一个间隙，但是该间隙的尺寸小于第一齿形部1.1的齿形的深度，如此使得在第二状态下，第四径向环8会撞击上套筒3，由于叶轮2被结晶限位时，泵轴1会持续的往复运动，如此就带动了第四径向环8反复的去撞击套筒3，加速套筒3结晶的物理解除速度，而在第一状态下，第四径向环8并不对套筒3形成负面影响。

需要说明的是，溴化锂结晶的溶解和限位解除是两码事，现有技术中的融晶全部奔着溶解去了，由于结晶的形成只跟溶液浓度和温度有关，因此现有技术都是升温、加水这两步，但是本发明各实施例主要奔着限位解除去的，也即由于溴化锂结晶过多导致叶轮2被限位无法转动了，本发明各实施例的目的是使得叶轮2能够转动以快速的输送溶液，基于此其只需要将结晶从叶轮2上予以剥除就可以了，并不必然需要其溶解，不过当然的，由于叶轮2转动，使得溶液流动，而新来的溶液由于调控浓度更低，客观上自然也具有了加快溶解的效果。

本发明提供的再一个实施例中，在所述第一状态和第二状态进行切换时，所述套筒3发生轴向移动，此时套筒3与叶轮2不在为一个一体式结构，也即为分体式结构，由于叶轮2无法轴向移动或者基本无法轴向移动，此时泵轴1不进行轴向移动，那么必须套筒3自身进行轴向移动，具体的，所述叶轮2包括盘体，所述盘体包括中心筒2.1、设置于所述中心筒2.1上且相对平行设置的两个圆盘2.2以及设置于两个圆盘2.2之间的多个叶片2.3；前述泵轴1轴向移动的实施例中，套筒3本质与中心筒2.1为一体式结构，本实施例中，将两者分体式，且所述套筒3滑动连接于中心筒2.1上，同时所述套筒3与所述中心筒2.1之间连接有所述弹性件4。此时优选的，所述泵轴1的端部设置有第一齿形部1.1，所述套筒3的一端为封闭端，所述封闭端的内壁上设置有所述第二齿形部3.1，所述套筒3的开口端设置有凸出柱3.2，所述凸出柱3.2插于所述中心筒2.1上的传动孔中；在所述第一状态，通过所述凸出柱3.2实现所述套筒3对所述中心筒2.1的驱动；在所述第二状态，所述凸出柱3.2脱离所述传动孔，可选的，弹性件4可以为弹性条，弹性条直接连接在传动孔的底壁和凸出柱3.2之间，或者跟前述泵轴1类似的，直接在套筒3与所述中心筒2.1的外壁上设置凸起部并连接弹性件4，此时完全类似的，在第一状态，泵轴1、套筒3以及中心筒2.1也即叶轮2依次传动实现传动，而在第二状态，由于叶轮2以及中心筒2.1被限位，如此第一齿形部1.1和第二齿形部3.1被迫脱离使得套筒3脱离泵轴1和中心筒2.1，凸出柱3.2脱离传动孔，传动断开。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (4)

1.一种智能吸收式换热装置，包括通过管道相连吸收器、输送泵、发生器、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，所述输送泵包括泵轴以及连接泵轴上的叶轮，其特征在于，

所述叶轮设置于一套筒上，所述泵轴上设置第一齿形部，所述套筒上设置有第二齿形部；还包括弹性件，所述弹性件使得所述输送泵具有：

第一状态，所述泵轴通过所述第一齿形部与所述第二齿形部的啮合驱动所述套筒转动；

第二状态，所述套筒被结晶限制，所述泵轴相对所述套筒空转；

所述第一状态和第二状态进行切换时，所述泵轴发生轴向移动；

所述泵轴包括端部相互套接的第一段和第二段，所述套筒连接于所述第一段上，

所述第一状态和第二状态进行切换时，所述第一段相对所述第二段发生轴向移动；

所述弹性件套接于所述泵轴上的第一弹簧，所述第一弹簧的一端固接于所述第一段上的第一径向环上，所述第一弹簧的另一端固接于所述第二段上的第二径向环上；

或者所述第一状态和第二状态进行切换时，所述套筒发生轴向移动；

所述叶轮包括盘体，所述盘体包括中心筒、设置于所述中心筒上且相对平行设置的两个圆盘以及设置于两个圆盘之间的多个叶片；

所述套筒滑动连接于中心筒上，同时所述套筒与所述中心筒之间连接有所述弹性件；

所述泵轴的端部设置有第一齿形部，所述套筒的一端为封闭端，所述封闭端的内壁上设置有所述第二齿形部，所述套筒的开口端设置有凸出柱，所述凸出柱插于所述中心筒上的传动孔中；

所述第一状态，通过所述凸出柱实现所述套筒对所述中心筒的驱动；

所述第二状态，所述凸出柱脱离所述传动孔。

2.根据权利要求1所述的智能吸收式换热装置，其特征在于，所述第一段上远离所述第二段的端部上转动设置有多个切割刃，所述切割刃位于所述叶轮的进液通道中。

3.根据权利要求2所述的智能吸收式换热装置，其特征在于，所述切割刃的端部活动连接于所述第一段上以使得随着所述第一段转动的加速，使得所述切割刃从贴合所述套筒向远离所述套筒的方向运动。

4.根据权利要求3所述的智能吸收式换热装置，其特征在于，所述切割刃的刃面相对所述第一段的径向面倾斜布置以使得在所述切割刃的转动过程中其与结晶线性切割。