一種用于二氧化碳熱泵制冷技術的新型高效節能膨脹機的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及二氧化碳熱泵制冷技術領域,尤其涉及一種用于二氧化碳熱泵制冷技術的新型高效節能膨脹機。包括支撐板；支撐板上端設有氣缸；氣缸一端通過A螺栓與A法蘭連接；并且氣缸與A法蘭之間設有A墊圈；A螺栓沿著A法蘭圓周方向上等距均勻設有八個；A法蘭中部被轉軸貫穿；轉軸一端與電機相互連接；氣缸另一端通過B螺栓與B法蘭連接；并且氣缸與B法蘭之間設有B墊圈；B螺栓沿著B法蘭圓周方向上等距均勻設有八個；B法蘭中部被轉軸貫穿；并且貫穿B法蘭后的轉軸與壓縮機相互連接；B法蘭端面上設有密封圈；B法蘭與B墊圈上皆設有進氣口、排氣口；本實用新型裝置結構簡單，強度穩定，膨脹排氣效果佳，效率高，無泄漏，值得推廣應用。
【專利說明】
一種用于二氧化碳熱泵制冷技術的新型高效節能膨脹機
技術領域
[0001]本實用新型涉及二氧化碳熱栗制冷技術領域，尤其涉及一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機。
【背景技術】
[0002]二氧化碳熱栗制冷循環系統主要由壓縮機、膨脹機、氣體冷卻器、蒸發器、回熱器、儲液罐等組成，其中二氧化碳膨脹機相當于制冷空調產品中的節流裝置，是提高制冷量和降低壓縮機輸入功率的重要設備，理想膨脹機可以使系統性能提高45%_75%，因此，開發二氧化碳膨脹機已經成為推動二氧化碳跨臨界循環走向實際應用的重要途徑，目前國際上對于二氧化碳膨脹機的研究不多，缺乏公開的文獻描述膨脹機原型機的研究和制造。近年來，空調制冷行業常用的制冷劑CFCs(氯氟烴)與HCFCs(氫氯氟烴)等物質對臭氧層的破壞以及溫室效應等環境問題日益突出，二氧化碳作為制冷劑受到越來越多的關注，以其優良的環保特性、良好的傳熱和流動性，被重新引入到制冷熱栗行業中來。由于二氧化碳的臨界溫度較低，在常溫下是一種無色無味的氣體，而且作為地球生物圈內的天然物質之一，它產量豐富，價格低廉，方便得到。其0DP=0，GWP=I，而目前作為推薦的替代工質HFCs及其混合物的GWP比二氧化碳高1000-2000倍，在這一點上二氧化碳具有明顯的優勢。二氧化碳系統的膨脹過程與通常的高壓氣體的膨脹做功不同，因此，二氧化碳制冷循環需要采用跨臨界制冷循環。在工業技術中實現二氧化碳跨臨界制冷循環，其中一個關鍵技術就是用膨脹機代替節流閥，但現有的膨脹機由于結構復雜，不穩定，精度難以控制，很難滿足跨臨界制冷循環技術的要求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題，是針對上述存在的技術不足，提供了一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機，采用A法蘭和B法蘭設計，可以增加膨脹機工作時整體的機械強度；另外通過采用A墊圈、B墊圈以及密封圈設計可以提高裝置連接處的密封性，避免因氣體泄漏而對膨脹機的性能和工作效率造成影響和干擾;采用貫穿膨脹機后的轉軸與壓縮機連接即通過將膨脹機的輸出軸與壓縮機的驅動軸連接，作為壓縮機動力的一部分，可以充分利用輸出動力回收膨脹功，節能高效;采用壓力擋片的設計，可以通過預先調節壓力擋片與B法蘭的緊合度，即控制氣缸內膨脹氣體的壓力，當氣缸內的氣體壓力達到一定程度時便會沖開壓力擋片實現膨脹氣體釋放;氣缸、A法蘭、B法蘭外部連接件均采用不銹鋼材料制造可以提高膨脹機的使用壽命，并且保證膨脹機工作時的穩定性，而且可以變因長期工作而造成的電化學腐蝕等;膨脹系統內采用旋轉擋板設計，可以通過扣環配合在轉軸上進行周期性的進氣與排氣過程，進一步提高膨脹機的工作效率;采用偏心凸輪和擋片以及彈簧設計，可以形成兩個氣體腔室，獨立實現進氣與排氣過程，在由轉軸帶動的偏心凸輪旋轉后，便可以對第一腔室內排進的二氧化碳制冷劑進行壓縮，當制冷劑變換到第二腔室后由于容積的不斷壓縮，壓力增大，便會沖破壓力擋片實現膨脹排氣過程，高效快捷;采用彈簧連接擋片設計，在滿足目的的情況下裝置結構簡單，便于組裝和更換。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:包括支撐板;支撐板上端設有氣缸;氣缸一端通過A螺栓與A法蘭連接;并且氣缸與A法蘭之間設有A墊圈;A螺栓沿著A法蘭圓周方向上等距均勻設有八個;A法蘭中部被轉軸貫穿;轉軸一端與電機相互連接;氣缸另一端通過B螺栓與B法蘭連接;并且氣缸與B法蘭之間設有B墊圈；B螺栓沿著B法蘭圓周方向上等距均勻設有八個;B法蘭中部被轉軸貫穿；并且貫穿B法蘭后的轉軸與壓縮機相互連接;B法蘭端面上設有密封圈；B法蘭與B墊圈上皆設有進氣口、排氣口；并且靠近B法蘭端面上的排氣口上設有壓力擋片;氣缸內部設有膨脹系統。
[0005]進一步優化本技術方案，所述的氣缸、A法蘭、B法蘭外部連接件均采用不銹鋼材料制作。
[0006]進一步優化本技術方案，所述的膨脹系統包括旋轉擋板、偏心凸輪、擋片、彈簧、第一腔室、第二腔室;旋轉擋板側面與氣缸內壁無縫連接;并且旋轉擋板一端與B墊圈連接;旋轉擋板另一端與偏心凸輪緊密連接;其中偏心凸輪焊接在轉軸上;偏心凸輪一側通過擋片與彈簧相互連接;擋片設在旋轉擋板上并緊密處于偏心凸輪與A法蘭之間；偏心凸輪、擋片與氣缸內壁構成第一腔室、第二腔室;其中第一腔室位于進氣口一側;第二腔室位于排氣口一側。
[0007]進一步優化本技術方案，所述的轉軸通過加強筋桿與扣環相互焊接;扣環與偏心凸輪緊密連接。
[0008]進一步優化本技術方案，所述的旋轉擋板中部設有圓形通槽;并且圓形通槽周圍沿著圓形通槽圓周方向上等距設有四個矩形通槽;旋轉擋板接近邊緣處設有條形通氣口；擋片一端與偏心凸輪緊密連接;擋片另一端通過彈簧與擋板連接;擋片貫穿氣缸;并且擋板通過連接筋板與氣缸外壁連接。
[0009]進一步優化本技術方案，所述的扣環與圓形通槽和矩形通槽配合后轉動連接。
[0010]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:1、采用A法蘭和B法蘭設計，可以增加膨脹機工作時整體的機械強度;2、另外通過采用A墊圈、B墊圈以及密封圈設計可以提高裝置連接處的密封性，避免因氣體泄漏而對膨脹機的性能和工作效率造成影響和干擾;3、采用貫穿膨脹機后的轉軸與壓縮機連接即通過將膨脹機的輸出軸與壓縮機的驅動軸連接，作為壓縮機動力的一部分，可以充分利用輸出動力回收膨脹功，節能高效;4、采用壓力擋片的設計，可以通過預先調節壓力擋片與B法蘭的緊合度，即控制氣缸內膨脹氣體的壓力，當氣缸內的氣體壓力達到一定程度時便會沖開壓力擋片實現膨脹氣體釋放;5、氣缸、A法蘭、B法蘭外部連接件均采用不銹鋼材料制造可以提高膨脹機的使用壽命，并且保證膨脹機工作時的穩定性，而且可以避免因長期工作而造成的電化學腐蝕等;6、膨脹系統內采用旋轉擋板設計，可以通過扣環配合在轉軸上進行周期性的進氣與排氣過程，進一步提高膨脹機的工作效率;7、采用偏心凸輪和擋片以及彈簧設計，可以形成兩個氣體腔室，獨立實現進氣與排氣過程，在由轉軸帶動的偏心凸輪旋轉后，便可以對第一腔室內排進的二氧化碳制冷劑進行壓縮，當制冷劑變換到第二腔室后由于容積的不斷壓縮，壓力增大，便會沖破壓力擋片實現膨脹排氣過程，高效快捷;8、采用彈簧連接擋片設計，在滿足目的的情況下裝置結構簡單，便于組裝和更換。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機前側視圖。
[0012]圖2是一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機后側視圖。
[0013]圖3是一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機剖視圖。
[0014]圖4是一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機剖視放大圖。
[0015]圖5是一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機氣缸內部圖。
[0016]圖6是一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機轉軸連接圖。
[0017]圖7是一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機旋轉擋板圖。
[0018]圖8是一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機局部視圖。
[0019]圖9是一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機線架圖。
[0020]圖中，1、支撐板;2、氣缸;3、A螺栓;4、A法蘭;5、A墊圈；6、轉軸;7、電機;8、B螺栓;9、B法蘭；10、B墊圈；11、壓縮機；12、密封圈；13、進氣口； 14、排氣口； 15、壓力擋片；16、膨脹系統；17、旋轉擋板；18、偏心凸輪；19、擋片;20、彈簧;21、第一腔室;22、第二腔室;23、加強筋桿;24、扣環;25、圓形通槽;26、矩形通槽;27、條形通氣口； 28、擋板;29、連接筋板。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本實用新型的概念。
[0022]【具體實施方式】一:結合圖1-9所示，包括支撐板I;支撐板I上端設有氣缸2;氣缸2—端通過A螺栓3與A法蘭4連接;并且氣缸2與A法蘭4之間設有A墊圈5;A螺栓3沿著A法蘭4圓周方向上等距均勻設有八個;A法蘭4中部被轉軸6貫穿;轉軸6—端與電機7相互連接;氣缸2另一端通過B螺栓8與B法蘭9連接;并且氣缸2與B法蘭9之間設有B墊圈10; B螺栓8沿著B法蘭9圓周方向上等距均勻設有八個;B法蘭9中部被轉軸6貫穿；并且貫穿B法蘭9后的轉軸6與壓縮機11相互連接;B法蘭9端面上設有密封圈12 ;B法蘭9與B墊圈10上皆設有進氣口 13、排氣口 14;并且靠近B法蘭9端面上的排氣口 14上設有壓力擋片15;氣缸2內部設有膨脹系統16;氣缸2、A法蘭4、B法蘭9外部連接件均采用不銹鋼材料制作;膨脹系統16包括旋轉擋板17、偏心凸輪18、擋片19、彈簧20、第一腔室21、第二腔室22;旋轉擋板17側面與氣缸2內壁無縫連接;并且旋轉擋板17—端與B墊圈10連接;旋轉擋板17另一端與偏心凸輪18緊密連接;其中偏心凸輪18焊接在轉軸6上;偏心凸輪18—側通過擋片19與彈簧20相互連接;擋片19設在旋轉擋板17上并緊密處于偏心凸輪18與A法蘭4之間；偏心凸輪18、擋片19與氣缸2內壁構成第一腔室21、第二腔室22 ;其中第一腔室21位于進氣口 13—側;第二腔室22位于排氣口 14一側;轉軸6通過加強筋桿23與扣環24相互焊接；扣環24與偏心凸輪18緊密連接;旋轉擋板17中部設有圓形通槽25;并且圓形通槽25周圍沿著圓形通槽25圓周方向上等距設有四個矩形通槽26;旋轉擋板17接近邊緣處設有條形通氣口 27;擋片19 一端與偏心凸輪18緊密連接;擋片19另一端通過彈簧20與擋板28連接;擋片19貫穿氣缸2;并且擋板28通過連接筋板29與氣缸2外壁連接;扣環24與圓形通槽25和矩形通槽26配合后轉動連接。
[0023]本實用新型二氧化碳熱栗制冷循環用膨脹機主要核心部件位于氣缸2內部，見附圖9，偏心凸輪18和擋片19將氣缸2內腔分成第一腔室21和第二腔室22，偏心凸輪18與旋轉凸輪17在轉軸6的帶動下一同旋轉，當條形通氣口 27與進氣口 13重合時便可進行進氣，繼續由電機7的帶動進行旋轉，而位于第一腔室21內的制冷劑便會逐漸變換到第二腔室22，當偏心凸輪18不停旋轉時，第二腔室22內的體積越來越小，氣壓越來越大，當達到一定程度時，條形通氣口 27與排氣口 14重合，便可以實現膨脹排氣過程。另外轉軸6與壓縮機11連接即通過將膨脹機的輸出軸與壓縮機的驅動軸連接，作為壓縮機11動力的一部分，可以充分利用輸出動力回收膨脹功，節能高效。
[0024]本實用新型通過采用A法蘭4和B法蘭9設計，可以增加膨脹機工作時整體的機械強度；另外通過采用A墊圈5、B墊圈10以及密封圈12設計可以提高裝置連接處的密封性，避免因氣體泄漏而對膨脹機的性能和工作效率造成影響和干擾;采用貫穿膨脹機后的轉軸6與壓縮機11連接即通過將膨脹機的輸出軸與壓縮機11的驅動軸連接，作為壓縮機動力的一部分，可以充分利用輸出動力回收膨脹功，節能高效;采用壓力擋片15的設計，可以通過預先調節壓力擋片15與B法蘭9的緊合度，即控制氣缸2內膨脹氣體的壓力，當氣缸2內的氣體壓力達到一定程度時便會沖開壓力擋片15實現膨脹氣體釋放;氣缸2、A法蘭4、B法蘭9外部連接件均采用不銹鋼材料制造可以提高膨脹機的使用壽命，并且保證膨脹機工作時的穩定性，而且可以避免因長期工作而造成的電化學腐蝕等;膨脹系統16內采用旋轉擋板17設計，可以通過扣環24配合在轉軸6上進行周期性的進氣與排氣過程，進一步提高膨脹機的工作效率;采用偏心凸輪18和擋片19以及彈簧20設計，可以形成兩個氣體腔室，獨立實現進氣與排氣過程，在由轉軸6帶動的偏心凸輪18旋轉后，便可以對第一腔室21內排進的二氧化碳制冷劑進行壓縮，當制冷劑變換到第二腔室22后由于容積的不斷壓縮，壓力增大，便會沖破壓力擋片15實現膨脹排氣過程，高效快捷;采用彈簧20連接擋片19設計，在滿足目的的情況下裝置結構簡單，便于組裝和更換；綜合所述，本實用新型裝置結構簡單，強度穩定，操作方便，膨脹排氣效果佳，效率高，無泄漏，值得推廣應用。
[0025]應當理解的是，本實用新型的上述【具體實施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本實用新型的原理，而不構成對本實用新型的限制。因此，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。此外，本實用新型所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【主權項】
1.一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機，其特征在于:包括支撐板(1);支撐板(I)上端設有氣缸(2);氣缸(2)—端通過A螺栓(3)與A法蘭(4)連接;并且氣缸(2)與A法蘭(4)之間設有A墊圈(5);A螺栓(3)沿著A法蘭(4)圓周方向上等距均勻設有八個；A法蘭(4)中部被轉軸(6)貫穿;轉軸(6)—端與電機(7)相互連接;氣缸(2)另一端通過B螺栓(8)與B法蘭(9)連接;并且氣缸(2)與B法蘭(9)之間設有B墊圈(1); B螺栓(8)沿著B法蘭(9)圓周方向上等距均勻設有八個;B法蘭(9)中部被轉軸(6)貫穿;并且貫穿B法蘭(9)后的轉軸(6)與壓縮機(11)相互連接;B法蘭(9)端面上設有密封圈(12) ;B法蘭(9)與B墊圈(10)上皆設有進氣口(13)、排氣口(14);并且靠近B法蘭(9)端面上的排氣口(14)上設有壓力擋片(15);氣缸(2)內部設有膨脹系統(16)。2.根據權利要求1所述的一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機，其特征在于:氣缸(2)、A法蘭(4)、B法蘭(9)外部連接件均采用不銹鋼材料制作。3.根據權利要求1所述的一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機，其特征在于:膨脹系統(16)包括旋轉擋板(17)、偏心凸輪(18)、擋片(19)、彈簧(20)、第一腔室(21)、第二腔室(22);旋轉擋板(I7)側面與氣缸(2)內壁無縫連接;并且旋轉擋板(I7)—端與B墊圈(I O)連接;旋轉擋板(17)另一端與偏心凸輪(I 8)緊密連接;其中偏心凸輪(18)焊接在轉軸(6)上;偏心凸輪(18)—側通過擋片(19)與彈簧(20)相互連接;擋片(19)設在旋轉擋板(17)上并緊密處于偏心凸輪(18)與A法蘭(4)之間；偏心凸輪(18)、擋片(19)與氣缸(2)內壁構成第一腔室(21)、第二腔室(22);其中第一腔室(21)位于進氣口(13)—側;第二腔室(22)位于排氣口(14)一側。4.根據權利要求1所述的一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機，其特征在于:轉軸(6)通過加強筋桿(23)與扣環(24)相互焊接;扣環(24)與偏心凸輪(18)緊密連接。5.根據權利要求3所述的一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機，其特征在于:旋轉擋板(17)中部設有圓形通槽(25);并且圓形通槽(25)周圍沿著圓形通槽(25)圓周方向上等距設有四個矩形通槽(26);旋轉擋板(17)接近邊緣處設有條形通氣口(27);擋片(19) 一端與偏心凸輪(18)緊密連接;擋片(19)另一端通過彈簧(20)與擋板(28)連接;擋片(19)貫穿氣缸(2);并且擋板(28)通過連接筋板(29)與氣缸(2)外壁連接。6.根據權利要求4或5所述的一種用于二氧化碳熱栗制冷技術的新型高效節能膨脹機，其特征在于:扣環(24)與圓形通槽(25)和矩形通槽(26)配合后轉動連接。
【文檔編號】F25B9/06GK205655517SQ201620163631
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年3月4日 公開號201620163631.X, CN 201620163631, CN 205655517 U, CN 205655517U, CN-U-205655517, CN201620163631, CN201620163631.X, CN205655517 U, CN205655517U
【發明人】易長樂, 崔海亭
【申請人】河北科技大學