一种涡旋式冷热气体分离装置的制作方法

1.本发明涉及冷热气体分离技术领域，具体涉及一种涡旋式冷热气体分离装置。


背景技术：

2.一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机的入口，从而完成制冷循环。
3.现有技术主要以利用化学物质进行能量分离，例如空调制冷。但是现有技术存在污染，不环保，制冷效率低，结构复杂，且易泄露易损坏。


技术实现要素：

4.本为解决上述问题，本发明实施例提供了一种涡旋式冷热气体分离装置，包括：
5.冷热气体分离管，所述冷热气体分离管包括特斯拉阀、管体和分流机构，所述管体包括内管，所述内管的环形壁表面开设有第一进气孔，且所述第一进气孔的数量至少为六个，所述内管远离所述第一进气孔的一端设有热端导流帽，所述内管远离所述热端导流帽的一端设有冷端导流帽，所述内管表面还套设有连接管，且所述连接管的数量为两个，两个所述连接管分别设置于所述第一进气孔两侧，两个所述连接管的表面套设有外管，所述外管的环形壁表面开设有第二进气孔；
6.所述分流机构包括第一连接管、第二连接管和外壳体，所述第一连接管的一端套设于所述冷端导流帽的表面，所述第一连接管远离所述冷端导流帽的一端与所述第二连接管铰接，所述第二连接管远离所述第一连接管的一端与所述外壳体连通，所述外壳体呈中空状，且所述外壳体远离所述第二连接管的一侧为开口状，所述外壳体的内部远离所述第二连接管的一侧设有导流板。
7.为了更好的实现本发明技术方案，还采用了如下技术措施。
8.进一步的，六个所述第一进气孔沿着所述内管(10201)的环形壁面呈环形阵列设置，且六个所述第一进气孔的孔轴线与所述内管的圆心不相交。
9.进一步的，所述外管的两端内壁通过两个所述连接管套设在所述内管的表面与所述内管的外壁形成一个气体腔室，并与六个所述第一进气孔连通，所述外管上的所述第二进气孔处设有连接头，所述特斯拉阀的一端通过所述连接头与所述外管的内部连通。
10.进一步的，所述内管靠近所述热端导流帽的一端环形壁表面开设有第一外螺纹，所述热端导流帽的内壁开设有与所述第一外螺纹相适配的第一内螺纹，所述热端导流帽的端面表面开设有开槽部，且所述开槽部的形状呈环形。
11.进一步的，所述内管远离所述热端导流帽的一端内壁开设有第二内螺纹，所述冷端导流帽的表面开设有与所述第二内螺纹相适配的第二外螺纹，所述冷端导流帽的端面中
心处开设有出气孔，且所述出气孔与所述内管内部连通。
12.进一步的，所述第一连接管靠近所述冷端导流帽的一端套设于所述冷端导流帽的端部表面，所述第一连接管远离所述冷端导流帽的一端端面设有第一铰接耳，且所述第一铰接耳的数量为两个，两个所述第一铰接耳分别设置于所述第一连接管的上端面和下端面，所述第二连接管靠近所述第一连接管的一端端面设有第二铰接耳，且所述第二铰接耳的数量为两个，两个所述第二铰接耳分别设置于所述第二连接管的上端面和下端面，且两个所述第二铰接耳和两个所述第一铰接耳相互适配，两个所述第二铰接耳和两个所述第一铰接耳之间贯穿设有传动轴，所述传动轴与两个第一铰接耳通过轴承连接，所述传动轴与两个所述第二铰接耳固定连接。
13.进一步的，所述第一连接管靠近所述第二连接管的一端环形壁表面设有步进马达，所述步进马达的输出端上设有主动锥齿轮，所述传动轴的顶端穿过位于上端面的所述第一铰接耳的顶面，并设有从动锥齿轮，且所述从动锥齿轮和所述主动锥齿轮相互啮合。
14.进一步的，所述第一连接管和所述第二连接管的连接处设有螺纹软管套，且所述螺纹软管套的两端分别套设于所述第一连接管的表面和所述第二连接管的表面。
15.进一步的，所述外壳体靠近所述第二连接管的一侧表面开设有连接口，所述第二连接管远离所述第一连接管的一端设置于所述连接口处，所述导流板水平设置于所述外壳体的内部，且所述导流板的两端与所述外壳体的内壁两侧转动连接，所述导流板的顶面靠近两端处均设有第三铰接耳，两处的所述第三铰接耳均分别铰接有连杆。
16.进一步的，所述外壳体的内壁靠近所述第二连接管的一侧表面竖直安装有电磁推杆，且所述电磁推杆的数量为两个，两个所述电磁推杆的推动端均设有横杆，两个所述横杆远离所述电磁推杆的一端均竖直连接有竖杆，两个所述竖杆靠近导流板的一侧表面设有若干第四铰接耳，且两个所述竖杆上的第四铰接耳的数量与所述导流板顶面靠近两端处的第三铰接耳的数量相同，两处的所述第四铰接耳均分别与所述连杆远离所述第三铰接耳的一端处铰接。
17.相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：
18.1、通过风机将气流通过变径特斯拉阀的增压，增压后的气流进入外管的内壁与内管的外壁形成的气体腔室中，进而增压后的气流通过六个第一进气孔沿内管的切线方向进入内管，进而使进入内管内的气流分子沿内管壁做高速螺旋运动，高速运动的气流分子之间反生碰撞产生温度，从而形成热空气，而运动速度较慢的气流分子则在做高速螺旋运动的气流分子的作用下被排斥至内管的中心处，从而形成冷空气，通过热端导流帽的端面阻挡位于内管中心处的冷空气从热端流出，而热端导流帽的端面开设有环形的开槽部，进而使沿内管壁做螺旋运动的高速气流分子从开槽部处流出，进而通过热端导流帽实现允许热空气流出，阻挡冷空气流出的效果，冷端导流帽通过第二外螺纹和第二内螺纹与内管连通，而冷端导流帽的端面中心处开设有出气孔，位于内管中心处的低速气流分子通过热端导流帽阻挡，进而从冷端导流帽中的出气孔流出，因此不难理解的是，通过热端导流帽允许高速气流分子流出，阻挡低速气流分子流出，通过冷端导流帽对阻挡高速气流分子流出，允许低速气流分子流出，从而实现内管的一端流出高速运动的气流分子，另一端流出低速运动的气流分子，进而实现对冷热空气的分离，实现内管一端流出热空气，另一端流出冷空气，进而相对于传统的气体分流方法而言，本技术对于气体冷热气流分离效果显著，并且操作简
单，无污染能够极大程度的减少环境污染，保护环境。
19.2、第一连接管端面的第一铰接耳和第二连接管端面的第二铰接耳之间通过传动轴连接，而传动轴与两个第一铰接耳通过轴承连接，与两个第二铰接耳固定连接，因此不难理解的是，转动传动轴可带动第二铰接耳转动，进而带动第二连接转动，传动轴的顶端穿位于上端面的第一铰接耳的顶面，并设有从动锥齿轮，而第一连接管环形壁表面上设有步进马达输出端设有的主动锥齿轮与从动锥齿轮相互啮合，进而通过控制步进马达工作带动主动锥齿轮转动，使从动锥齿轮跟随转动，进而使传动轴转动，从传动轴转动的同时实现第二连接管在水平方向上的角度调整，进而实现对内管冷端流出的冷空气实现导流，导流板的两端与外壳体的内壁两侧转动连接的连接方式，实现导流板在竖直方向上的转动，而导流板顶面靠近两端处的第三铰接耳均通过连杆与竖杆上的第四铰接耳铰接，因此，不难理解的是，当竖杆放生一定角度的上下运动时，通过第三铰接耳、连杆和第四铰接耳可实现带动导流板在竖直方向上反生一定角度的翻转，而竖杆的顶端设有横杆，横杆与对应的电磁推杆的推动端固定连接，电磁推杆通过螺钉竖直固定安装在外壳体的内壁上，因此，通过控制电磁推杆工作，实现对流入外壳体内部的冷空气实现在竖直方向上的导流，因此结合第二连接管对冷空气在水平方向上导流，从而实现对冷空气的导流角度的任意调整。
20.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
21.图1为本发明实施例公开的涡旋式冷热气体分离装置的立体结构示意图；
22.图2为本发明实施例公开的涡旋式冷热气体分离装置的前视结构示意图；
23.图3为本发明实施例公开的涡旋式冷热气体分离装置的爆炸结构示意图；
24.图4为本发明实施例公开的涡旋式冷热气体分离装置去除特斯拉阀的爆炸结构示意图；
25.图5为图2的右下方仰视立体结构示意图；
26.图6为沿图2中a－a方向的剖切结构示意图；
27.图7为图3中b结构的结构放大示意图；
28.图8为图4中c结构的结构放大示意图；
29.图9为本发明实施例公开的内管上的第一进气孔处的横截面结构示意图。
30.图中：100－冷热气体分离管；101－特斯拉阀；102－管体；10201－内管；10202－第一进气孔；10203－第一外螺纹；10204－连接管；10205－外管；10206－第二进气孔；10207－连接头；10208－热端导流帽；10209－第一内螺纹；10210－开槽部；10211－第二内螺纹；10212－冷端导流帽；10213－出气孔；10214－第二外螺纹；103－分流机构；10301－第一连接管；10302－第一铰接耳；10303－第二连接管；10304－第二铰接耳；10305－传动轴；10306－从动锥齿轮；10307－主动锥齿轮；10308－步进马达；10309－螺纹软管套；10310－外壳体；10311－连接口；10312－导流板；10313－第三铰接耳；10314－连杆；10315－第四铰接耳；10316－竖杆；10317－横杆；10318－电磁推杆。
具体实施方式
31.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。
32.实施例：
33.参照附图1-9所示，冷热气体分离管100，冷热气体分离管100包括特斯拉阀101、管体102和分流机构103，管体102包括内管10201，内管10201的环形壁表面开设有第一进气孔10202，且第一进气孔10202的数量至少为六个，内管10201远离第一进气孔10202的一端设有热端导流帽10208，内管10201远离热端导流帽10208的一端设有冷端导流帽10212，内管10201表面还套设有连接管10204，且连接管10204的数量为两个，两个连接管10204分别设置于第一进气孔10202两侧，两个连接管10204的表面套设有外管10205，外管10205的环形壁表面开设有第二进气孔10206；
34.分流机构103包括第一连接管10301、第二连接管10303和外壳体10310，第一连接管10301的一端套设于冷端导流帽10212的表面，第一连接管10301远离冷端导流帽10212的一端与第二连接管10303铰接，第二连接管10303远离第一连接管10301的一端与外壳体10310连通，外壳体10310呈中空状，且外壳体10310远离第二连接管10303的一侧为开口状，外壳体10310的内部远离第二连接管10303的一侧设有导流板10312。
35.本发明实施例还通过以下技术方案进行实现。
36.在本实施例中，六个第一进气孔10202沿着所述内管(10201)的环形壁面呈环形阵列设置，且六个第一进气孔10202的延长线与所在内管10201处的圆心不相交。
37.具体的，如图9所示，六个第一进气孔10202中的任意一个均与圆心处设有一定角度的夹角，进而当气流通过六个第一进气孔10202进入内管10201时，通过六个第一进气孔10202的倾斜设计，使气流沿内管10201的切线方向进入内管10201，进而使内管10201进入的气流呈螺旋状。
38.在本实施例中，外管10205的两端内壁通过两个连接管10204套设在内管10201的表面与内管10201的外壁形成一个气体腔室，并与六个第一进气孔10202连通，外管10205上的第二进气孔10206处设有连接头10207，特斯拉阀101的一端通过连接头10207与外管10205的内部连通。
39.具体的，如图6-7所示，这里采用的特斯拉阀101为变径特斯拉阀，特斯拉阀101远离外管10205的一端通过管道与风机连通，风机将气流通过变径特斯拉阀的增压，增压后的气流进入外管10205的内壁与内管10201的外壁形成的气体腔室中，进而增压后的气流通过六个第一进气孔10202沿内管10201的切线方向进入内管10201，进而使进入内管10201内的气流分子沿内管10201壁做高速螺旋运动，高速运动的气流分子之间反生碰撞产生温度，从而形成热空气，而运动速度较慢的气流分子则在做高速螺旋运动的气流分子的作用下被排斥至内管10201的中心处，从而形成冷空气。
40.在本实施例中，内管10201靠近热端导流帽10208的一端环形壁表面开设有第一外螺纹10203，热端导流帽10208的内壁开设有与第一外螺纹10203相适配的第一内螺纹10209，热端导流帽10208的端面表面开设有开槽部10210，且开槽部10210的形状呈环形。
41.具体的，如图4-5所示，热端导流帽10208通过第一外螺纹10203和第一内螺纹10209安装在内管10201上，通过热端导流帽10208的端面阻挡位于内管10201中心处的冷空
气从热端流出，而热端导流帽10208的端面开设有环形的开槽部10210，进而使沿内管10201壁做螺旋运动的高速气流分子从开槽部10210处流出，进而通过热端导流帽10208实现允许热空气流出，阻挡冷空气流出的效果。
42.在本实施例中，内管10201远离热端导流帽10208的一端内壁开设有第二内螺纹10211，冷端导流帽10212的表面开设有与第二内螺纹10211相适配的第二外螺纹10214，冷端导流帽10212的端面中心处开设有出气孔10213，且出气孔10213与内管10201内部连通。
43.具体的，如图4所示，冷端导流帽10212通过第二外螺纹10214和第二内螺纹10211与内管10201连通，而冷端导流帽10212的端面中心处开设有出气孔10213，位于内管10201中心处的低速气流分子通过热端导流帽10208阻挡，进而从冷端导流帽10212中的出气孔10213流出，因此不难理解的是，通过热端导流帽10208允许高速气流分子流出，阻挡低速气流分子流出，通过冷端导流帽10212对阻挡高速气流分子流出，允许低速气流分子流出，从而实现内管10201的一端流出高速运动的气流分子，另一端流出低速运动的气流分子，进而实现对冷热空气的分离，实现内管10201一端流出热空气，另一端流出冷空气。
44.在本实施例中，如图3-7所示，第一连接管10301靠近冷端导流帽10212的一端套设于冷端导流帽10212的端部表面，第一连接管10301远离冷端导流帽10212的一端端面设有第一铰接耳10302，且第一铰接耳10302的数量为两个，两个第一铰接耳10302分别设置于第一连接管10301的上端面和下端面，第二连接管10303靠近第一连接管10301的一端端面设有第二铰接耳10304，且第二铰接耳10304的数量为两个，两个第二铰接耳10304分别设置于第二连接管10303的上端面和下端面，且两个第二铰接耳10304和两个第一铰接耳10302相互适配，两个第二铰接耳10304和两个第一铰接耳10302之间贯穿设有传动轴10305，传动轴10305与两个第一铰接耳10302通过轴承连接，传动轴10305与两个第二铰接耳10304固定连接。
45.在本实施例中，第一连接管10301靠近第二连接管10303的一端环形壁表面设有步进马达10308，步进马达10308的输出端上设有主动锥齿轮10307，传动轴10305的顶端穿过位于上端面的第一铰接耳10302的顶面，并设有从动锥齿轮10306，且从动锥齿轮10306和主动锥齿轮10307相互啮合。
46.具体的，如图3-7所示，第一连接管10301端面的第一铰接耳10302和第二连接管10303端面的第二铰接耳10304之间通过传动轴10305连接，而传动轴10305与两个第一铰接耳10302通过轴承连接，与两个第二铰接耳10304固定连接，因此不难理解的是，转动传动轴10305可带动第二铰接耳10304转动，进而带动第二连接转动，传动轴10305的顶端穿位于上端面的第一铰接耳10302的顶面，并设有从动锥齿轮10306，而第一连接管10301环形壁表面上设有步进马达10308输出端设有的主动锥齿轮10307与从动锥齿轮10306相互啮合，进而通过控制步进马达10308工作带动主动锥齿轮10307转动，使从动锥齿轮10306跟随转动，进而使传动轴10305转动，从传动轴10305转动的同时实现第二连接管10303在水平方向上的角度调整，进而实现对内管10201冷端流出的冷空气实现导流。
47.在本实施例中，第一连接管10301和第二连接管10303的连接处设有螺纹软管套10309，且螺纹软管套10309的两端分别套设于第一连接管10301的表面和第二连接管10303的表面。
48.具体的，如图1-5所示，螺纹软管套10309的两端分别设置在第一连接管10301上和
第二连接管10303上，通过螺纹软管套10309的伸缩特性，实现对第一连接管10301与第二连接管10303连接处密封的同时，也不影响第二连接管10303的运动。
49.在本实施例中，如图4-8所示，外壳体10310靠近第二连接管10303的一侧表面开设有连接口10311，第二连接管10303远离第一连接管10301的一端设置于连接口10311处，导流板10312水平设置于外壳体10310的内部，且导流板10312的两端与外壳体10310的内壁两侧转动连接，导流板10312的顶面靠近两端处均设有第三铰接耳10313，两处的第三铰接耳10313均分别铰接有连杆10314。
50.在本实施例中，外壳体10310的内壁靠近第二连接管10303的一侧表面竖直安装有电磁推杆10318，且电磁推杆10318的数量为两个，两个电磁推杆10318的推动端均设有横杆10317，两个横杆10317远离电磁推杆10318的一端均竖直连接有竖杆10316，两个竖杆10316靠近导流板10312的一侧表面设有若干第四铰接耳10315，且两个竖杆10316上的第四铰接耳10315的数量与导流板10312顶面靠近两端处的第三铰接耳10313的数量相同，两处的第四铰接耳10315均分别与连杆10314远离第三铰接耳10313的一端处铰接。
51.具体的，如图4-8所示，导流板10312的两端与外壳体10310的内壁两侧转动连接的连接方式，实现导流板10312在竖直方向上的转动，而导流板10312顶面靠近两端处的第三铰接耳10313均通过连杆10314与竖杆10316上的第四铰接耳10315铰接，因此，不难理解的是，当竖杆10316放生一定角度的上下运动时，通过第三铰接耳10313、连杆10314和第四铰接耳10315可实现带动导流板10312在竖直方向上反生一定角度的翻转，而竖杆10316的顶端设有横杆10317，横杆10317与对应的电磁推杆10318的推动端固定连接，电磁推杆10318通过螺钉竖直固定安装在外壳体10310的内壁上，因此，通过控制电磁推杆10318工作，实现对流入外壳体10310内部的冷空气在竖直方向上的导流，因此结合第二连接管10303对冷空气在水平方向上导流，从而实现对冷空气的导流角度的任意调整，需要说明的是，分流机构103中的第一连接管10301也可套装在热端导流帽10208的表面，实现对热空气的导流，其工作原理与安装在冷端导流帽10212处的原理一样，故在此不再赘述。
52.需要说明的是，特斯拉阀101、步进马达10308和电磁推杆10318具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
53.特斯拉阀101的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
54.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。