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转轮蓄热体加工装置、转轮蓄热体及相应的空气调节系统有效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及一种转轮蓄热体加工装置,同时也涉及利用该转轮蓄热体加工装置生产的转轮蓄热体,还涉及采用该转轮蓄热体的空气调节系统,属于空气调节技术领域。

相关背景技术

[0002] 转轮蓄热体是一种高效节能的热交换部件,广泛应用于空气调节系统中。它能够根据空气状况和转轮的具体情况,不仅回收热量,还能回收湿度。例如,在专利号为ZL 202121326631.4的中国实用新型中,公开了一种具有自循环热回收功能的低露点转轮除湿设备。该设备由第一过滤器和第二过滤器组成,除湿转轮采用蜂窝状设计,不仅吸湿能力强,而且接触面积大,传热效率也高。在新风和排风之间,存在明显的湿度差和温度差。通过除湿转轮,高温高湿的空气与低温低湿的空气进行全热交换,使得排风中的热量被完全保留在除湿转轮中,同时排出脏空气。室外空气从除湿转轮的下半部分进入,吸收转轮中储存的能量,实现空气的加热和除湿。
[0003] 转轮蓄热体本质是热交换器,其核心在于创建独立的密封空间。铝箔表面的平整度直接影响密封空间的形成。如果铝箔表面不平整,将无法形成有效的密封,进而影响热交换效率。因此,确保铝箔卷绕的平整性是转轮蓄热体生产过程中至关重要的质量控制环节。在生产转轮蓄热体的过程中,需要将平面铝箔和瓦楞铝箔按照特定的要求绕制在一起。首先,瓦楞铝箔的高度H2必须大于平面铝箔的高度H1,例如分别为200mm和198mm。其次,在绕制过程中,瓦楞铝箔需要紧贴绕制平台以保持其平整性。同时,平面铝箔在绕制时不能超过瓦楞铝箔的高度,确保两者在绕制平台上整齐对齐。然而,在绕制过程中,由于铝箔卷的长度可达几十上百米,厚度却不到0.1毫米,受到重力和材料特性的影响,铝箔容易变形,这会影响绕制的精度。为了保证蓄热体的均匀性和平整性,工人需要持续观察铝箔的绕制情况,并在发现问题时使用橡胶锤和木板进行敲击调整。
[0004] 但是,这种手工敲击的方法存在明显的问题。一方面,一个典型的蓄热体的绕制过程可能需要4小时左右,长时间的敲击工作会使工人感到疲劳,从而降低绕制效果。另一方面,手工操作的一致性和可靠性也难以保证。因此,目前急需开发一种自动加工装置,以实现更加均匀和平整的绕制效果,同时减轻工人的劳动强度,提高生产效率和产品质量。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。第一实施例
[0025] 如图1所示,本发明第一实施例公开了一种转轮蓄热体加工装置,包括敲击单元1、运动单元2、连接板3以及径向支撑件4。其中,连接板3将敲击单元1和运动单元2连接为一体,并且固定在绕制平台的一个侧边。连接板3以常规方式悬挂在径向支撑件4上,并且能沿径向支撑件4在绕制平台的径向滑动。在本发明的一个优选实施例中,绕制平台是一个直径大于4米的钢制平台,能够绕转轴在水平面旋转(见图1中箭头所示意方向),将较柔软并且很长的绕制物(在此以铝箔为例进行说明)在绕制平台上,以转轴为中心,缠绕成卷。
[0026] 径向支撑件4的一端固定在转轴上,另一端以常规方式固定在绕制平台外侧,即径向支撑件4保持在绕制平台的径向延伸。这样,径向支撑件4和转轴固定在一起,绕制平台能够相对径向支撑件4绕转轴转动。由于敲击单元1和运动单元2固定在径向支撑件4上,绕制平台也就与敲击单元1、运动单元2之间形成相对转动。同时,因为连接板3能够沿径向支撑件4滑动,因此连接板3带动敲击单元1和运动单元2沿着绕制平台的径向移动。需要说明的是,径向支撑件4也可以是滑轨、链条等结构,只需要同时满足:1)在径向设置;2)能够通过连接板3提供支撑力;3)允许连接板3相对移动;4)连接板3移动受到的阻力足够小,明显小于连接板3受到的来自小辊27的推力即可。
[0027] 如图2所示,敲击单元1包括支撑架11、电机12、分速轮13、连接固定架14、连接杆15、弹簧钢板16。其中,支撑架11以平行于绕制平台旋转方向的方式设置于绕制平台的上方。电机12与分速轮13连接,对应设置在支撑架11的顶部的两侧。分速轮13可根据铝箔的绕制旋转速度,调整弹簧钢板16的敲击速度,以保证铝箔的平面和侧面都能保持平整状态。连接固定架14设置在分速轮13的下方,固定安装在支撑架11的底部。中间开设有上下贯通的通孔,用于连接杆15穿过。连接杆15以平行于绕制平台旋转方向的方式穿过连接固定架14。
连接杆15的顶端与分速轮13连接,连接杆15的底端与弹簧钢板16连接。在此基础上,连接杆
15被设计为可相对于支撑架11和连接固定架14上下移动。
[0028] 弹簧钢板16在电机的控制下在垂直方向往复运动,以控制敲击力度,实现软敲击。其中,弹簧钢板16包括顶板161、侧板162、底板163。顶板161为平面板,中间位置与连接杆15的底端连接。侧板162垂直连接于顶板161和底板163的一端。底板163呈弧形状,与顶板161上下平行设置,并且延伸方向均为与绕制平台相切的方向,形成“匚”形、“C”或椭圆环形等空心结构。需要说明的是,上述弹簧钢板也可以用其他具有适当弹性和硬度的结构件替代。
[0029] 由于底板163为弧形薄片,并且底板163与顶板161之间为空心结构,因此这样的弹簧钢板16具有优良的弹性性能,能够向铝箔施加足够的压力,同时也不会出现压力过大而将铝箔压变形的情况。换言之,底板163虽然是钢制,硬度超过铝箔,但能根据铝箔绕制时的侧面凹凸变化,提供适度的弹性敲击,确保绕制的铝箔侧面在平整化过程中不受损伤。
[0030] 如图3所示,运动单元2包括固定架21、小辊连接杆22、导柱连接板23、小辊导柱24、导柱弹簧25、导向轴26、小辊27、支架28。
[0031] 固定架21以平行于绕制平台的旋转平面的方式固定连接于绕制平台的一侧。固定架21包括第一固定板211和第二固定板212。两个第二固定板212垂直设置在第一固定板211的两端,形成U字形结构,开口朝向绕制平台,以将小辊27固定在绕制平台与第一固定板211之间。需要说明的是,该固定架21也可以省略。
[0032] 小辊连接杆22被安置在两个第二固定板212之间,并且其两端分别与这两个第二固定板212相连。同时,小辊连接杆22的位置是在第一固定板211和小辊27之间。导柱连接板23则与固定架21的开口相对的一端平行设置,并通过小辊导柱24与第一固定板211相连。
[0033] 两个小辊导柱24平行设置,一端与导柱连接板23可相对滑动地连接,另一端与第一固定板211固定连接。第一固定板211能够和小辊导柱24一起相对导柱连接板23移动,以缩短导柱连接板23和小辊27之间的距离,或者增加两者之间的距离。
[0034] 导柱弹簧25套设在两个小辊导柱24上,并且位于第一固定板211和导柱连接板23之间。当第一固定板211和小辊导柱24沿着绕制平台的径向朝向导柱连接板23移动时,会压缩导柱弹簧25。在导柱弹簧25的弹力下,第一固定板211和小辊导柱24被沿着绕制平台的径向推向绕制平台,从而将小辊27抵触在绕制平台的外周面。
[0035] 更优选的是,在导柱弹簧25上连接压力传感器(未图示),用于初始调整小辊27的位置时使用。
[0036] 导向轴26为扁平的轴,其底面设置在导柱连接板23的上表面,通过螺栓与连接支架28连接。夹设在第三固定架23和固定支架28之间的导向轴26,可让导柱连接板23相对连接支架28转动,从而通过小辊导柱24调整小辊27和底板163之间的夹角,以保证敲打位置准确以及防卡死的效果。前述夹角是指两个小辊27与铝箔接触点所在的平面,与通过底板163中心线的垂直平面之间的夹角。
[0037] 小辊27能沿铝箔的外周面转动。小辊27与小辊连接杆22垂直设置,两组哑铃形状(上下结构)的小辊27,其中部与小辊连接杆22固定连接。因此,小辊27被设计为可相对于固定架21和小辊连接杆22进行旋转,从而使小辊27的光滑面可对绕制中的铝箔进行表面挤压。
[0038] 连接支架28为L型,用于将敲击单元1和运动单元2悬挂在绕制平台上方。连接支架28的水平端沿导柱连接板23的长度方向连接在导向轴26的上表面,连接支架28的垂直端通过连接板3与敲击单元的支撑架11固定连接,从而使敲击单元1和运动单元2连接成一体。
[0039] 需要说明的是,连接成一体的敲击单元1和运动单元2在径向的位置被设计为:底板163的中心线、两个小辊27与铝箔的接触线均位于铝箔的外周面。因此,根据铝箔绕制的厚度变化,运动单元2在绕制平台的径向移动,以满足弹簧钢板16的底板163的中心线始终位于绕制中的铝箔外周面的正上方,以进行上下方向的敲击。并且,小辊27始终与绕制中的铝箔的外周面抵接,从而实现对绕制中的铝箔进行径向挤压。
[0040] 另外,相对绕制的铝箔方向而言,敲击单元1位于运动单元2的前端,即,绕制的铝箔是先被上下敲击后,再被小辊在径向挤压。这样的结构设计使瓦楞铝箔和平面铝箔在还未被挤压贴合(相互间摩擦力相对较小)的情况下,先进行上下敲击,能更容易地将两层铝箔的敲击平整(使铝箔的上边缘均位于同一水平面上)。同时,运动单元2中的小辊导柱24上的弹簧,能够让小辊27在对瓦楞铝箔和平面铝箔进行缠绕时,始终处于贴合铝箔表面的状态,从而使绕制的每一层铝箔之间能紧密贴合,使绕制完成的蓄热体表面平整。
[0041] 具体的,在进行铝箔绕制前,先人工或自动绕一圈铝箔,然后将转轮蓄热体加工装置调至合适的工作位置。在该工作位置,弹簧钢板16的底板163的中心线位于已绕制的一圈铝箔的外周面的正上方。并且,小辊27与已绕制的一圈铝箔的外周面抵接。根据绕制物的材料特性,将导柱连接板23和小辊27之间的距离(也就是导柱弹簧的伸缩长度)调整到预设值。该预设值使得小辊27对铝箔的外周面施加的朝向转轴的压力满足:能够推动绕制物向转轴方向微小移动,又不会使相对柔软的绕制物因压力而发生变形。
[0042] 更优选的是,在导柱弹簧25连接压力传感器的情况下,将导柱连接板23和小辊27之间的距离调整到使压力传感器显示为预设压力值。该预设压力值需要满足:允许小辊推动绕制物向转轴方向微小移动,又不会使相对柔软的绕制物因来自小辊的压力而发生变形。
[0043] 在本发明的一个实施例中,启动该转轮蓄热体加工装置,开始绕制铝箔的操作。位于绕制铝箔上方的弹簧钢板16,在电机的作用下,进行上下敲击,使未被挤压的两层铝箔之间在水平面上变得平整(使已绕成圈的各层铝箔的上侧边位于同一个平面;下侧边与绕制平台的水平表面对齐)。因为两层铝箔此时还未被挤压,所以相互之间有间隙,摩擦阻力小,弹簧钢板16的底板163施加的上下方向的作用力,足够使外圈的铝箔向下微调,以与其他层铝箔之间保持平整。也正因为摩擦阻力小,并且底板163为具有空心结构的弹性件,对铝箔上侧边施加的作用力不大,从而确保铝箔不变形。
[0044] 而且,因为底板163本身的弹性,使得底板163能够自适应摩擦阻力不同的情况。这是因为在绕制过程中,外层铝箔被绕制到绕制平台时,与相邻内层之间的距离S并不完全相同,有时距离S会略大。这就导致在距离相对大时,两层铝箔之间的摩擦阻力变小;距离S相对小时,两层铝箔之间的摩擦阻力变大。
[0045] 同时,位于绕制铝箔侧面的小辊27,在导柱弹簧25的作用下,与绕制铝箔最外层的外周表面保持抵接。导柱弹簧25是硬弹簧,能够对第一固定板211产生足够的作用力。当外层铝箔被绕制到绕制平台时,可能与相邻内层之间的距离S相对较大,在此情况下,小辊27与转轴之间的距离L(见图1)变大,外层铝箔会对小辊27施加远离转轴的作用力X。如果此作用力X小于导柱弹簧25发生压缩变形所需要的力Y(即X<Y),则,小辊27会向外层铝箔施加朝向转轴的反作用力,将外层铝箔推向转轴方向,以与相邻的内层铝箔贴近,从而保证相邻层的铝箔不会松散;如果此作用力X大于导柱弹簧25发生压缩变形所需要的力Y(即X>Y),这种为异常情况,则导柱弹簧25被压缩,同时敲击单元1和运动单元2在连接板3的带动下一同向远离转轴的方向移动。导向轴26也会发生转动。需要说明的是,X>Y为异常情况,随着弹簧不断被压缩,Y不断增加,直到X<Y,恢复为正常情况,整个调整过程一直持续工作。因此,即使出现上述异常情况,该转轮蓄热体加工装置也不会发生卡死,还能继续绕制工作。
[0046] 当外层铝箔与相邻内层之间的距离S恢复到正常范围时,小辊27的受到的远离转轴的作用力变小,导柱弹簧25产生的恢复力能够将小辊27推向外层铝箔,以提高对外层铝箔的压力,由此实现自适应调整径向压力。此时,连接板3在径向支撑件4上的位置并不改变,即转轮蓄热体加工装置在径向支撑件4是单向移动(只能从靠近转轴位置,随着铝箔卷绕的层数越多而逐渐在径向远离转轴),而不能反向移动。
[0047] 更进一步,由于导柱弹簧25的恢复力与变形大小成正比,所以总能将小辊27推到正确的位置(预设位置),有利于实现径向的自适应调整及复位。
[0048] 最后,转轮蓄热体加工完毕,在停止电机12的工作之后,通过人工或自动操作,推动连接板3沿径向支撑件4移动,将该转轮蓄热体加工装置复位到靠近转轴的位置,以方便下一次加工。第二实施例
[0049] 本发明第二实施例提供一种利用第一实施例中的转轮蓄热体加工装置生产的转轮蓄热体100(参见图4)。其中,该转轮蓄热体的错层高度差小于或等于0.5mm/m²。第三实施例
[0050] 如图4所示,本发明第三实施例提供一种空气调节系统。该空气调节系统主要包括以下几个关键组件:转轮蓄热体100:这是空气调节系统的核心部件,由本发明第一实施例中的转轮蓄热体加工装置生产。它具有高度均匀的错层结构,这一特性显著提升了热交换效率。转轮蓄热体在空气调节系统中承担着余热回收和蓄热的重要任务。
[0051] 壳体200:壳体构成了空气调节系统的基础结构,其内部设计有交叉风道。这些风道负责引导空气流动,分别用于室内空气的引入和排出,以及室外空气的引入和排出。壳体的设计采用了现有技术,在此不再赘述。
[0052] 支架300:支架的作用是支撑转轮蓄热体,确保其能够稳定地安装在壳体内部。
[0053] 电机400:电机负责驱动转轮蓄热体旋转,根据实际需求控制转轮蓄热体的工作状态或停止状态,从而实现对空气流的热交换和调节。
[0054] 在上述空气调节系统中,转轮蓄热体100被设计为可旋转地固定在壳体200内部,位于交叉风道的中心位置。这一布局优化了空气流动路径,提高了换热效率。通过电机400的精确控制,转轮蓄热体100能够根据实际工况进行高效的能量回收和热交换,满足空气调节的需求。
[0055] 另一方面,转轮蓄热体100的结构设计经过精心优化,以确保其在运行过程中的稳定性和耐用性。例如,通过确保蓄热体内部贴合紧实且卷绕平整,减少了材料的应力集中和潜在的故障点。导柱弹簧与小辊的组合,可以根据铝箔卷绕直径的增大自动调整压力,保证蓄热体的均匀性和稳定性。通过这些技术的整合,该空气调节系统实现了热交换效率的最大化,同时保证了运行的持久性和可靠性。
[0056] 与现有技术相比较,本发明实施例提供的转轮蓄热体加工装置、转轮蓄热体及相应的空气调节系统,具有如下的技术特点:1. 在生产过程中,通过垂直方向使用弹簧钢板敲击和径向使用小辊挤压,确保蓄热体内部贴合紧实且卷绕平整。这种处理方式有利于转轮蓄热体在实际工况下平稳运行,避免发生偏向或安装错误。
[0057] 2. 随着铝箔卷绕直径的增大,本发明采用导柱弹簧与小辊实现径向的自适应调整,确保各层铝箔之间的紧密程度保持一致。这种自动化的调整不仅提高了加工效率,而且保证了绕制的均匀性。
[0058] 3. 针对铝箔这种尺寸大且柔软易变形的材料,本发明利用弹簧钢板的空心结构,赋予底板良好的弹性。这样,即使铝箔在垂直方向上高低略有不同,也能自适应地将各层铝箔敲击到与绕制平台平行的同一平面,从而显著提高绕制的平整度。
[0059] 4. 弹簧钢板的底板虽然是硬度较大的钢片,但空心结构的设计避免了对铝箔施加过大的作用力,防止铝箔变形。同时,底板又有足够的力量推动大尺寸铝箔向下微移,进一步提升平整度。这种设计特别适用于瓦楞铝箔,因为它们比平面铝箔更容易变形。
[0060] 5. 采用该转轮蓄热体的空气调节系统不仅显著提升了热交换效率,确保了能量传递的最大化,而且还通过其耐用性和可靠性降低了故障率,从而确保了整个空气调节系统的长期稳定运行和高效率运作。
[0061] 上面对本发明提供的转轮蓄热体加工装置、转轮蓄热体及相应的空气调节系统进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言,在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动,都将构成对本发明专利权的侵犯,将承担相应的法律责任。

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