專利名稱：閥的制作方法
相關(guān)申請本發(fā)明要求享有2003年9月提交的臨時(shí)申請60/501366的優(yōu)先權(quán)和利益，其公開內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種可控的換向閥，該閥可用來有選擇地控制加熱流體的流量，并且可用來作為致冷劑吸收循環(huán)裝置的驅(qū)動(dòng)熱源的入口。
用來提供在建筑物中作環(huán)境溫度控制的冷卻的水源或加熱的水源的致冷劑吸收循環(huán)裝置已經(jīng)使用了幾十年。眾所周知，在致冷劑吸收循環(huán)裝置中的吸收器和蒸發(fā)器分別可選擇地接受濃縮的吸收流體(例如溴化鋰溶液)和單獨(dú)的致冷劑(通常為水)。該吸收流體有選擇地落在吸收器中的單獨(dú)的管組中，并且吸收從蒸發(fā)器產(chǎn)生的致冷劑蒸汽。然后，一種含有該吸收流體和致冷劑的稀釋溶液就返回到一個(gè)用來產(chǎn)生加熱的濃縮吸收流體的發(fā)生器內(nèi)。在該發(fā)生器中，驅(qū)動(dòng)熱源把致冷劑蒸汽從該混合流體中排出。吸收流體和移出的致冷劑蒸汽分別單獨(dú)地從發(fā)生器返回到吸收器和蒸發(fā)器中。上面所述情況只是對于復(fù)雜裝置的一個(gè)簡單說明。
由于各種原因，對于致冷劑吸收循環(huán)裝置的冷卻容量的需求隨著時(shí)間改變。由于在容量方面的變化，該裝置所需要量的驅(qū)動(dòng)熱源的數(shù)量也需要改變。至今，在熱量已經(jīng)存在于循環(huán)裝置內(nèi)的情況下，現(xiàn)有技術(shù)可以通過各種控制方法來排出熱量。
本發(fā)明簡介在本發(fā)明的一個(gè)公開的實(shí)施例中，一個(gè)T形接頭可選擇地在第一支管上與一個(gè)熱源相連接，并且在第二支管上與一個(gè)致冷劑吸收循環(huán)裝置的驅(qū)動(dòng)熱源的進(jìn)口相連接。該T形接頭的第三個(gè)支管則將加熱流體從該熱源導(dǎo)入一個(gè)散熱器。該散熱器可以是大氣，或者是一個(gè)熱力/熱回收裝置。
用來作流量控制的換向閥設(shè)置在T形接頭內(nèi)，該閥具有兩個(gè)閥體。第一閥體在該驅(qū)動(dòng)熱源直接與發(fā)生器相連通時(shí)，有選擇地控制來自該熱源的加熱流體的流量。第二閥體有選擇地調(diào)節(jié)通過第三支管到散熱器的加熱流體的流量。一個(gè)位置控制器驅(qū)動(dòng)該兩個(gè)閥彼此之間作反向運(yùn)動(dòng)。也就是說，當(dāng)?shù)谝婚y運(yùn)動(dòng)到打開位置時(shí)，第二閥就運(yùn)動(dòng)到關(guān)閉位置，當(dāng)?shù)谝婚y運(yùn)動(dòng)到關(guān)閉位置時(shí)，第二閥就運(yùn)動(dòng)到打開位置。這樣，加熱的流體通過該T形接頭的流量控制是精確的，并且是由兩個(gè)閥體控制的。此外，當(dāng)?shù)谝婚y完全打開，需要100％的流量時(shí)，兩個(gè)閥體可使驅(qū)動(dòng)熱源向大氣的泄漏減至最小。此外，把流量控制器放在這個(gè)位置有很多好處。由于多余熱量不會(huì)被導(dǎo)入致冷劑吸收循環(huán)裝置，因而不需要用另外的設(shè)備和控制器來排出在該循環(huán)裝置內(nèi)的多余熱量。
最好是，由一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的電機(jī)來驅(qū)動(dòng)一個(gè)用來驅(qū)動(dòng)第一閥體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。最好由一個(gè)機(jī)械連桿裝置將第一閥體與第二閥體這樣連接，使得第二閥體與第一閥體的運(yùn)動(dòng)方向相反。計(jì)算機(jī)控制裝置可以接受來自一個(gè)吸收循環(huán)裝置的控制器的信號，或者該控制裝置本身就是該控制器的一部分。總之，第一閥體的位置由該控制器確定，并且可以通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)來精確地實(shí)現(xiàn)。使用機(jī)械連桿裝置可以確保第二閥體的運(yùn)動(dòng)方向總是與第二閥體的運(yùn)動(dòng)方向相反。該連桿裝置消除了對于單獨(dú)的同步致動(dòng)器的任何需要。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該機(jī)械連桿裝置包括一根桿，該桿與第一和第二閥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相固定并一起旋轉(zhuǎn)。這些桿這樣樞軸地連接至一個(gè)連桿裝置，使得當(dāng)?shù)谝婚y體及其第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與其相連接的桿也跟著運(yùn)動(dòng)。隨后該桿又拉動(dòng)該連桿裝置，該連桿裝置隨后又這樣拉動(dòng)與第二閥體相連接的桿，使得第二閥體也被驅(qū)動(dòng)。雖然在本申請中公開了一種特定的連桿裝置，但是，用來使兩個(gè)閥體同步的其他方法，例如皮帶傳動(dòng)，同步電機(jī)，鏈條傳動(dòng)等，也可以使用。
在本發(fā)明的其他特征中，用來驅(qū)動(dòng)閥體的軸安裝在該閥的對置兩端的軸承中。最好是，將這些軸承安裝在T形接頭的殼體的外部。此外，這些軸安裝在軸承內(nèi)的面積最好具有一個(gè)非圓柱形的截面。作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，軸具有一個(gè)以其幾個(gè)較小的間隔表面與軸承的內(nèi)圓柱表面相接觸的通常為三角形的截面。這樣，可以減少從軸至軸承的熱傳遞，從而可以使用較低成本的軸承，并且省去了潤滑劑。
在另外的一個(gè)特征中，一個(gè)靠近第一閥體的冷卻鼓風(fēng)機(jī)將冷卻空氣輸送到T形接頭內(nèi)，該冷卻空氣用來當(dāng)?shù)谝婚y體關(guān)閉時(shí)，密封(即阻止熱流體流到發(fā)生器中)并且冷卻第一閥體。一個(gè)止回閥設(shè)置在冷卻空氣管道內(nèi)，以便阻止驅(qū)動(dòng)熱源通過空氣密封鼓風(fēng)機(jī)泄漏，這將會(huì)浪費(fèi)寶貴的熱量。
本發(fā)明的上述這些特征和其他特征通過下面的詳細(xì)說明，連同參考附圖將一清二楚，以下是簡要的說明。
附圖簡介

圖1示意地示出了一種致冷劑吸收循環(huán)裝置的一部分。
圖2示出了一種安裝了本發(fā)明換向閥的T形接頭。
圖3是該T形接頭內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)視圖。
圖4是該T形接頭的另一個(gè)視圖。
圖5是該T形接頭的外形圖。
圖6示出了用來驅(qū)動(dòng)閥的一個(gè)軸的橫截面圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳述圖1示出了一個(gè)發(fā)生器容器22，該容器是致冷劑吸收循環(huán)裝置20的一部分。將混合的吸收流體和致冷劑放入發(fā)生器容器22內(nèi)的24處。將驅(qū)動(dòng)熱源30導(dǎo)入容器22內(nèi)并穿過流體24。該驅(qū)動(dòng)熱源30使致冷劑(水)汽化，從而產(chǎn)生通過管25離開的水蒸氣。該水蒸氣通過管25進(jìn)入一個(gè)冷卻塔，并在此處使其溫度降低。隨后，該較低溫度的水被導(dǎo)入該致冷劑吸收循環(huán)裝置內(nèi)的一個(gè)蒸發(fā)器內(nèi)，并且將蒸發(fā)器管道冷卻，從而提供可在溫度控制器內(nèi)使用的冷卻水。
遺留在容器22內(nèi)的吸收流體是一種高濃度的吸收流體，例如高濃度的溴化鋰(LiBr)和低濃度的致冷劑。該高濃度的流體對吸收容器中的致冷劑蒸汽有很高的親和力。該高濃度吸收流體也被導(dǎo)入蒸發(fā)器中，并且通過可用來冷卻該吸收流體的冷卻管道。最初，一個(gè)隔板將蒸發(fā)器內(nèi)的致冷劑和吸收流體分開。但是，該高濃度吸收流體在吸收了致冷劑蒸汽后又變成了它的溶液。然后，這種致冷劑和吸收流體的合成溶液或者低濃度(稀)溶液通過管28返回到發(fā)生器容器22內(nèi)。驅(qū)動(dòng)熱源30通過一個(gè)回流管離開容器22。上述情況是在該裝置用來提供冷卻水時(shí)，對該裝置的一個(gè)說明，但是，該裝置也可以用來提供熱水。提供熱水的改型方案在技術(shù)上是眾所周知的。
由在已經(jīng)安裝了致冷劑吸收循環(huán)裝置的環(huán)境內(nèi)的其他部件向入口30提供驅(qū)動(dòng)熱源是眾所周知的。例如小型透平，加熱爐，燃料電池，能量發(fā)生器，往復(fù)式機(jī)械，其他類型的透平，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)裝置，各種機(jī)動(dòng)車輛，化學(xué)或生產(chǎn)工藝，或者任何其他可利用的熱源都可以用來作為驅(qū)動(dòng)熱源30提供加熱流體。
圖2示出了一種T形接頭31，該接頭有選擇地將位于支管34處的一個(gè)熱源33輸送到另一個(gè)支管38處的致冷劑吸收循環(huán)裝置的驅(qū)動(dòng)熱源入口30。隨后，正如大家知道的，加熱流體從熱源33導(dǎo)入支管34，并且通過支管38流動(dòng)，從而變成致冷劑吸收循環(huán)裝置的驅(qū)動(dòng)熱源30。
該熱源33可以是一種小型透平，或者任何已知的其他熱源，并且最好是在已經(jīng)安裝有致冷劑吸收循環(huán)裝置20的環(huán)境中的一種熱源。眾所周知，致冷劑吸收循環(huán)裝置20通常主要用來冷卻較冷的水(或用來加熱熱水)，這些水被送到建筑物內(nèi)的各個(gè)樓層，以便提供溫度控制。
第三支管36用來調(diào)節(jié)從熱源33通往散熱器111的加熱流體。圖中示意地示出了該散熱器111，它可以是一種熱回收裝置，或者只是一個(gè)通向大氣的排放口。閥體40控制或允許從支管34通過支管38流動(dòng)。閥體40受驅(qū)動(dòng)后圍繞軸42轉(zhuǎn)動(dòng)。第二閥體46受驅(qū)動(dòng)后圍繞軸44轉(zhuǎn)動(dòng)并有選擇地關(guān)閉支管36，以防止由于泄漏而造成加熱流體的損失。如圖所示，連桿裝置48有選擇地分別與和閥體40和44相連接的樞軸點(diǎn)50，52相連接。如同下面可以更好地理解到的那樣，當(dāng)閥體40轉(zhuǎn)動(dòng)到關(guān)閉位置時(shí)，該連桿裝置將確保閥體46轉(zhuǎn)動(dòng)到打開位置，而當(dāng)閥體40轉(zhuǎn)動(dòng)到打開位置時(shí)，該連桿裝置將確保閥體46轉(zhuǎn)動(dòng)到關(guān)閉位置。這樣，進(jìn)入支管38的加熱流體的數(shù)量就可以得到精確的控制，使得只有所需數(shù)量的流體才能進(jìn)入驅(qū)動(dòng)熱源的入口30。當(dāng)不需要用致冷劑吸收循環(huán)裝置來加熱或冷卻時(shí)，該換向閥可以阻止熱氣流入該裝置內(nèi)。這樣，用一種簡單的方法從該致冷劑吸收循環(huán)裝置20外部就可以實(shí)現(xiàn)對來自驅(qū)動(dòng)熱源的熱量的有選擇的控制。
雖然圖中示出了在閥之間的一種特定的機(jī)械連接，其他形式的閥控制器也以可在本發(fā)明范圍內(nèi)應(yīng)用。例如，電子控制閥，或者其他在本發(fā)明主要原理范圍內(nèi)的遙控的和非機(jī)械連接的閥裝置等都可以應(yīng)用。
如圖3中所示，電機(jī)58與一個(gè)用來驅(qū)動(dòng)軸42的控制器59相連接。電機(jī)58最好是一種精確控制的電動(dòng)機(jī)，這種電機(jī)能實(shí)現(xiàn)對軸42進(jìn)行無窮大數(shù)目的位置控制，因而能精確地控制進(jìn)入驅(qū)動(dòng)熱源入口30的加熱流體的相對數(shù)量。由于不允許加熱流體通過其驅(qū)動(dòng)熱源入口30進(jìn)入致冷劑吸收循環(huán)裝置20，因而在致冷劑吸收循環(huán)裝置20內(nèi)部就不需要用于排出多余熱量的控制器。相反，該熱量不會(huì)傳遞到該裝置內(nèi)，因而，與現(xiàn)有技術(shù)相比，簡化了熱量的排出。
還如圖3中所示，連桿裝置48與隨軸42和44轉(zhuǎn)動(dòng)的桿61相連接。軸42和44分別安裝在軸承56和54內(nèi)。值得注意的是，軸承54和56放置在與其相關(guān)的閥體46和40的各側(cè)，并且裝在T形接頭的殼體的外部。
還如圖3中所示，冷卻空氣鼓風(fēng)機(jī)60通過一個(gè)帶有止回閥62的管道，將冷卻空氣輸送到T形接頭31的本體內(nèi)。
如圖4所示，其中有冷卻空氣流動(dòng)的該管子的出口64將冷卻空氣輸送到一個(gè)與閥40鄰近的位置。通常，當(dāng)閥40關(guān)閉時(shí)，冷卻空氣被注入到閥體的兩個(gè)葉片之間。軸42內(nèi)的通孔41允許該冷卻空氣從閥40的上端到下端通過。
如在圖5中可以更清楚地看出那樣，連桿裝置48以樞軸點(diǎn)50和52為中心的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)了桿61運(yùn)動(dòng)，而該桿又將軸42的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給第二軸64?？梢岳斫猓?dāng)軸42轉(zhuǎn)動(dòng)而關(guān)閉其相關(guān)聯(lián)的閥40時(shí)，連桿裝置52，48，50，61就驅(qū)動(dòng)軸44使閥體46以相反方向運(yùn)動(dòng)。
圖6示出了本發(fā)明的另一個(gè)特征。軸44和軸42(圖中未示出)的外周表面具有切掉部分66和保留的圓柱形部分67。只有圓柱形部分67與軸承54(或56)的內(nèi)圓柱表面68相接觸。這樣，軸42和44中積蓄的熱量只在很小面積上輸送到內(nèi)圓柱表面68處，從而限制了軸承的溫度。最好該接觸面積的百分比是內(nèi)圓柱表面68總面積的10-65％雖然已經(jīng)公開本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但是，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通的技術(shù)工作者應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，只要在本發(fā)明范圍內(nèi)，可以出現(xiàn)某些變更方案。為此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真研究下面的權(quán)利要求書，以確定本發(fā)明的真正的范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用來對致冷劑吸收循環(huán)裝置中的驅(qū)動(dòng)熱源入口進(jìn)行控制的控制器，包括一個(gè)T形接頭，所述T形接頭具有一個(gè)與加熱流體源相連接的第一支管；一個(gè)與致冷劑吸收循環(huán)裝置的驅(qū)動(dòng)熱源的入口相連接的第二支管以及一個(gè)將所述加熱流體輸送到一個(gè)散熱器的第三支管；以及第一和第二閥體，其安裝在所述T形接頭內(nèi)部，所述第一閥體控制通過所述第二支管導(dǎo)入的加熱流體的數(shù)量，所述第二閥體控制通過所述第三支管輸送的加熱流體的數(shù)量；一個(gè)控制器，所述控制器用來這樣控制所述第一和第二閥體的運(yùn)動(dòng)，使得它們通常彼此沿相反方向運(yùn)動(dòng)。
2.權(quán)利要求1中所述的控制器，其中，一個(gè)計(jì)算機(jī)控制裝置控制一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，該電機(jī)用來驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)第一軸，以便控制所述第一閥體的位置。
3.權(quán)利要求2中所述的控制器，其中，所述第一軸驅(qū)動(dòng)所述第一閥體。
4.權(quán)利要求2中所述的控制器，其中，一個(gè)機(jī)械連接件將所述第一和第二閥體這樣相連接，使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)所述第一和第二閥體中的一個(gè)閥體時(shí)，所述第一和第二閥體中的另一個(gè)閥體的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⑴c所述第一和第二閥體中的上述一個(gè)閥體的運(yùn)動(dòng)方向相反。
5.權(quán)利要求1中所述的控制器，其中，受驅(qū)動(dòng)的所述第一和第二閥體中的每個(gè)閥體在與其相連接的軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，所述軸安裝在所述閥體的對置側(cè)的軸承上。
6.權(quán)利要求5中所述的控制器，其中，所述軸承設(shè)置在所述T形接頭的外部。
7.權(quán)利要求5中所述的控制器，其中，安裝在所述軸承內(nèi)的所述軸的外周表面是非圓柱形的，從而使所述軸與所述軸承的內(nèi)圓柱表面之間的接觸面積減少。
8.權(quán)利要求7中所述的控制器，其中，所述接觸面積是所述內(nèi)圓柱表面的10-65％。
9.權(quán)利要求1中所述的控制器，其中，一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)向所述T形接頭內(nèi)部輸送冷卻氣流，所述鼓風(fēng)機(jī)裝有一個(gè)止回閥，該止回閥位于所述管子進(jìn)入所述T形接頭的一個(gè)出口與所述鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)之間的管道上。
10.權(quán)利要求1中所述的控制器，其中，所述散熱器是大氣。
11.權(quán)利要求1中所述的控制器，其中，所述散熱器是一個(gè)熱回收裝置。
12.一種致冷劑吸收循環(huán)裝置和熱源的組合體，包括一個(gè)具有進(jìn)入發(fā)生器內(nèi)的驅(qū)動(dòng)熱源的致冷劑吸收循環(huán)裝置，所述驅(qū)動(dòng)熱源有一個(gè)入口；一個(gè)加熱流體源；一個(gè)T形接頭，所述T形接頭具有一個(gè)與所述加熱流體源相連接的第一支管；一個(gè)與所述驅(qū)動(dòng)熱源的入口相連接的第二支管以及一個(gè)將所述加熱流體輸送到一個(gè)散熱器的第三支管；以及安裝在所述T形接頭內(nèi)的一個(gè)閥體，所述閥體是可運(yùn)轉(zhuǎn)的，以便用來控制導(dǎo)入所述第二支管和導(dǎo)入所述驅(qū)動(dòng)熱源入口的所述加熱流體的數(shù)量，和一個(gè)控制器，該控制器用來對所述閥進(jìn)行控制，以便調(diào)節(jié)所述加熱流體通過所述第二支管輸送到所述驅(qū)動(dòng)熱源入口的數(shù)量。
13.權(quán)利要求12中所述的組合體，其中，所述閥包括安裝在T形接頭內(nèi)部的第一和第二閥體，用第一閥控制加熱流體通過所述第二支管導(dǎo)入所述驅(qū)動(dòng)熱源入口的數(shù)量，而用第二閥控制加熱流體通過所述第三支管輸送的數(shù)量。
14.權(quán)利要求13中所述的組合體，其中，所述第一和第二閥體通過所述控制器相連接，以便彼此以相反的方向運(yùn)動(dòng)。
15.權(quán)利要求14中所述的組合體，其中，所述第一和第二閥體是用機(jī)械方法相連接的。
16.權(quán)利要求12中所述的組合體，其中，所述散熱器是大氣。
17.權(quán)利要求12中所述的組合體，其中所述散熱器是一種熱回收系統(tǒng)。
18.一種控制致冷劑吸收循環(huán)裝置的方法，包括以下步驟(1)提供一個(gè)致冷劑吸收循環(huán)裝置，以及提供一個(gè)接受驅(qū)動(dòng)熱源的入口，所述入口與一個(gè)T形接頭相連接，所述T形接頭具有與加熱流體源相連接的第一支管，一個(gè)與所述致冷劑吸收循環(huán)裝置的所述入口相連接的第二支管，以及把所述加熱流體輸送到散熱器的第三支管，并且在T形接頭內(nèi)部提供一個(gè)閥裝置，該閥裝置控制通過所述第二支管導(dǎo)入所述致冷劑吸收循環(huán)裝置的所述入口的加熱流體的數(shù)量，以及所述閥裝置包括一個(gè)控制器，用來調(diào)節(jié)通過所述第二支管導(dǎo)入所述致冷劑吸收循環(huán)裝置的所述入口的加熱流體的數(shù)量；(2)開動(dòng)所述致冷劑吸收循環(huán)裝置，并向所述入口提供加熱流體，當(dāng)所述致冷劑吸收循環(huán)裝置需要較少的熱量時(shí)，啟動(dòng)所述閥裝置以減少向所述致冷劑吸收循環(huán)裝置導(dǎo)入所述加熱流體的流量。
19.權(quán)利要求18中所述的方法，其中，所述閥裝置還可以控制所述加熱流體通過所述第三支管的流量，以及當(dāng)所述加熱流體通過所述第二支管的流量減少時(shí)，所述閥裝置還可以增加所述加熱流體通過所述第三支管的所述流量。
20.權(quán)利要求19中所述的方法，其中，在所述第二支管和第三支管處安裝有分離的閥，所述分離的閥用機(jī)械方法這樣相互連接，使得當(dāng)所述分離的閥中的一個(gè)閥運(yùn)動(dòng)時(shí)，將會(huì)引起所述分離的閥中的另一個(gè)閥運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種用于控制進(jìn)入制冷劑吸收循環(huán)裝置的驅(qū)動(dòng)熱源入口的加熱流體數(shù)量的控制器。對該控制器進(jìn)行控制可以改變進(jìn)入驅(qū)動(dòng)熱源入口的加熱流體和排放到大氣中的加熱流體的相對量。最好是，這樣使用一個(gè)換向閥，使得第一閥體(40)將該加熱流體數(shù)量輸送到驅(qū)動(dòng)熱源的入口，并且以與第二閥體(46)相反的方向運(yùn)動(dòng)來控制通過排氣口的該加熱流體數(shù)量。兩個(gè)閥體(40，46)最好是用機(jī)械方法相連接。由于加熱流體不允許作為致冷劑吸收循環(huán)裝置的驅(qū)動(dòng)熱源進(jìn)入該裝置，因而在該致冷劑吸收循環(huán)裝置內(nèi)部就不需要設(shè)置用于排除多余熱量的附加設(shè)備和控制器。最好用計(jì)算機(jī)控制裝置將該第一閥驅(qū)動(dòng)到一個(gè)精確位置，而連桿裝置則確保該第二閥也位于一個(gè)精確的位置上。
文檔編號F25B49/04GK1849479SQ200480025814
公開日2006年10月18日 申請日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月9日
發(fā)明者M·E·馬勒, S·雍, T·C·沃納, J·瑞 申請人:Utc 電力有限責(zé)任公司