基于温差能的换向演示装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于温差能的换向演示装置，属于节能环保技术领域。

背景技术：

现在，温差能用于驱动气缸，用于课堂演示。尚缺少一种直观的演示装置，有助于加深课堂印象。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提出了一种基于温差能的换向演示装置。

本实用新型所述的基于温差能的换向演示装置，包括四通换向阀，四通换向阀的阀芯设置有a口、b口、c口和d口，a口连接热源，b口连接冷源，c口和d口分别连接气缸的上气室和下气室，热源，采用内置有低沸点工质的容器，容器的外表面附着有电加热丝；冷源，采用内置有低沸点工质的容器，容器外表面流经冷水管。

优选地，所述四通换向阀包括阀体、阀芯和阀盖，所述的阀体为圆筒状，沿阀体中部圆筒壁一周均匀开有四个接口，所述的阀芯包括上下间隔水平设置的3个圆盘，3个圆盘之间通过垂直设置的上连接板和下连接板连为一体，所述上连接板与下连接板垂直投影呈“十”字形，阀芯上方的圆盘中间垂直设置一连接杆，所述阀芯设置在阀体内，所述阀盖安装在阀体的底部，所述气缸设置在阀体顶部，气缸的气缸杆与阀芯上的连接杆连接，并驱动阀芯在阀体内上下移动。

优选地，所述四通换向阀的使用状态分为：状态x和状态y，其中，状态x：四通换向阀连通a口和d口，b口和c口；状态y：四通换向阀连通a口和b口，c口和d口。

优选地，所述低沸点工质有二氧化碳、异丁烷、正丁烷、氟里昂11或氟里昂114。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的基于温差能的换向演示装置，利用四通换向阀演示温差能带动气缸动作所直观带来的效果，有助于加深课堂印象。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、四通换向阀；2、a口；3、热源；4、b口；5、冷源；6、c口；7、上气室；8、d口；9、下气室；10、阀芯。

具体实施方式

为了使本实用新型目的、技术方案更加清楚明白，下面结合实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实用新型所述的基于温差能的换向演示装置，利用四通换向阀1演示温差能带动气缸动作所直观带来的效果，有助于加深课堂印象。

四通换向阀1采用的结构属于已知技术。例如专利号201020290856.4，名称为四通换向阀1，所公开的技术方案中，四通阀包括阀体、阀芯10和阀盖，所述的阀体为圆筒状，沿阀体中部圆筒壁一周均匀开有四个接口，所述的阀芯10包括上下间隔水平设置的3个圆盘，3个圆盘之间通过垂直设置的上连接板和下连接板连为一体，所述上连接板与下连接板垂直投影呈“十”字形，阀芯10上方的圆盘中间垂直设置一连接杆，所述阀芯10设置在阀体内，所述阀盖安装在阀体的底部，所述气缸设置在阀体顶部，气缸的气缸杆与阀芯10上的连接杆连接，并驱动阀芯10在阀体内上下移动。

本实用新型利用现有的四通换向阀1，通过在四个口：a口2、b口4、c口6和d口8连接不同的部件，实现温差能演示的功能。四通换向阀1的设置有四个口，其中，a口2连接热源3，b口4连接冷源5，c口6和d口8分别连接气缸的上气室7和下气室9。热源3，采用内置有低沸点工质的容器，容器的外表面附着有电加热丝，对容器中的低沸点工质进行加热。冷源5，采用内置有低沸点工质的容器，容器外表面流经冷水管。其中，低沸点工质有二氧化碳、异丁烷、正丁烷、氟里昂11、氟里昂114等。

本实用新型的使用状态分为：状态x和状态y。其中，

状态x：四通换向阀1连通a口2和d口8，b口4和c口6；

状态y：四通换向阀1连通a口2和b口4，c口6和d口8；

本实用新型的使用过程如下所示：

当四通换向阀1处于状态x：

热源3的容器中的高压饱和蒸汽通过四通换向阀1a口2和d口8进入气缸下气室9。同时热源3的容器的工质吸收热量汽化补充压力。气缸上气室7中的气体通过四通换向阀1b口4和c口6进入冷源5的容器，液化。高压推动气缸连杆对外做功。

当切换四通电磁阀到状态y：热源3的容器中的高压饱和蒸汽通过四通换向阀1a口2和b口4进入气缸上气室7。同时热源3的容器的工质吸收热量汽化补充压力。气缸下气室9中的气体通过四通换向阀1c口6和d口8进入冷源5的容器，液化。气缸连杆收回。回到初始状态。

重复循环上述状态x和状态y。当热源3的容器中的工质蒸发完，只需要将热源3和冷源5互换即可。

实施例2：

下面以具体实际实验数据，证明本实用新型的突出效果。

假设：低沸点工质为二氧化碳，冷源20度，热源30度。实施条件：气缸直径0.1平方米。

当冷源20度时，查资料二氧化碳饱和蒸气压5.7兆帕，5.7兆帕*0.1平方米＝58124kg。本例取值6000kg，热源30度饱和蒸气压，查资料得知7.2mpa。面积是0.1平方米。734195.6733441公斤力/平方米*0.1＝73419.5公斤本例取值73000kg。气缸压力差73000kg-60000kg＝13000kg。这是可以对外输出的力。

工作过程：

状态x：容器8中的高压饱和蒸气压通过换向阀ad接口进入下气室93。产生的推力73000kg。气缸上气室71中的气体通过换向阀cb进入气缸6液化。上气室7压力60000kg，气缸连杆可以产生推力73000-13000＝60000kg。行程看气缸的长度。

状态y：换向阀接口ab连通。换向阀接口cd连通。气缸连杆恢复原状。

本实用新型可广泛运用于节能环保场合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而己，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的专利涵盖范围内。

技术特征：

1.一种基于温差能的换向演示装置，包括四通换向阀(1)，四通换向阀(1)的阀芯(10)设置有a口(2)、b口(4)、c口(6)和d口(8)，其特征在于，a口(2)连接热源(3)，b口(4)连接冷源(5)，c口(6)和d口(8)分别连接气缸的上气室(7)和下气室(9)，热源(3)，采用内置有低沸点工质的容器，容器的外表面附着有电加热丝；冷源(5)，采用内置有低沸点工质的容器，容器外表面流经冷水管。

2.根据权利要求1所述的基于温差能的换向演示装置，其特征在于，所述四通换向阀(1)包括阀体、阀芯(10)和阀盖，所述的阀体为圆筒状，沿阀体中部圆筒壁一周均匀开有四个接口，所述的阀芯(10)包括上下间隔水平设置的3个圆盘，3个圆盘之间通过垂直设置的上连接板和下连接板连为一体，所述上连接板与下连接板垂直投影呈“十”字形，阀芯(10)上方的圆盘中间垂直设置一连接杆，所述阀芯(10)设置在阀体内，所述阀盖安装在阀体的底部，所述气缸设置在阀体顶部，气缸的气缸杆与阀芯(10)上的连接杆连接，并驱动阀芯(10)在阀体内上下移动。

3.根据权利要求1或2所述的基于温差能的换向演示装置，其特征在于，所述四通换向阀(1)的使用状态分为：状态x和状态y，其中，状态x：四通换向阀(1)连通a口(2)和d口(8)，b口(4)和c口(6)；状态y：四通换向阀(1)连通a口(2)和b口(4)，c口(6)和d口(8)。

4.根据权利要求1所述的基于温差能的换向演示装置，其特征在于，所述低沸点工质有二氧化碳、异丁烷、正丁烷、氟里昂11或氟里昂114。

技术总结
本实用新型涉及一种基于温差能的换向演示装置，属于节能环保技术领域。本实用新型包括四通换向阀，四通换向阀的阀芯设置有A口、B口、C口和D口，A口连接热源，B口连接冷源，C口和D口分别连接气缸的上气室和下气室，热源，采用内置有低沸点工质的容器，容器的外表面附着有电加热丝；冷源，采用内置有低沸点工质的容器，容器外表面流经冷水管。本实用新型利用四通换向阀演示温差能带动气缸动作所直观带来的效果，有助于加深课堂印象。

技术研发人员：王尧
受保护的技术使用者：淄博职业学院
技术研发日：2019.12.17
技术公布日：2020.08.11