热交换装置及具有该热交换装置的食用菌种植架的制作方法

1.本发明涉及热交换技术领域，具体涉及一种热交换装置及具有该热交换装置的食用菌种植架。


背景技术：

2.热交换是由温差引起的两个物体或同一物体各部分之间的热量传递过程，以此原理为基础的热交换装置被广泛应用于各行各业。
3.现有热交换装置的传热能力大多固定，不能灵活地调整换热效果，无法满足应用场景的实际需求。例如：1、在种植食用菌或培养食用菌液体菌种的不同阶段，需要调整热交换装置的换热效果来对温度进行调控。
4.2、进行化工生产的反应釜，在不同阶段，随着反应的放热或吸热，为了控制物料温度，也需要相应地调整其热交换装置的换热效果。
5.3、在发酵过程中的不同阶段，往往也需要通过调整热交换装置的换热效果来对温度进行调控。
6.因此，有必要研究一种可以灵活调整换热效果的热交换装置。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种热交换装置，其能灵活地调整换热效果，从而更好地满足应用场景的实际需求。基于同样的发明构思，本发明还提供了具有前述热交换装置的食用菌种植架。
8.具体地，一种热交换装置，包括两汇流室以及连通两汇流室的换热单元；所述换热单元包括多条平行设置的换热通道；所述换热单元的端部适配有控流机构；所述控流机构包括多条限位通道、设于各限位通道内的活塞；所述限位通道贯穿汇流室背向换热通道的侧壁；所述限位通道与换热通道一一对应，所述换热通道与汇流室的通断状态由对应的限位通道内的活塞控制。
9.可选的，所述换热通道与对应的限位通道连通；所述限位通道位于汇流室内的一段具有贯穿限位通道侧壁的通道口；当活塞推入到堵塞通道口时，对应的换热通道与汇流室处于断开状态；当活塞拉出到离开通道口时，对应的换热通道与汇流室处于连通状态。
10.可选的，所述汇流室包括对扣的定盘与第一转盘，所述定盘与第一转盘通过第一密封轴承转动连接；所述换热单元安装于第一转盘，所述控流机构安装于定盘；所述换热单元设有多个，沿第一转盘的转动方向均匀分布；所述定盘相应安装多个控流机构；所述第一转盘的周面设有齿带，所述齿带与第一电机驱动的第一齿轮啮合。
11.可选的，所述换热单元通过转动机构安装于第一转盘；所述转动机构包括第二转盘与齿盘；所述第二转盘在朝向换热单元的一侧设有载物台；所述换热单元的端部放置在
载物台，两者被一同卡固在齿盘的安装孔内；所述第二转盘通过第二密封轴承与第一转盘转动连接，所述齿盘与第二电机驱动的第二齿轮啮合。
12.可选的，所述活塞包括骨架、固定在骨架的弹性部；所述骨架的外端具有膨大的帽部；所述控流机构在位于汇流室外一端的前后两侧分别设有耳部，并适配插销；所述插销对堵塞通道口的活塞的帽部外侧构成限位；所述插销套设有限位板，所述限位板平放在活塞上表面时，对拉出到离开通道口的活塞的帽部内侧构成限位。
13.可选的，所述定盘设有朝第一转盘延伸的接口管，所述第一转盘的中心具有供接口管穿出的开口并适配第三密封轴承；两定盘的接口管通过回水管连通，所述回水管适配有水泵与电热元件；所述接口管通过贯穿其侧壁的第一通孔与汇流室连通。
14.可选的，所述换热单元包括底板与盖板；所述底板的上表面沿前后方向平行设置多道沿左右方向延伸的竖肋，相邻竖肋之间的空间构成换热通道；所述底板的前后两侧设有横肋，所述横肋通过螺栓与盖板固接。
15.可选的，所述底板的上表面阵列设置多个向上延伸的圆筒部，所述圆筒部的底端贯穿底板的下表面；所述盖板设有与圆筒部一一对应的第二通孔。
16.可选的，所述底板的上方设置沿前后方向延伸的密封条以及对密封条构成支撑的支撑条；所述密封条与支撑条沿左右方向设置多个；所述密封条与支撑条均设有供圆筒部穿过的第三通孔；所述竖肋具有容纳密封条与支撑条的限位缺口。
17.本技术还提供了一种食用菌种植架，其具有前述结构的热交换装置。
18.本发明的工作原理为：沿限位通道向汇流室内推动活塞，即可将对应的换热通道与汇流室断开；沿限位通道向外拉动活塞，即可使对应的换热通道与汇流室恢复连通状态。如此，通过调整控流机构各活塞的位置，使与汇流室连通的换热通道的数量增加，即可使流经换热单元的换热介质的流通截面增大，从而使该热交换装置的换热效果提升；反之，通过调整控流机构各活塞的位置，使与汇流室连通的换热通道的数量减少，即可使流经换热单元的换热介质的流通截面减小，从而使该热交换装置的换热效果下降。
19.由此可知，本发明的有益效果是：可以灵活地调整换热效果，从而更好地满足应用场景的实际需求。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为热交换装置的结构示意图；图2为换热单元的结构示意图；图3为换热单元的装配示意图；图4为换热单元与转动机构的连接示意图；图5为换热单元与转动机构的装配示意图；图6为换热单元与控流机构进行配合的示意图；图7为控流机构的结构示意图；
图8为图7另一个角度的示意图；图9为汇流室的装配示意图；图10为图9另一个角度的示意图。
22.附图标记：1、汇流室；2、换热单元；3、换热通道；4、控流机构；5、限位通道；6、活塞；7、通道口；8、定盘；9、第一转盘；10、转动机构；11、第二转盘；12、齿盘；13、载物台；14、安装孔；15、插销；16、限位板；17、接口管；18、回水管；19、底板；20、盖板；21、竖肋；22、圆筒部；23、密封条；24、支撑条。
具体实施方式
23.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
28.如图1、图2、图6、图8所示，本发明实施例提供了一种热交换装置。该热交换装置包括两汇流室1以及连通两汇流室1的换热单元2。所述换热单元2包括多条平行设置的换热通道3。应当理解的是，根据应用场景的不同，换热通道3的排列方式有所不同。例如：当换热单元2从培养罐、反应釜或发酵罐穿过时，换热通道3可沿线性阵列进行排布，或沿内外多圈的圆形阵列进行排布；当换热单元2作为放置台使用时，换热通道3可沿水平方向排布。所述换热单元2的端部适配有控流机构4。应当理解的是，在换热单元2的其中一端设置控流机构4即可实现对换热通道3的通断控制；当然，为了更好更稳定地控制换热效果，也可在换热单元2的两端分别设置控流机构4。所述控流机构4包括多条限位通道5、设于各限位通道5内的活塞6。所述限位通道5贯穿汇流室1背向换热通道3的侧壁。所述限位通道5与换热通道3一一对应，所述换热通道3与汇流室1的通断状态由对应的限位通道5内的活塞6控制。应当理解的是，无论换热通道3与汇流室1处于连通状态还是断开状态，活塞6都始终对限位通道5构成阻断，汇流室1内的换热介质不会通过限位通道5流出。
29.下面阐述本发明的具体实施方式，沿限位通道5向汇流室1内推动活塞6，即可将对应的换热通道3与汇流室1断开；沿限位通道5向外拉动活塞6，即可使对应的换热通道3与汇流室1恢复连通状态。如此，通过调整控流机构4各活塞6的位置，使与汇流室1连通的换热通道3的数量增加，即可使流经换热单元2的换热介质的流通截面增大，从而使该热交换装置的换热效果提升；反之，通过调整控流机构4各活塞6的位置，使与汇流室1连通的换热通道3的数量减少，即可使流经换热单元2的换热介质的流通截面减小，从而使该热交换装置的换热效果下降。本发明可以灵活地调整换热效果，从而更好地满足应用场景的实际需求。
30.如图6～图8所示，在本技术公开的一个实施例中，所述换热通道3与对应的限位通道5连通；所述限位通道5位于汇流室1内的一段具有贯穿限位通道5侧壁的通道口7；当活塞6推入到堵塞通道口7时，对应的换热通道3与汇流室1处于断开状态；当活塞6拉出到离开通道口7时，对应的换热通道3与汇流室1处于连通状态。应当理解的是，换热通道3与对应的限位通道5可通过固接为一体的方式构成连通；或将换热通道3穿入限位通道5内构成连通；换热通道3与对应的限位通道5还可通过中间媒介构成连通；此外，也可令换热通道3与限位通道5位于同一直线，且令两者的相对端面抵拢到同一平面，从而实现连通。
31.进一步地，如图1、图9、图10所示，所述汇流室1包括对扣的定盘8与第一转盘9，所述定盘8与第一转盘9通过第一密封轴承转动连接；所述换热单元2安装于第一转盘9，所述控流机构4安装于定盘8；所述换热单元2设有多个，沿第一转盘9的转动方向均匀分布；所述定盘8相应安装多个控流机构4；所述第一转盘9的周面设有齿带，所述齿带与第一电机驱动的第一齿轮啮合。应当理解的是，可令换热通道3朝向限位通道5的端面与限位通道5朝向换热通道3的端面在同一平面。令第一转盘9每隔一段时间转动一次，转动量为转动方向上两相邻控流机构4与轴心的夹角，即可使各换热单元2周期性地停留在各控流机构4的位置。预先调整各控流机构4的活塞6的位置，预设好各控流机构4的各限位通道5的通道口7的通断状态，换热单元2与不同位置的控流机构4进行配合时，具有不同的换热效果；如此，即可实现对各换热单元2的换热效果的周期性控制。一个换热单元2可对应安装一个发酵罐或反应釜，令发酵罐或反应釜横卧，令换热单元2的两端从发酵罐或反应釜的两端穿出；第一转盘9每转动一圈，完成一个转动周期，对应于发酵罐的一个发酵周期，或反应釜的一次反应周期，发酵罐或反应釜每次转动到预定位置时，即可进行排料并重新补充物料。定盘8可安装在支架，并在支架底部设置万向轮，以便于移动该热交换装置。
32.进一步地，如图1、图4、图5所示，所述换热单元2通过转动机构10安装于第一转盘9；所述转动机构10包括第二转盘11与齿盘12；所述第二转盘11在朝向换热单元2的一侧设有载物台13；所述换热单元2的端部放置在载物台13，两者被一同卡固在齿盘12的安装孔14内；所述第二转盘11通过第二密封轴承与第一转盘9转动连接，所述齿盘12与第二电机驱动的第二齿轮啮合。应当理解的是，当该热交换装置用于种植食用菌时，可将食用菌培养料装袋后卧放在换热单元2的上表面，或直接将培养床铺在换热单元2的上表面；换热单元2在随第一转盘9公转的同时，还会随第二转盘11自转，从而确保换热单元2的上表面会一直朝上，不会发生变化。工作人员在预定位置的换热单元2进行食用菌的接种后，该换热单元2会在第一转盘9的带动下周期性地停留在各控流机构4的位置，从而针对性地为不同生长阶段的食用菌提供不同的换热效果，当该换热单元2再次回到预定位置时，工作人员可对食用菌进行采收。工作人员每次在同一位置进行食用菌的接种与采收，无需攀爬或下蹲，操作更加方
便。第一电机、第二电机可以是步进电机或伺服电机，并适配用于实现行程控制的plc控制器。此外，可在第二转盘11设置供换热单元2端部通过的条形口，令换热通道3与限位通道5的相对端面重合，从而实现换热通道3与限位通道5在连通状态与分离状态之间的切换；在这情况下，可在换热单元2的两端设置环绕其外周的橡胶密封圈。另外，也可在第二转盘11设置贯穿其两侧的连接通道，令连接通道的一端与限位通道5的对应端面重合，令连接通道的另一端与换热通道3的对应端面重合，从而实现换热通道3与限位通道5在连通状态与分离状态之间的切换；在这情况下，可在换热单元2的端面设置橡胶密封垫。
33.进一步地，如图7～图8所示，所述活塞6包括骨架、固定在骨架的弹性部；所述骨架的外端具有膨大的帽部；所述控流机构4在位于汇流室1外一端的前后两侧分别设有耳部，并适配插销15；所述插销15对堵塞通道口7的活塞6的帽部外侧构成限位；所述插销15套设有限位板16，所述限位板16平放在活塞6上表面时，对拉出到离开通道口7的活塞6的帽部内侧构成限位。应当理解的是，当活塞6被推入到堵塞通道口7，并被插销15限位时，弹性部的端部可略微从限位通道5朝向换热通道3的一端溢出，这样不会影响限位通道5与换热通道3的对位，同时又能对限位通道5与换热通道3的相对端面之间的细小缝隙起到密封效果。弹性部由具有弹性的橡胶、塑料或其他高分子材料制成。取下插销15与限位板16，即可对活塞6的位置进行调整；装上插销15与限位板16，即可实现对活塞6位置的快速批量定位，且能避免被推入到堵塞通道口7的活塞6因受力而向外偏移，并避免被拉出到离开通道口7的活塞6因受力而向内偏移。
34.进一步地，如图1、图9所示，所述定盘8设有朝第一转盘9延伸的接口管17，所述第一转盘9的中心具有供接口管17穿出的开口并适配第三密封轴承；两定盘8的接口管17通过回水管18连通，所述回水管18适配有水泵与电热元件；所述接口管17通过贯穿其侧壁的第一通孔与汇流室1连通。应当理解的是，将回流管、水泵、电热元件设置在第一转盘9的轴心位置，结构更加紧凑，可以减少占地面积。
35.进一步地，如图2～图3所示，所述换热单元2包括底板19与盖板20；所述底板19的上表面沿前后方向平行设置多道沿左右方向延伸的竖肋21，相邻竖肋21之间的空间构成换热通道3；所述底板19的前后两侧设有横肋，所述横肋通过螺栓与盖板20固接。应当理解的是，换热单元2采用上述结构，而非采用多根管道构成换热通道3，整体性更好，与转动机构10进行拆装更加方便。
36.进一步地，如图3所示，所述底板19的上表面阵列设置多个向上延伸的圆筒部22，所述圆筒部22的底端贯穿底板19的下表面；所述盖板20设有与圆筒部22一一对应的第二通孔。应当理解的是，当该热交换装置用于种植食用菌时，圆筒部22内的空气吸热后会向上流动，从而起到通风的效果。当该热交换装置与发酵罐或反应釜配合时，圆筒部22则能增大单个换热通道3的换热面积，从而在不增大体型的情况下，提高换热效果的上限。
37.进一步地，如图3所示，所述底板19的上方设置沿前后方向延伸的密封条23以及对密封条23构成支撑的支撑条24；所述密封条23与支撑条24沿左右方向设置多个；所述密封条23与支撑条24均设有供圆筒部22穿过的第三通孔；所述竖肋21具有容纳密封条23与支撑条24的限位缺口。应当理解的是，一个密封条23可以对前后方向一条直线上的多个圆筒部22与第二通孔的接触处进行密封。密封条23通常由橡胶制成，支撑条24由硬质材料制成。
38.本发明还提供了一种食用菌种植架，其具有前述结构的热交换装置。
39.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。