專利名稱：氣水混合強化換熱氣體凈化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種氣水混合強化換熱氣體凈化裝置，用于冷卻凈化壓縮空氣以及其它氣體。由氣體緩沖部分、換熱部分以及分離部分所組成。


圖1為目前正在廣泛應用的101·62－00型管片式冷卻器，其結構主要由冷卻器外殼、冷卻器芯體4、水管3、緩沖室2、排污閥1、分離組件5組成。不足之處是以這種冷卻器冷卻壓縮空氣時當壓縮空氣從冷卻進口a進入緩沖室2經過冷卻器芯體4時，氣體速度突然降低。造成油滴從氣體中分離出來，沉積于緩沖室2內和氣流死角處以及翅片上；在氣體的高溫和氧化作用下，氣流死角處和翅片上形成很厚的積碳，容易著火和爆炸；該冷卻器換熱性能差，總傳熱系數只有100W／m2℃左右，特別是使用一段時間以后，由于表面粘附一層阻礙熱量傳遞的油膜，致使其冷卻性能更差。因此，冷卻后的氣體溫度仍達到70～80℃，有時甚至高達100℃，此時從冷卻器中出來的飽和空氣的含水量較高，這就要不斷地排放冷凝水而消耗大量的壓縮空氣；經過這種冷卻器的氣體含油、塵量大，不能適用于對氣體質量要求高的場合；管片式換熱元件，水走管內，氣走管外的翅片間，這種結構在氣流速度較大時，會因翅片振動聲和外殼的共鳴，產生很大的噪聲。
本實用新型的目的在于避免上述現有技術中的不足之處而提供一種能夠避免在冷卻器內部產生積碳、傳熱系數高、冷卻后氣體溫度低、壓縮空氣含水量低，且可降低氣體含油、塵量，排氣系統(tǒng)噪聲低的氣水混合強化換熱氣體凈化裝置。
本實用新型的目的可以通過以下技術措施來達到1.冷卻器的下部為錐形緩沖室，該緩沖室內有開條狀槽或園孔的圓形分水孔盤。其上部有開分水孔的圓形分水管；當高溫氣體進入緩沖室并通過分水孔盤后立即與從分水管噴出的水混和，由于壓縮空氣不飽和，所以水很容易吸熱蒸發(fā)，沒有蒸發(fā)的水的溫度也會升高，氣體在高溫水中被洗滌，溫度下降，壓縮空氣中的油與水混合在一起，這種油、水、飽和濕空氣的混合物不會產生積碳，且氣體進口處沒有氣流的死角，根除了積碳產生的溫度條件，因此冷卻器不會著火。
2.冷卻器的中部為管殼式換熱器，管間殼程設有折流板，以提高水流速度，縱向設置的換熱管內有圓形填塞物如圓鋼、鐵絲繞制螺旋，可提高氣流速度；壓縮氣體從管內通過，冷卻水在管外流動，這樣可強化換熱，飽和濕空氣與油、水混合物進入列管后，不斷地沖刷換熱壁面，油膜就不會產生，同時由于濕空氣比干空氣的導熱性能好及水蒸氣冷凝放熱以及紊流的作用，使傳熱系數大幅度提高，氣體溫度大幅度降低。同時，由于采用了列管式換熱器元件，氣體走管內，水走管外，氣體很難吹動列管，以及冷卻水、冷卻器下部的分水孔盤，氣水分離上部的過濾網都對氣流產生阻力或阻抗作用，因此，降低了冷卻器的噪聲。
3.冷卻器的上部為帶有貯水室的分離室，分離元件為離心式；分離室的頂部設有用濾網卷制成的網格式除霧濾網，分離室的下部貯水并通過管道與冷卻器下部的緩沖室相通，水循環(huán)使用。當氣水混合上升至分離器后，其中的油水及雜質分離下來，氣體再經過濾網，即可得到潔凈的氣體。
圖2為氣體混合強化換熱氣水凈化裝置的結構剖視圖，上部的油水分離器為本實用新型第一種形式；圖3為本實用新型油水分離器的第二種形式的結構剖視圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述錐形緩沖室6、換熱器10、油水分離器14、封頭22依次通過法蘭連接成一整體。緩沖室6內有開條狀槽或圓孔的圓形分水孔盤7，分水孔盤7的上部有開分水孔的圓形分水管8；換熱器10是列管式。由若干根空心換熱管30組成，管內設有圓形填塞物32，列管外有與列管相垂直的折流板29點焊在換熱器外，分離器有兩種構型Ⅰ型如圖2所示，錐形導出管28焊接在分離室13的底部，分離器14通過套筒21套裝在錐形導出管28上，套筒21中部的外面焊接著內圈17，16片導風葉片15焊接在內圈17和外圈16之間，起二次導流作用，擋板18焊接在外圈和分離器14的外殼之間，擋板上焊有兩根排污管26，套筒21上端內部焊有隔板25，在隔板下的套筒上焊有導流管19，將分離器、套筒和分離室連通，起一次導流作用。整個分離器焊接在支持板20下，支持板被壓緊在分離室頂部的法蘭和下封頭22底部的法蘭之間，支持板上焊有一根伸入水面之下的排污管，分離室13下部盛裝水，且有排污閥12，分離室13中部設有液面管27可觀察分離室中的水位。分離器的上面設有過濾網23，固焊在封頭22之內，過濾網23由鋼絲和尼龍絲網卷制而成。
壓縮空氣從下向上進入錐形緩沖室6，水經水管11內靠重力流到環(huán)形分水管8并噴射到分水孔盤7上，和通過分水孔盤7而上的壓縮空氣充分混合，水吸熱升溫并部分蒸發(fā)，壓縮空氣被強制降溫，形成飽和濕空氣、蒸氣和油水混合物。該混合物經換熱管30與冷卻水進行換熱，溫度降低，流出換熱器10，經錐形導出管28進入分離器中。
飽和濕空氣混合物從錐形導出管28流到中心氣室過導流管19流到分離室殼13上部和分離器殼14之間形成旋流。進行旋轉分離和重力分離，分離出的油水及雜質順分離室殼壁流回貯水室中。空氣混合物旋轉到分離器殼14下面后又順其 殼內壁而上，經導向葉片115導向，繼續(xù)進行旋轉分離，分離出的油、水及其雜質經排污管26流回貯水室，空氣混合物然后進入分離器殼14上部和上封頭22下部進行重力沉降，油水及雜質可沿排污管26、24排下，排污管24還可起連接分離器氣室和分離器殼的作用，然后再繼續(xù)上升并經過過濾網23進行過濾，這樣除去了壓縮空氣中的油水及雜質，潔凈的空氣經封頭22上部排氣管排出。
Ⅱ型如圖3所示，分離器在分離室13水面之上，錐形導出管28、水管11、排污閥12、液面管27、封頭及分離室殼13與圖2中Ⅰ型的相同。套筒44套在錐形導出管28之上，錐形分離筒42套在套筒44之上，并焊接在套筒頂部的隔板46上，將套筒和錐形分離筒連接起來，隔板46上有缺口，正對著該缺口的套筒上部外面焊有兩片螺旋導向板43，起一次導向作用。錐形分離筒42下端焊有圓環(huán)形底板45，該底板上焊有排污管33。底板45的內圓焊接著外圈47，有四片螺旋導向板34焊接于外圈47和套筒44之間，起二次導向作用。在錐形分離筒外面四周布置有8～10個筒狀過濾網39，過濾網由鋼絲網和工業(yè)用過濾氈卷制而成，過濾網固焊于分離室上部的支承板40上，支承板40焊于支承圈37上，支承圈焊在固定板35上。在分離筒42頂部焊有頂板41，頂板上焊有螺栓38兩個，螺栓將頂板和支承板連接起來，亦即將分離器和支承板40連接起來。同時可根據分離室內水面高度來調節(jié)分離器的高度，整個分離器過濾網39固定在固定板35上，固定板壓緊在分離室頂部法蘭和上封頭22底部法蘭36之間。
飽和濕空氣混合物從錐形導出管經套筒44排到錐形分離室42，經套筒44外的螺旋導向板43導向，在錐形分離室42和套筒之間進行旋轉分離和重力分離，初步分離出空氣混合物的油水及其它雜質，經分離室下部排污管33流回貯水室13?？諝饣旌衔锝泴蛉~片34導向，再度旋轉，一方面可進行旋轉分離和重力分離，另一方面可避免壓縮空氣混合物垂直沖擊水面將油水帶走。經第二次分離后，壓縮空氣經貯水室上部、上封頭22下部的過濾網過濾，上升到上封頭22內進行再次重力沉降，分離出的油水、雜質經過濾網底部的排污管排到貯水室。這樣經多次分離和過濾，空氣就變得潔凈了，并從上封頭上部的排氣管排出。
本實用新型相比現有技術具有如下優(yōu)點1.由于本實用新型沒有積碳產生和沉積，因而就不會在壓縮機冷卻器及排氣管路發(fā)生著火爆炸，運行安全可靠。
2.換熱系數高達580～930W／m2℃從而使換熱面積減少，節(jié)省原材料。
3.冷卻性能好。使冷卻后的氣體溫度與冷卻水進口溫度的溫差小于10℃。
4.除油、雜質性能好、氣體潔凈度高。氣體含油量小于10mg／m3，不含大于5μm的顆粒塵埃。
5.大大降低了壓縮機排氣系統(tǒng)的噪聲。
6.結構簡單，可以使制造一類壓力容器的企業(yè)就有能力制造該種優(yōu)良性能的裝置。
權利要求1.一種氣水混合強化換熱氣體凈化裝置，由氣體緩沖部分、換熱部分、以及分離部分組成。其特征在于①氣體緩沖部分由錐形緩沖室殼6、水平設置在該緩沖室內的開條狀槽或圓孔的圓形分水孔盤7、從分水孔盤上方的緩沖室殼側壁穿入的開分水孔的環(huán)形分水管8構成；②換熱部分由換熱器殼10、沿換熱器殼軸向設置的內含填塞物32的換熱管30、以及連接在換熱管上的折流板29構成；③分離部分由分離室殼13、連接在該分離室殼上的液面管27、排污管12、焊接在分離室殼底部的錐形導出管28、離心式分離器、支持板20、濾網23、29、以及上封頭22結成；錐形緩沖室殼6、換熱器殼10和分離室殼13依次用法蘭連接成整體，分離室殼13與分水孔盤8之間用帶自控閥9的水管11連通。
2.根據權利要求1所述的氣水混合強化換熱氣體凈化裝置。其特征是離心式分離器由套裝在錐形導出管28上的套筒24、分離器殼14、依次連接在套筒和分離器殼之間的內圈17、導風葉片15、外圈16、帶有排污管26的擋板18、焊在套筒21上端內部的隔板25、焊在隔板25下邊套筒外部的導流管19、以及焊在隔板25上邊套筒外部的折流板24構成。并焊接在支持板20下，與過濾網23正對。
3.根據權利要求1或2所述的氣水混合強化換熱氣體凈化裝置。其特征是過濾網23由鋼絲網和尼龍絲網卷制而成，并且水平固焊在封頭22之內。
4.根據權利要求1所述的氣水混合強化換熱氣體凈化裝置。其特征是離心式分離器還可以是由套裝在錐形導出管28上的套筒44、焊接在套筒頂部的隔板46邊緣上的錐形分離筒42、焊接在錐形分離筒下端的帶有排污管33的圓環(huán)形底板45、依次焊接在圓環(huán)形底板和套筒之間的外圈47、四片螺旋導向板34、焊于套筒44上部外面且與隔板缺口正對的兩片螺旋導向板43、以及焊接在錐形分離筒頂板41上的螺栓34構成，該離心式分離器通過螺栓34連接在帶有過濾網39的支承板40的中心孔上。
5.根據權利要求1或4所述的氣水混合強化換熱氣體凈化裝置。其特征是過濾網39由鋼絲網和工業(yè)用過濾氈卷制成8～10個筒狀過濾網，均勻固焊在圓形支承板40的邊緣部。
專利摘要本實用新型提供一種氣水混合強化換熱氣體凈化裝置，由氣體緩沖部分，換熱部分和分離部分組成。用于壓縮空氣以及其它氣體的冷卻和凈化。本裝置的優(yōu)點是避免積碳、換熱系數高，可達580～930W/m
文檔編號F28C3/06GK2051728SQ8822036
公開日1990年1月24日 申請日期1988年11月23日 優(yōu)先權日1988年11月23日
發(fā)明者蔣其昂, 蔣宗傳, 高東輝, 胡其才, 潘福田, 熊曉州, 趙瑞麟 申請人:西安交通大學, 第二汽車制造廠技術裝備部, 湖北空壓機廠