新型氨制冷空氣分離器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型氨制冷空氣分離器，包括列管換熱器，列管換熱器的下管程連接冷卻水進(jìn)水管，上管程連接冷卻水出水管，列管換熱器殼程頂部設(shè)有進(jìn)氣口，殼程底部經(jīng)管道、閥門和膨脹閥接通內(nèi)筒底部，內(nèi)筒頂部經(jīng)管道和閥門接通氨制冷系統(tǒng)的低壓端；內(nèi)筒外設(shè)有外筒，內(nèi)筒外壁和外筒內(nèi)壁形成密封的腔體，內(nèi)筒外壁上焊接有翅片板，翅片板位于密封腔體內(nèi)；列管換熱器殼程中下部經(jīng)管道和閥門接通密封腔體的下部，密封腔體的上部連接排氣裝置；內(nèi)筒內(nèi)壁形成的腔體與密封腔體經(jīng)管道和膨脹閥接通。本實(shí)用新型換熱效率高，空氣去除徹底，并實(shí)現(xiàn)自動排除空氣，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性強(qiáng)，前景廣闊。
【專利說明】新型氨制冷空氣分離器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種氨制冷裝置中用于去除空氣的的分離器。

【背景技術(shù)】
[0002] 氨具有優(yōu)良的熱力學(xué)性能，在較大型的制冷系統(tǒng)中，一般都是采用氨作為制冷劑。 在制冷的壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)四步循環(huán)中，氨的冷凝是其中四步循環(huán)之一，氨冷凝器就是 利用循環(huán)水換熱實(shí)現(xiàn)氨蒸汽的冷凝液化，氨冷凝器一般設(shè)計(jì)壓力接近2. 5MP，是典型的壓力 容器。
[0003] 在氨的冷凝循環(huán)中，總傳熱系數(shù)受較多的因素影響，其中受混入其中的不凝性氣 體影響非常大，實(shí)際生產(chǎn)中的不凝性氣體一般就是空氣，由于在氨蒸汽的冷凝過程中，氨 蒸汽定向移向換熱表面換熱冷凝，這樣的過程中只要有少量不凝性氣體就會富集在換熱表 面，形成空氣富集膜。
[0004] 氨蒸汽要實(shí)現(xiàn)冷凝，必須以擴(kuò)散方式穿過空氣膜，產(chǎn)生很大的傳質(zhì)阻力，直接使總 傳熱系數(shù)降到很低，嚴(yán)重影響冷凝過程。一旦冷凝壓力上升，直接使壓縮機(jī)排氣壓力升高， 引起壓縮機(jī)電力消耗嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致制冷效果惡化，因此必須除去系統(tǒng)中的空氣。
[0005] 雖然在氨制冷系統(tǒng)中都有空氣分離器，但由于傳統(tǒng)空氣分離器功能的局限性，傳 熱系數(shù)較低、不能自動排除空氣，所以操作不便，也很難將系統(tǒng)中的空氣徹底去除。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型氨制冷空 氣分離器，該空氣分離器可有效提高換熱系數(shù)，并實(shí)現(xiàn)自動排除空氣，具有結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用 性強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0007] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：
[0008] -種新型氨制冷空氣分離器，包括列管換熱器，其特征在于：列管換熱器的下管程 連接冷卻水進(jìn)水管，上管程連接冷卻水出水管，列管換熱器殼程頂部設(shè)有進(jìn)氣口，殼程底部 經(jīng)管道、閥門和膨脹閥接通內(nèi)筒底部，內(nèi)筒頂部經(jīng)管道和閥門接通氨制冷系統(tǒng)的低壓端；內(nèi) 筒外設(shè)有外筒，內(nèi)筒外壁和外筒內(nèi)壁形成密封的腔體，內(nèi)筒外壁上焊接有翅片板，翅片板位 于密封腔體內(nèi)；列管換熱器殼程中下部經(jīng)管道和閥門接通密封腔體的下部，密封腔體的上 部連接排氣裝置；內(nèi)筒內(nèi)壁形成的腔體與密封腔體經(jīng)管道和膨脹閥接通。
[0009] 所述排氣裝置包括排氣節(jié)流閥、浮筒法、水箱、浮筒和排氣管，排氣管上依次設(shè)有 排氣節(jié)流閥和浮筒法，排氣管的管口伸入浮筒中，浮筒下部完全開放并懸浮在水箱中，浮筒 法與浮筒經(jīng)連接桿連接，浮筒法的開度由浮筒懸浮的高度決定。
[0010] 所述內(nèi)筒和外筒均設(shè)有液位計(jì)，便于觀察內(nèi)筒和外筒的液位。
[0011] 所述外筒的外壁上設(shè)有保溫層，防止冷量流失。
[0012] 含有空氣等不凝性氣體的高溫、高壓氨蒸汽從列管換熱器殼程頂部的進(jìn)氣口進(jìn) 入，與管程的冷卻水換熱，大部分氨蒸汽被液化，液化后的液氨流向列管換熱器殼程的底 部，少量未液化的氨蒸汽和絕大部分不凝性氣體由于氨蒸汽的攜帶作用，聚集在換熱器殼 程的中下部。
[0013] 調(diào)控相關(guān)閥門可以控制進(jìn)行去除空氣等不凝性氣體的混合氣流量。
[0014] 列管換熱器殼程底部的液氨經(jīng)管道和閥門流向內(nèi)筒，調(diào)節(jié)閥門可使內(nèi)筒接通低 壓，壓力降低后，內(nèi)筒腔體內(nèi)的液氨就能迅速吸熱汽化并回到低壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)氨的循環(huán)和物 料平衡。由于內(nèi)筒腔體內(nèi)的液氨迅速吸熱汽化，使得翅片和外筒的溫度大幅度降低。
[0015] 調(diào)控膨脹閥可使內(nèi)筒和外筒的氨液面保持一定的高度，內(nèi)外筒液面達(dá)到一定高度 再接通低壓，可以保證液面下的內(nèi)筒內(nèi)壁較高的換熱系數(shù)，翅片可以獲得較大的換熱面積。
[0016] 需要去除空氣等不凝性氣體的混合氣由閥門控制進(jìn)入外筒液面下，外筒液相被內(nèi) 筒高效換熱降低到很低溫度，所以混合氣體在穿過液相溢出液面的過程中，直接接觸液相 氨被高效冷卻、冷凝，其中的氨蒸汽被第一次冷凝；剩余氣體繼續(xù)上升，被翅片可靠降溫，其 中氨在外筒、內(nèi)筒之間是等同冷凝器高壓，但又被內(nèi)筒強(qiáng)烈換熱降溫，氨在低溫高壓條件下 能完全冷凝下沉。
[0017] 通過排氣節(jié)流閥節(jié)流控制排出不凝氣體流量，浮筒法被浮筒控制打開與關(guān)閉，浮 筒下部完全開放，排氣管伸入其中。當(dāng)排出是空氣時(shí)，浮筒內(nèi)充滿空氣，浮筒上浮帶動連接 桿將浮筒法打開排氣；當(dāng)排出是氨的時(shí)候，由于氨可大量溶解在水中，浮筒內(nèi)氨溶解就會充 滿水，浮筒會下沉，將浮筒法自動關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動排氣、自動關(guān)閉。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果還在于：
[0019] 兩級高效換熱冷凝保證氨蒸汽高效冷凝和分離；水密閉浮筒受氣體溶解性影響， 實(shí)現(xiàn)自動上浮、下沉，控制閥門自動開啟和關(guān)閉并排出不凝性氣體，巧妙方式實(shí)現(xiàn)了排氣的 智能化和自動化控制；由于高效換熱冷凝分離和自動排氣，因而大大提高了工作效率，排氣 也更徹底；本實(shí)用新型設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、可靠，便于操作與維護(hù)，實(shí)用性強(qiáng)，市場前景廣闊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是新型氨制冷空氣分離器的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2是內(nèi)筒、翅片板和外筒的A-A截面圖。
[0022] 圖中各標(biāo)號表示：
[0023] 1、冷卻水出水管；2、冷凝器進(jìn)氣口；3、列管換熱器；4-7、閥門；8、冷卻水進(jìn)水管； 9、外筒液位計(jì)；10-11、膨脹閥；12、外筒液位；13、內(nèi)筒液位計(jì)；14、內(nèi)筒液位；15、翅片板； 16、外筒；17、內(nèi)筒；18、排氣節(jié)流閥；19、浮筒法；20、水箱；21、浮筒。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 現(xiàn)結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)一步具體說明。
[0025] 如圖1和圖2所示新型氨制冷空氣分離器，包括列管換熱器3,列管換熱器的下管 程連接冷卻水進(jìn)水管8,上管程連接冷卻水出水管1，列管換熱器殼程頂部設(shè)有進(jìn)氣口 2,殼 程底部經(jīng)管道、閥門5和膨脹閥11接通內(nèi)筒17底部，內(nèi)筒17頂部經(jīng)管道和閥門7接通氨 制冷系統(tǒng)的低壓端；內(nèi)筒17外設(shè)有外筒16,內(nèi)筒17外壁和外筒16內(nèi)壁形成密封的腔體， 內(nèi)筒外壁上焊接有翅片板15,翅片板15位于密封腔體內(nèi)；列管換熱器3殼程中下部經(jīng)管道 和閥門4、6接通密封腔體的下部，密封腔體的上部連接排氣裝置；內(nèi)筒內(nèi)壁形成的腔體與 密封腔體經(jīng)管道和膨脹閥10接通。
[0026] 所述排氣裝置包括排氣節(jié)流閥18、浮筒法19、水箱20、浮筒21和排氣管，排氣管上 依次設(shè)有排氣節(jié)流閥18和浮筒法19,排氣管的管口伸入浮筒19中，浮筒下部完全開放并懸 浮在水箱20中，浮筒法19與浮筒21經(jīng)連接桿連接，浮筒法19的開度由浮筒19懸浮的高 度決定。
[0027] 所述內(nèi)筒17和外筒16分別設(shè)有液位計(jì)13、9,便于觀察內(nèi)筒和外筒的液位14、12。
[0028] 所述外筒16的外壁上設(shè)有保溫層，防止冷量流失。
[0029] 含有空氣等不凝性氣體的高溫、高壓氨蒸汽從列管換熱器3殼程頂部的進(jìn)氣口 2 進(jìn)入，與管程的冷卻水換熱，大部分氨蒸汽被液化，液化后的液氨流向列管換熱器殼程的底 部，少量未液化的氨蒸汽和絕大部分不凝性氣體由于氨蒸汽的攜帶作用，聚集在換熱器殼 程的中下部。
[0030] 調(diào)控閥門6可以控制進(jìn)行去除空氣等不凝性氣體的混合氣流量。
[0031] 列管換熱器3殼程底部的液氨經(jīng)管道和閥門5、11流向內(nèi)筒，調(diào)節(jié)閥門7可使內(nèi)筒 17接通低壓，壓力降低后，內(nèi)筒腔體內(nèi)的液氨就能迅速吸熱汽化并回到低壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)氨的 循環(huán)和物料平衡。由于內(nèi)筒腔體內(nèi)的液氨迅速吸熱汽化，使得翅片15和外筒16的溫度大 幅度降低。
[0032] 調(diào)控膨脹閥10、11可使內(nèi)筒和外筒的氨液面14、12保持一定的高度，內(nèi)外筒液面 14、12達(dá)到一定高度再接通低壓，可以保證液面下的內(nèi)筒內(nèi)壁較高的換熱系數(shù)，翅片15可 以獲得較大的換熱面積。
[0033] 需要去除空氣等不凝性氣體的混合氣由閥門4、6控制進(jìn)入外筒液面12下，外筒液 相被內(nèi)筒高效換熱降低到很低溫度，所以混合氣體在穿過液相溢出液面的過程中，直接接 觸液相氨被高效冷卻、冷凝，其中的氨蒸汽被第一次冷凝；剩余氣體繼續(xù)上升，被翅片15可 靠降溫，其中氨在外筒、內(nèi)筒之間是等同冷凝器高壓，但又被內(nèi)筒強(qiáng)烈換熱降溫，氨在低溫 高壓條件下能完全冷凝下沉。
[0034] 通過排氣節(jié)流閥18節(jié)流控制排出不凝氣體流量，浮筒法19被浮筒21控制打開與 關(guān)閉，浮筒21下部完全開放，排氣管伸入其中。當(dāng)排出是空氣時(shí)，浮筒21內(nèi)充滿空氣，浮筒 21上浮帶動連接桿將浮筒法19打開排氣；當(dāng)排出是氨的時(shí)候，由于氨可大量溶解在水中， 浮筒內(nèi)氨溶解就會充滿水，浮筒21會下沉，將浮筒法19自動關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動排氣、自動關(guān) 閉。
[0035] 上述只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制。任 何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭 示的技術(shù)內(nèi)容對本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等 效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上 實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種新型氨制冷空氣分離器，包括列管換熱器，其特征在于：列管換熱器的下管程 連接冷卻水進(jìn)水管，上管程連接冷卻水出水管，列管換熱器殼程頂部設(shè)有進(jìn)氣口，殼程底部 經(jīng)管道、閥門和膨脹閥接通內(nèi)筒底部，內(nèi)筒頂部經(jīng)管道和閥門接通氨制冷系統(tǒng)的低壓端；內(nèi) 筒外設(shè)有外筒，內(nèi)筒外壁和外筒內(nèi)壁形成密封的腔體，內(nèi)筒外壁上焊接有翅片板，翅片板位 于密封腔體內(nèi)；列管換熱器殼程中下部經(jīng)管道和閥門接通密封腔體的下部，密封腔體的上 部連接排氣裝置；內(nèi)筒內(nèi)壁形成的腔體與密封腔體經(jīng)管道和膨脹閥接通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型氨制冷空氣分離器，其特征在于：所述排氣裝置包括排 氣節(jié)流閥、浮筒法、水箱、浮筒和排氣管，排氣管上依次設(shè)有排氣節(jié)流閥和浮筒法，排氣管的 管口伸入浮筒中，浮筒下部完全開放并懸浮在水箱中，浮筒法與浮筒經(jīng)連接桿連接，浮筒法 的開度由浮筒懸浮的高度決定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型氨制冷空氣分離器，其特征在于：所述內(nèi)筒和外筒均設(shè) 有液位計(jì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型氨制冷空氣分離器，其特征在于：所述外筒的外壁上設(shè) 有保溫層。
【文檔編號】F25B43/04GK203881017SQ201420332086
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月21日
【發(fā)明者】銀永忠 申請人:吉首大學(xué)