冷凝阱的制作方法
【專利摘要】一種冷凝阱設(shè)置有液體供給孔(1)和液體排出孔(9)，以及位于殼體(2)的上側(cè)的蒸汽排出孔(6)。柱形腔室(12)位于殼體(2)中，膨脹活塞(3)能夠在該腔室中移動(dòng)。中空活塞桿(13)附接至膨脹活塞的下側(cè)。液體供給孔(1)與圍繞活塞桿(13)的腔室連通?；钊麠U(13)的壁具有在切向方向上延伸的節(jié)流端口(4)。虹吸管(7)位于活塞桿中節(jié)流端口(4)下方。另一節(jié)流端口(8)位于在活塞桿中虹吸管下方，其由于膨脹活塞(3)向上移動(dòng)而能夠與液體排出孔(9)連通。在另一腔室(10)中活塞桿的底部下方的空間經(jīng)由通道(11)與液體排出孔(9)連通。
【專利說明】冷凝阱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]為了將冷凝液排出至更低的壓力，已知有許多方案，特別是在蒸汽【技術(shù)領(lǐng)域】中。
[0002]如果我們將自己限制于機(jī)械實(shí)施例，它們被細(xì)分為恒溫冷凝阱、機(jī)械冷凝阱和熱力冷凝阱(冷凝阱或蒸汽阱)。在工業(yè)制冷工程中，它們限于多種高度可靠的高壓浮子水尺(float gauge)構(gòu)造。本質(zhì)上,操作蒸發(fā)縮減至浮子,該浮子當(dāng)液位(冷凝液位)上升時(shí)進(jìn)一步打開節(jié)流端口。圖1示出了其典型的應(yīng)用。壓縮的冷卻劑氣體在冷凝器21中冷凝并且被接收在壓力容器22中(見圖1)。浮子水尺23安裝在該壓力容器中。浮子水尺包括浮子，該浮子借助于杠桿附接至節(jié)流閥24。液位越高，更多的冷凝液被允許流過。通過此概念，避免了允許還沒有被壓縮的氣體或惰性氣體。這與用于蒸汽技術(shù)中的許多其他方案形成對照的。膨脹的冷凝液在組合的液滴分離器/循環(huán)容器25中終結(jié)。在該容器中，在節(jié)流操作期間生成的氣體與液體分開。沸騰狀態(tài)下的液體在重力(熱虹吸管)的作用下或借助于泵26進(jìn)入蒸發(fā)器27。蒸發(fā)的液體和多余的液體返回到容器，在容器中蒸汽被壓縮機(jī)28吸走以再次壓縮。
[0003]如果想要使用在冷凝液膨脹時(shí)釋放的能量，存在使用二級(jí)膨脹的可能性。釋放的氣體從而能夠用于驅(qū)動(dòng)膨脹器。在制冷工程中，如果使用了螺旋壓縮機(jī)29，則通常使用二級(jí)膨脹(見圖2)。膨脹的冷卻劑在液滴分離器(節(jié)熱器)30中終結(jié)，在液滴分離器中，閃蒸氣體與液體分開并且被無液滴地添加至螺旋壓縮機(jī)。這個(gè)過程提高了整個(gè)制冷機(jī)設(shè)備的冷卻效率。
【背景技術(shù)】
[0004]對于在專利申請NL2006332中描述的膨脹器驅(qū)動(dòng)的泵，需要相似的二級(jí)膨脹。上述節(jié)熱器系統(tǒng)及其兩個(gè)浮子水尺和液滴分離器過于龐大，因而對這來說是昂貴的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供用于二級(jí)膨脹的成本有效的冷凝阱。為此，根據(jù)本發(fā)明的冷凝阱的特征在于其包括設(shè)置有位于側(cè)壁中的液體供給孔和位于側(cè)壁中液體供給孔下方的液體排出孔的殼體，該殼體容納連接至液體供給孔的柱形腔室，在腔室中膨脹活塞能夠移動(dòng)，該活塞具有附接至其下側(cè)的中空活塞桿并且該活塞桿具有小于膨脹活塞的外直徑的外直徑，同時(shí)液體供給孔與圍繞活塞桿的腔室連通，活塞桿的壁具有至少單個(gè)節(jié)流端口，虹吸管位于活塞桿中節(jié)流端口下方，該虹吸管經(jīng)由敞開的上側(cè)與活塞桿中的空間連通并經(jīng)由敞開的下側(cè)與活塞桿中活塞桿底部上方的空間連通，在活塞桿的底部上方的空間處，另一個(gè)節(jié)流端口位于活塞的壁中虹吸管的上側(cè)下方，并且由于膨脹活塞向上的位移，能夠使該節(jié)流端口與液體排出孔連通，同時(shí)在又一腔室中活塞桿的底部下方的空間經(jīng)由通道與液體排出孔連通。
[0006]找到的方案是全新類型的冷凝阱，并且該方案是基于如果在某個(gè)所謂的臨界壓差下膨脹(節(jié)流)介質(zhì)則存在質(zhì)量流差異。超過某個(gè)所謂的臨界壓差后，扼流將出現(xiàn)。從而，節(jié)流作用的龍骨中的速度是音速。結(jié)果，通過龍骨的容積流量是固定的。當(dāng)節(jié)流作用開始時(shí)，節(jié)流作用導(dǎo)致的質(zhì)量流因而僅取決于介質(zhì)的密度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的冷凝阱的一個(gè)實(shí)施例的特征在于節(jié)流端口在活塞桿的切向方向延伸。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的冷凝阱的另一實(shí)施例的特征在于蒸汽排放孔位于殼體的上側(cè)中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]將基于根據(jù)本發(fā)明的冷凝阱的實(shí)施例的示例同時(shí)參考所附的附圖在下文中更全面地闡述本發(fā)明，其中:
[0010]圖1示出了包括冷凝器的已知環(huán)境；
[0011]圖2示出了包括冷凝器的另一已知環(huán)境；
[0012]圖3以縱向截面示出了根據(jù)本發(fā)明的冷凝阱的實(shí)施例；
[0013]圖4示出了圖3中示出的冷凝器的沿著線IV-1V截取的截面；以及
[0014]圖5示出了圖3中示出的冷凝器的沿著線V-V截取的截面。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖3至5示出了根據(jù)本發(fā)明的冷凝阱的實(shí)施例。冷凝阱包括殼體2，該殼體2具有位于側(cè)壁中的液體供給孔1、位于側(cè)壁中液體供給孔下方的液體排出孔9以及位于殼體2的上側(cè)中的蒸汽排放孔6。
[0016]殼體2容納連接至液體供給孔的柱形腔室12，膨脹活塞3在該柱形腔室中能夠移動(dòng)。中空活塞桿13附接至膨脹活塞的下側(cè)。該活塞桿具有小于膨脹活塞的外直徑的外直徑，同時(shí)液體供給孔I圍繞活塞桿13與腔室連通。
[0017]活塞桿13的壁具有在切向方向上延伸的節(jié)流端口 4。在節(jié)流端口 4下方，活塞桿具有虹吸管7，該虹吸管7經(jīng)由敞開的上側(cè)連接至活塞桿13的空間5并且經(jīng)由敞開的下側(cè)連接至活塞桿中位于活塞桿底部上方的空間。另一個(gè)節(jié)流端口 8位于活塞桿的壁中位于虹吸管的上側(cè)下方，并且由于膨脹活塞3向上的位移能夠與液體排出孔9連通。
[0018]在另一腔室10中活塞桿的底部下方的空間經(jīng)由通道11與液體排出孔9連通。
[0019]冷凝阱的操作將在下文中描述。介質(zhì)通過液體供給孔I進(jìn)入殼體2。經(jīng)由殼體2中圍繞膨脹活塞3的環(huán)形腔室，介質(zhì)從而流入切向的節(jié)流端口 4。它們可以是狹槽或多個(gè)豎直地設(shè)置的膛孔，其具有或不具有插入件或涂層以對付附近的氣穴。
[0020]在切向的節(jié)流端口 4中，介質(zhì)膨脹至中空活塞桿13的空間5(小氣旋)中普遍的壓力。如果通過液體供給孔I進(jìn)入的介質(zhì)是純液體(冷凝液)，閃蒸氣體將在節(jié)流后生成。切向節(jié)流端口 4導(dǎo)致膨脹的冷凝液經(jīng)歷快速的自旋，從而液體和閃蒸氣體分離。閃蒸氣體通過蒸汽排出孔6被排出。蒸汽排出孔6可具有圖3所示的構(gòu)造，其也可以接通至空間5。
[0021]液體向下旋轉(zhuǎn)，從而經(jīng)由虹吸管7和另一個(gè)節(jié)流端口 8膨脹至液體排出孔9中的退出壓力。以下壓力在膨脹活塞3上普遍:
[0022]1、圍繞活塞桿并且在膨脹活塞3下方的環(huán)形腔室中的進(jìn)入壓力(冷凝壓力)，
[0023]2、在膨脹活塞3上方和活塞桿13的底部上方的中間壓力(節(jié)熱器壓力或膨脹器饋送壓力)，和[0024]3、活塞桿13的底部下方的退出壓力(蒸發(fā)器壓力)。
[0025]膨脹活塞3與活塞桿13的直徑的選擇結(jié)合節(jié)流端口 4和所述另一節(jié)流端口 8的選擇是獲得的中間壓力的決定因素。
[0026]如果氣體代替液體出現(xiàn)，通過節(jié)流端口 4的質(zhì)量流將由于堵塞而顯著減小。稍后這樣將在所述另一節(jié)流端口 8中發(fā)生。因?yàn)樵诠?jié)流端口 8中的第二節(jié)流操作相比于節(jié)流端口 4中的第一節(jié)流操作總能夠處理更少的質(zhì)量流，中間壓力將上升并且迫使膨脹活塞3向下運(yùn)動(dòng)，并由此減小節(jié)流端口。在活塞桿13的底部下方總有經(jīng)由通道11普遍的退出壓力。當(dāng)活塞阻斷兩個(gè)節(jié)流端口時(shí)，空間5中的壓力將下降并且膨脹活塞3將恢復(fù)其向上的移動(dòng)。
[0027]膨脹活塞3和活塞桿13的直徑的選擇結(jié)合節(jié)流端口 4和所述另一節(jié)流端口 8的大小的選擇取決于:
[0028]1、將膨脹的介質(zhì)；和
[0029]2、普遍的進(jìn)入和退出壓力，以及
[0030]3、期望的中間壓力，以及
[0031]4、閃蒸氣體是否排出。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的冷凝阱的獨(dú)一無二之處在于:
[0033]1、其基于如果氣體而非液體被節(jié)流，質(zhì)量流會(huì)顯著地減小的原理工作。其基于的物理現(xiàn)象稱為扼流。在允許氣體通過時(shí)，中間壓力上升，并且因此將在膨脹活塞上生成力，從而膨脹活塞向下運(yùn)動(dòng)并減小節(jié)流端口；
[0034]2、其能夠用作用于螺旋壓縮機(jī)的膨脹器或節(jié)熱器端口的氣體供給；
[0035]3、其能夠用作沒有閃蒸氣體排出的“普通”冷凝阱；
[0036]4、其僅包括單個(gè)運(yùn)動(dòng)部分。
[0037]雖然在上面通過參照附圖描述了本發(fā)明，應(yīng)觀察到的是本發(fā)明并不通過任何方式或手段被限制于附圖中示出的實(shí)施例。本發(fā)明還可延伸至在權(quán)利要求限定的范圍和宗旨中不同于附圖中示出的實(shí)施例的所有實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種冷凝阱，其特征在于所述冷凝阱包括殼體(2)，該殼體設(shè)置有位于側(cè)壁中的液體供給孔(I)和位于側(cè)壁中所述液體供給孔下方的液體排出孔(9)，所述殼體容納連接至液體供給孔的柱形腔室(12)，在該柱形腔室中膨脹活塞(3)能夠移動(dòng)，所述膨脹活塞具有附接至其下側(cè)的中空活塞桿(13)，并且該活塞桿具有小于所述膨脹活塞的外直徑的外直徑，而液體供給孔與圍繞活塞桿的腔室連通，并且所述活塞桿的壁具有至少單個(gè)節(jié)流端口(4)，虹吸管(7)位于所述活塞桿中所述節(jié)流端口下方，該虹吸管經(jīng)由敞開的上側(cè)與活塞桿的空間(5)連通并且經(jīng)由敞開的下側(cè)與活塞桿中活塞桿底部上方的空間連通，在活塞桿底部上方空間處，另一節(jié)流端口(8)位于所述活塞桿的壁中虹吸管的上側(cè)下方，并且由于所述膨脹活塞的向上位移，所述另一節(jié)流端口(8)能夠與所述液體排出孔(9)連通，而另一腔室(10)中活塞桿的底部下方的空間經(jīng)由通道(11)與所述液體排出孔(9)連通。
2.如權(quán)利要求1所述的冷凝阱，其特征在于所述節(jié)流端口(4)在所述活塞桿(13)的切向方向上延伸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的冷凝阱，其特征在于蒸汽排出孔(6)位于所述殼體(2)的上側(cè)。
【文檔編號(hào)】F16T1/14GK103998850SQ201280061331
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月12日
【發(fā)明者】T.M.C.巴塞洛繆斯 申請人:Th 維特冷卻機(jī)制造廠有限責(zé)任公司