專利名稱：氣水混合強(qiáng)化換熱氣體凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種氣水混合強(qiáng)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(yīng)用的101·62－00型管片式冷卻器，其結(jié)構(gòu)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(shí)當(dāng)壓縮空氣從冷卻進(jìn)口a進(jìn)入緩沖室2經(jīng)過(guò)冷卻器芯體4時(shí)，氣體速度突然降低。造成油滴從氣體中分離出來(lái)，沉積于緩沖室2內(nèi)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(shù)只有100W／m2℃左右，特別是使用一段時(shí)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(dá)到70～80℃，有時(shí)甚至高達(dá)100℃，此時(shí)從冷卻器中出來(lái)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(jīng)過(guò)這種冷卻器的氣體含油、塵量大，不能適用于對(duì)氣體質(zhì)量要求高的場(chǎng)合；管片式換熱元件，水走管內(nèi)，氣走管外的翅片間，這種結(jié)構(gòu)在氣流速度較大時(shí)，會(huì)因翅片振動(dòng)聲和外殼的共鳴，產(chǎn)生很大的噪聲。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種能夠避免在冷卻器內(nèi)部產(chǎn)生積碳、傳熱系數(shù)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(qiáng)化換熱氣體凈化裝置。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)達(dá)到1.冷卻器的下部為錐形緩沖室，該緩沖室內(nèi)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(dāng)高溫氣體進(jìn)入緩沖室并通過(guò)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(méi)有蒸發(fā)的水的溫度也會(huì)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(huì)產(chǎn)生積碳，且氣體進(jìn)口處沒(méi)有氣流的死角，根除了積碳產(chǎn)生的溫度條件，因此冷卻器不會(huì)著火。
2.冷卻器的中部為管殼式換熱器，管間殼程設(shè)有折流板，以提高水流速度，縱向設(shè)置的換熱管內(nèi)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(nèi)通過(guò)，冷卻水在管外流動(dòng)，這樣可強(qiáng)化換熱，飽和濕空氣與油、水混合物進(jìn)入列管后，不斷地沖刷換熱壁面，油膜就不會(huì)產(chǎn)生，同時(shí)由于濕空氣比干空氣的導(dǎo)熱性能好及水蒸氣冷凝放熱以及紊流的作用，使傳熱系數(shù)大幅度提高，氣體溫度大幅度降低。同時(shí)，由于采用了列管式換熱器元件，氣體走管內(nèi)，水走管外，氣體很難吹動(dòng)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(guò)濾網(wǎng)都對(duì)氣流產(chǎn)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(shè)有用濾網(wǎng)卷制成的網(wǎng)格式除霧濾網(wǎng)，分離室的下部貯水并通過(guò)管道與冷卻器下部的緩沖室相通，水循環(huán)使用。當(dāng)氣水混合上升至分離器后，其中的油水及雜質(zhì)分離下來(lái)，氣體再經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)，即可得到潔凈的氣體。
圖2為氣體混合強(qiáng)化換熱氣水凈化裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖，上部的油水分離器為本實(shí)用新型第一種形式；圖3為本實(shí)用新型油水分離器的第二種形式的結(jié)構(gòu)剖視圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)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(guò)法蘭連接成一整體。緩沖室6內(nèi)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(nèi)設(shè)有圓形填塞物32，列管外有與列管相垂直的折流板29點(diǎn)焊在換熱器外，分離器有兩種構(gòu)型Ⅰ型如圖2所示，錐形導(dǎo)出管28焊接在分離室13的底部，分離器14通過(guò)套筒21套裝在錐形導(dǎo)出管28上，套筒21中部的外面焊接著內(nèi)圈17，16片導(dǎo)風(fēng)葉片15焊接在內(nèi)圈17和外圈16之間，起二次導(dǎo)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(nèi)部焊有隔板25，在隔板下的套筒上焊有導(dǎo)流管19，將分離器、套筒和分離室連通，起一次導(dǎo)流作用。整個(gè)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(shè)有液面管27可觀察分離室中的水位。分離器的上面設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)23，固焊在封頭22之內(nèi)，過(guò)濾網(wǎng)23由鋼絲和尼龍絲網(wǎng)卷制而成。
壓縮空氣從下向上進(jìn)入錐形緩沖室6，水經(jīng)水管11內(nèi)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(guò)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(qiáng)制降溫，形成飽和濕空氣、蒸氣和油水混合物。該混合物經(jīng)換熱管30與冷卻水進(jìn)行換熱，溫度降低，流出換熱器10，經(jīng)錐形導(dǎo)出管28進(jìn)入分離器中。
飽和濕空氣混合物從錐形導(dǎo)出管28流到中心氣室過(guò)導(dǎo)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(jìn)行旋轉(zhuǎn)分離和重力分離，分離出的油水及雜質(zhì)順?lè)蛛x室殼壁流回貯水室中?？諝饣旌衔镄D(zhuǎn)到分離器殼14下面后又順其 殼內(nèi)壁而上，經(jīng)導(dǎo)向葉片115導(dǎo)向，繼續(xù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)分離，分離出的油、水及其雜質(zhì)經(jīng)排污管26流回貯水室，空氣混合物然后進(jìn)入分離器殼14上部和上封頭22下部進(jìn)行重力沉降，油水及雜質(zhì)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(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)23進(jìn)行過(guò)濾，這樣除去了壓縮空氣中的油水及雜質(zhì)，潔凈的空氣經(jīng)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(dǎo)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(dǎo)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(lái)，隔板46上有缺口，正對(duì)著該缺口的套筒上部外面焊有兩片螺旋導(dǎo)向板43，起一次導(dǎo)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(nèi)圓焊接著外圈47，有四片螺旋導(dǎo)向板34焊接于外圈47和套筒44之間，起二次導(dǎo)向作用。在錐形分離筒外面四周布置有8～10個(gè)筒狀過(guò)濾網(wǎng)39，過(guò)濾網(wǎng)由鋼絲網(wǎng)和工業(yè)用過(guò)濾氈卷制而成，過(guò)濾網(wǎng)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(gè)，螺栓將頂板和支承板連接起來(lái)，亦即將分離器和支承板40連接起來(lái)。同時(shí)可根據(jù)分離室內(nèi)水面高度來(lái)調(diào)節(jié)分離器的高度，整個(gè)分離器過(guò)濾網(wǎng)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(dǎo)出管經(jīng)套筒44排到錐形分離室42，經(jīng)套筒44外的螺旋導(dǎo)向板43導(dǎo)向，在錐形分離室42和套筒之間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)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(zhì)，經(jīng)分離室下部排污管33流回貯水室13?？諝饣旌衔锝?jīng)導(dǎo)向葉片34導(dǎo)向，再度旋轉(zhuǎn)，一方面可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)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(jīng)第二次分離后，壓縮空氣經(jīng)貯水室上部、上封頭22下部的過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾，上升到上封頭22內(nèi)進(jìn)行再次重力沉降，分離出的油水、雜質(zhì)經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)底部的排污管排到貯水室。這樣經(jīng)多次分離和過(guò)濾，空氣就變得潔凈了，并從上封頭上部的排氣管排出。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.由于本實(shí)用新型沒(méi)有積碳產(chǎn)生和沉積，因而就不會(huì)在壓縮機(jī)冷卻器及排氣管路發(fā)生著火爆炸，運(yùn)行安全可靠。
2.換熱系數(shù)高達(dá)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(jìn)口溫度的溫差小于10℃。
4.除油、雜質(zhì)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(jī)排氣系統(tǒng)的噪聲。
6.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(quán)利要求1.一種氣水混合強(qiáng)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(shè)置在該緩沖室內(nèi)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(cè)壁穿入的開分水孔的環(huán)形分水管8構(gòu)成；②換熱部分由換熱器殼10、沿?fù)Q熱器殼軸向設(shè)置的內(nèi)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(gòu)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(dǎo)出管28、離心式分離器、支持板20、濾網(wǎng)23、29、以及上封頭22結(jié)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(jù)權(quán)利要求1所述的氣水混合強(qiáng)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(dǎo)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(nèi)圈17、導(dǎo)風(fēng)葉片15、外圈16、帶有排污管26的擋板18、焊在套筒21上端內(nèi)部的隔板25、焊在隔板25下邊套筒外部的導(dǎo)流管19、以及焊在隔板25上邊套筒外部的折流板24構(gòu)成。并焊接在支持板20下，與過(guò)濾網(wǎng)23正對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣水混合強(qiáng)化換熱氣體凈化裝置。其特征是過(guò)濾網(wǎng)23由鋼絲網(wǎng)和尼龍絲網(wǎng)卷制而成，并且水平固焊在封頭22之內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣水混合強(qiáng)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(dǎo)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(dǎo)向板34、焊于套筒44上部外面且與隔板缺口正對(duì)的兩片螺旋導(dǎo)向板43、以及焊接在錐形分離筒頂板41上的螺栓34構(gòu)成，該離心式分離器通過(guò)螺栓34連接在帶有過(guò)濾網(wǎng)39的支承板40的中心孔上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的氣水混合強(qiáng)化換熱氣體凈化裝置。其特征是過(guò)濾網(wǎng)39由鋼絲網(wǎng)和工業(yè)用過(guò)濾氈卷制成8～10個(gè)筒狀過(guò)濾網(wǎng)，均勻固焊在圓形支承板40的邊緣部。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種氣水混合強(qiáng)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(diǎn)是避免積碳、換熱系數(shù)高，可達(dá)580～930W/m
文檔編號(hào)F28C3/06GK2051728SQ8822036
公開日1990年1月24日 申請(qǐng)日期1988年11月23日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:西安交通大學(xué), 第二汽車制造廠技術(shù)裝備部, 湖北空壓機(jī)廠