專利名稱：空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空分設(shè)備，尤其涉及空分設(shè)備中的主冷凝蒸發(fā)器。
背景技術(shù)：
空分設(shè)備，即空氣分離設(shè)備，是利用空氣中各組分物理性質(zhì)不同，從空氣中分離出氧氣、氮?dú)猓蛲瑫r(shí)提取氦氣、氬氣等稀有氣體的過程。最常用的方法是深度冷凍法，其原理是先制冷將空氣液化，然后使液化空氣中在不同的溫度條件下進(jìn)行冷凝蒸發(fā)，利用各組分的沸點(diǎn)不同，分離出氧、氮等所需氣體。主冷凝蒸發(fā)器是空分設(shè)備的重要部件，液化空氣在其中進(jìn)行冷凝蒸發(fā)，從而分離出所需要的氣體。為了增加分離出的氣體量，需要增加主冷凝蒸發(fā)器的容量。由于受到工藝和運(yùn)輸?shù)南拗疲瑔蝹€(gè)主冷凝蒸發(fā)器的尺寸無法做成很大。因此，傳統(tǒng)的主冷凝蒸發(fā)器通常是由多層冷凝蒸發(fā)腔構(gòu)成。圖3所示為傳統(tǒng)的主冷凝蒸發(fā)器。該主冷凝蒸發(fā)器從上至下包括依次連通的四層冷凝蒸發(fā)腔，即第一腔體11、第二腔體12、第三腔體13和第四腔體14。液化空氣依次進(jìn)入該第一腔體11、第二腔體12、第三腔體13和第四腔體14。第一腔體11、第二腔體12和第三腔體13的側(cè)壁離各自底部的預(yù)定高度處分別設(shè)有第一溢流口 110、第二溢流口 120和第三溢流口 130。這樣，當(dāng)進(jìn)入第一腔體11的液化空氣超過第一溢流口 110時(shí)，其向下溢流到第二腔體12 ；當(dāng)進(jìn)入第二腔體12的液化空氣超過第二溢流口 120時(shí)，其向下溢流到第三腔體13 ；當(dāng)進(jìn)入第三腔體13的液化空氣超過第三溢流口 130時(shí)，其向下溢流到第四腔體14。第四腔體14上連接有流量閥19，用于控制第四腔體14的流量。這樣的多層腔體結(jié)構(gòu)能夠增加主冷凝蒸發(fā)器的整體容量，從而提高分離的產(chǎn)量。 但是，這樣的結(jié)構(gòu)具有以下的缺點(diǎn)。首先、液化空氣是依次流入第一腔體11、第二腔體12、第三腔體13和第四腔體14 的。裝置剛啟動(dòng)升溫時(shí)，流入第三腔體13和第四腔體14的流量比較少，有可能出現(xiàn)液氧完全被蒸干，導(dǎo)致甲烷等雜質(zhì)積聚在第三和第四腔體的底部而引起微爆現(xiàn)象，存在安全隱患。 其次，現(xiàn)有的流量閥19僅能調(diào)節(jié)第四腔體14的流量，很難對(duì)整個(gè)主冷凝蒸發(fā)器的流量進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，操作難度大。最后，在第二腔體12和第三腔體13之間另設(shè)有氣管(未示出)， 起氣體連通平衡壓力的作用。由于進(jìn)入第三腔體13的流量無法控制，液化空氣的流量過大時(shí)，可能上升到氣管(未示出)位置將該氣管堵塞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是讓液化空氣盡量均勻地流入到主冷凝蒸發(fā)器的各個(gè)腔體中，防治出現(xiàn)蒸干現(xiàn)象。為此，本發(fā)明提供一種空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器，由上至下至少包括第一腔體、 第二腔體和至少一組腔體對(duì)，每組腔體對(duì)由一個(gè)上腔體和一個(gè)下腔體構(gòu)成，其中所述第一腔體包括設(shè)置在所述第一腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的第一溢流口，以及至少一個(gè)流出口 ；所述第二腔體通過所述第一溢流口與所述第一腔體連通，并且包括設(shè)置在所述第二腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的第二溢流口 ；所述至少一組腔體對(duì)中的上腔體通過所述至少一個(gè)流出口與所述第一腔體連通，并且包括設(shè)置在所述上腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的上腔溢流口 ；所述至少一組腔體對(duì)中的下腔體通過所述上腔溢流口與所述至少一組腔體對(duì)中的上腔體連通，并且包括設(shè)置在所述至少一組腔體對(duì)中的下腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的下腔溢流口。較佳地，所述第二溢流口和所述下腔溢流口分別連接有流量閥。較佳地，所述流出口位于所述第一腔體的底部或者位于靠近底部的側(cè)壁上。較佳地，所述腔體對(duì)為多組，所述第一腔體包括多個(gè)流出口分別連通所述多組腔體對(duì)。在一實(shí)施例中，所述腔體對(duì)為一組，其中第三腔體為上腔體，第四腔體為下腔體， 所述第一腔體包括與所述第三腔體連通的流出口。在另一實(shí)施例中，所述腔體對(duì)為兩組，其中第三腔體和第五腔體為上腔體，第四腔體和第六腔體為下腔體，所述第一腔體包括分別與所述第三腔體和所述第五腔體連通的兩個(gè)流出口。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.第三腔體直接從第一腔體中獲得液化空氣，即使是在設(shè)備啟動(dòng)的初期，也不會(huì)出現(xiàn)液氧蒸干導(dǎo)致雜質(zhì)積聚的現(xiàn)象。2.在第二腔體上增設(shè)流量閥，能夠控制其流量，更方便調(diào)節(jié)，并能防止液體的流量過多堵塞氣管。


圖1為本發(fā)明空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為現(xiàn)有的空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，本發(fā)明空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器由上至下包括第一腔體1、第二腔體2、 第三腔體3和第四腔體4。其中，第一腔體1包括形成在腔體側(cè)壁離底部預(yù)定高度的第一溢流口 101，和流出口 102。第一溢流口 101與第二腔體2相連通，使得從第一腔體1溢流出的液化空氣流入到第二腔體2中。流出口 102設(shè)在第一腔體1的底部或者設(shè)在靠近底部的側(cè)壁上，并與第三腔體3連通，從而使第一腔體1內(nèi)的一部分液化空氣直接流入到第三腔體 3中。第二腔體2包括形成在腔體側(cè)壁離底部預(yù)定高度的第二溢流口 201，該第二溢流口 201不與第三腔體3連通，而是單獨(dú)連接一流量閥9，用于調(diào)節(jié)第二腔體2內(nèi)的流量。第三腔體3包括形成在腔體側(cè)壁離底部預(yù)定高度的第三溢流口 301，其與第四腔體4連通。當(dāng)進(jìn)入第三腔體3的液化空氣超過第三溢流口 301時(shí)，其向下溢流到第四腔體 4。
第四腔體4包括第四溢流口 401，該第四溢流口 401連接有另一流量閥9，用于控制第四腔體4的流量。當(dāng)液化空氣流入第一腔體1時(shí)，一部分液化空氣先從流出口 102流出，進(jìn)入到第三腔體3中；然后隨著更多液化空氣進(jìn)入到第一腔體1并超過第一溢流口 101時(shí)，超出部分的液化空氣溢流到第二腔體2。而進(jìn)入第三腔體3的那一部分液化空氣則在超過第三溢流口 301時(shí)，溢流到第四腔體4中。這樣，第三腔體3和第四腔體4中能在設(shè)備啟動(dòng)的初期，就獲得足夠量的液化空氣，不至于發(fā)生液氧蒸干和雜質(zhì)積聚，消除了安全隱患。本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器包括六個(gè)腔體。如圖2所示， 該主冷凝蒸發(fā)器包括由上至下包括第一腔體1、第二腔體2、第三腔體3、第四腔體4、第五腔體5和第六腔體6。其中的第一至第四腔體中與圖1所示實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)不再贅述。第一腔體1的流出口 101同時(shí)連通第三腔體3和第五腔體5，使得第一腔體1內(nèi)的一部分液化空氣同時(shí)流入到第三腔體3和第五腔體5中。第五腔體5還包括形成在腔體側(cè)壁離底部預(yù)定高度的第五溢流口 501。第五溢流口 501與第六腔體6相連通，使得從第五腔體5溢流出的液化空氣向下流入到第六腔體6中。第六腔體6包括第六溢流口 601，該第六溢流口 601連接有另一流量閥9，用于控制第六腔體6的流量。這樣，當(dāng)增設(shè)第五和第六腔體時(shí)，使第一腔體1中的液化空氣通過流出口 102可同時(shí)流入到第三腔體3和第五腔體5中，避免發(fā)生液氧蒸干和雜質(zhì)積聚，消除了安全隱患。上述實(shí)施例中，液化空氣是經(jīng)由同一流出口 102流到第三腔體3和第五腔體5中， 也可以設(shè)置兩個(gè)流出口 102，分別連通第三腔體3和第五腔體5。在本發(fā)明的另外實(shí)施例中，主冷凝蒸發(fā)器可以包括更多的腔體，例如八個(gè)、十個(gè)， 對(duì)此不作限制。從以上的說明可知，每增加兩個(gè)腔體，則使第一腔體1與其中的前一個(gè)(例如第七、第九等)相連通，而后一個(gè)腔體(例如第八、第十等)與前一個(gè)腔體相連通。第一腔體1上也可根據(jù)腔體的數(shù)量來設(shè)置流出口的數(shù)量。
權(quán)利要求
1.一種空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器，由上至下至少包括第一腔體(1)、第二腔體( 和至少一組腔體對(duì)，每組腔體對(duì)由一個(gè)上腔體(3、幻和一個(gè)下腔體(4、6)構(gòu)成，其特征在于所述第一腔體(1)包括設(shè)置在所述第一腔體(1)側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的第一溢流口(101)，以及至少一個(gè)流出口(102)；所述第二腔體( 通過所述第一溢流口(101)與所述第一腔體(1)連通，并且包括設(shè)置在所述第二腔體( 側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的第二溢流口(201)；所述至少一組腔體對(duì)中的上腔體(3、幻通過所述至少一個(gè)流出口(10 與所述第一腔體(1)連通，并且包括設(shè)置在所述上腔體(3、幻側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的上腔溢流口 (301,501)；所述至少一組腔體對(duì)中的下腔體(4、6)通過所述上腔溢流口(301、501)與所述至少一組腔體對(duì)中的上腔體(3、幻連通，并且包括設(shè)置在所述至少一組腔體對(duì)中的下腔體(4、6) 側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的下腔溢流口 001、601)。
2.如權(quán)利要求1所述的空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器，其特征在于所述第二溢流口(201) 和所述下腔溢流口 G01、601)分別連接有流量閥(9)。
3.如權(quán)利要求1所述的空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器，其特征在于所述流出口(102)位于所述第一腔體(1)的底部或者位于靠近底部的側(cè)壁上。
4.如權(quán)利要求1所述的空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器，其特征在于所述腔體對(duì)為多組，所述第一腔體(1)包括多個(gè)流出口(10 分別連通所述多組腔體對(duì)。
5.如權(quán)利要求1所述的空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器，其特征在于所述腔體對(duì)為一組，其中第三腔體( 為上腔體，第四腔體(4)為下腔體，所述第一腔體(1)包括與所述第三腔體 (3)連通的流出口 (102)。
6.如權(quán)利要求1所述的空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器，其特征在于所述腔體對(duì)為兩組，其中第三腔體( 和第五腔體( 為上腔體，第四腔體(4)和第六腔體(6)為下腔體，所述第一腔體(1)包括分別與所述第三腔體C3)和所述第五腔體( 連通的兩個(gè)流出口(102)。
全文摘要
本發(fā)明是一種空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器，由上至下至少包括第一腔體、第二腔體和至少一組腔體對(duì)，每組腔體對(duì)由一個(gè)上腔體和一個(gè)下腔體構(gòu)成，其中第一腔體包括設(shè)置在第一腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的第一溢流口，以及至少一個(gè)流出口；所述第二腔體通過第一溢流口與所述第一腔體連通，并且包括設(shè)置在第二腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的第二溢流口；所述至少一組腔體對(duì)中的上腔體通過至少一個(gè)流出口與第一腔體連通，并且包括設(shè)置在所述上腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的上腔溢流口；所述至少一組腔體對(duì)中的下腔體通過上腔溢流口與所述至少一組腔體對(duì)中的上腔體連通，并且包括設(shè)置在所述至少一組腔體對(duì)中的下腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的下腔溢流口。
文檔編號(hào)F25J5/00GK102322728SQ201110269928
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者周智勇, 張玉明, 戴張龍, 毛央平, 瓦爾特·克勞斯 申請(qǐng)人:杭州杭氧股份有限公司, 梅塞爾格里斯海姆(中國(guó))投資有限公司