專利名稱:套管式冷凝蒸發(fā)器的制作方法
本實(shí)用新型屬于低溫技術(shù)和化工技術(shù)，可用于空氣分離裝置及其他混合氣體分離裝置。
在一般的空氣分離裝置及其他混合氣體分離裝置中，都有冷凝蒸發(fā)器，目前實(shí)際使用的冷凝蒸發(fā)器有管式和板式兩種。管式的效率很低，板式的價(jià)格昂貴且難以適用于小型設(shè)備。本實(shí)用新型是現(xiàn)有管式冷凝蒸發(fā)器的改進(jìn)。現(xiàn)有的管式冷凝蒸發(fā)器中是一些單層的光滑管，效率較低，可參閱《制冷及低溫技術(shù)》中冊，第117－118頁，機(jī)械工業(yè)出版社1981年出版。
本實(shí)用新型的目的是提高冷凝蒸發(fā)器的效率，降低其成本，并能適用于大、中、小型的各種設(shè)備。
本實(shí)用新型的外殼大體上呈圓筒形，但上部較粗，兩端外凸(圖1)。在外殼內(nèi)固定著四塊垂直于中心線的花板7，6，5，8，依次把外殼內(nèi)的空間分為五個(gè)部分頂腔17、上腔16、中腔20、下腔18和底腔19。在上花板6的中央有一個(gè)圓孔，在中腔的中央有一根中心管11，其上端焊接在上花板6的中央圓孔的邊緣上，使中心管內(nèi)的空間與上腔連通，中心管的下端固定在下花板5上，但中心管內(nèi)的空間并不與下腔通連，而是通過一根細(xì)管23通向外殼的外面。在中腔中有許多平行于中心管的套管25，套管由套在一起的內(nèi)、外兩根管子構(gòu)成(圖2)。在花板6和花板5的相應(yīng)位置上有許多小圓孔，每一根外管的上下兩端剛好分別穿過花板6上的一個(gè)小圓孔和花板5上的一個(gè)小圓孔(圖2)，并分別與花板6和5焊接在一起，使得外管21和內(nèi)管22之間的空間同上腔和下腔相通連，在頂花板7和底花板8上有一些更小的圓孔，每一根內(nèi)管的上下兩端剛好分別穿過花板7上的一個(gè)小圓孔和花板8上的一個(gè)小圓孔(圖2)，并與花板7和8焊接在一起，使內(nèi)管中的空間同頂腔和底腔相通連。在上腔中放置了一些填料。在本實(shí)用新型的外殼上還有若干管道口通向內(nèi)部，圖1中畫出了六個(gè)，其中9和12通向中腔，10，15，14，13分別通向頂腔、上腔、下腔和底腔。
在用于空氣分離裝置時(shí)，本實(shí)用新型的工作情況如下下塔的氮?dú)饨?jīng)過管路9和10分別進(jìn)入中腔和頂腔，進(jìn)入頂腔的部分再進(jìn)入內(nèi)管，兩部分氮?dú)夥謩e在外管的外表面3和內(nèi)管的內(nèi)表面4上冷凝，冷凝后的液氮分別通過管路12和13送入上塔和下塔。液氧由上塔流出，經(jīng)過管路14進(jìn)入下腔，再進(jìn)入外管和內(nèi)管之間的空間并沸騰，產(chǎn)生的氧氣和一些液滴一起進(jìn)入上腔，經(jīng)過填料24后，氧氣由管路15流出，液滴則落入中心管的下方，用液泵通過細(xì)管23抽出部分液氧再送往液氧循環(huán)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于傳熱率高、成本低、體積緊湊，并使整個(gè)氣體分離裝置降低電耗。
由于采用了套管式，與單管式和板式相比，本實(shí)用新型的傳熱率較高；如果在傳熱面3和4上適當(dāng)?shù)刈鲝?qiáng)化處理，其傳熱率更高。由于傳熱率的提高，可使溫差縮小(在空氣分離裝置中可小于1.8K)，從而降低下塔壓力，使整個(gè)裝置的電耗下降。與現(xiàn)有的板式冷凝蒸發(fā)器比較，本實(shí)用新型的成本顯著地低，并能用于高壓裝置。除用于空氣分離裝置外，本實(shí)用新型還可用于天然氣分離，合成氨尾氣利用，石油氣分離和制冷裝置等。
，圖1是本實(shí)用新型的整體示意圖，其中的點(diǎn)劃線25表示套管。圖2是單根套管的示意圖。在附圖中，1是外管內(nèi)表面，2是內(nèi)管外表面，3是外管外表面，4是內(nèi)管內(nèi)表面，5是下花板，6是上花板，7是頂花板，8是底花板，9是中腔入口，10是頂腔口，11是中心管，12是中腔出口，13是底腔口，14是下腔口，15是上腔口，16是上腔，17是頂腔，18是下腔，19是底腔，20是中腔，21是外管，22是內(nèi)管，23是細(xì)管，24是填料，25是套管。
制作本實(shí)用新型的材料可以是紫銅和黃銅，或鋁合金。對外管的外表面3和內(nèi)管的內(nèi)表面4可以拉上一些槽或焊上一些金屬條(平行于中心線)，提高傳熱率；外管的內(nèi)表面1和內(nèi)管的外表面2可以是多孔性傳熱面。填料可以是銅絲或拉西環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種冷凝蒸發(fā)器，其外殼大致呈圓筒形，上部較粗，兩端外凸，其特征在于外殼內(nèi)有垂直于中心線的頂花板(7)、上花板(6)、下花板(5)和底花板(8)依次把內(nèi)部空間分隔成頂腔(17)、上腔(16)、中腔(20)、下腔(18)和底腔(19)等五個(gè)部分，在上花板(6)的中央有一個(gè)圓孔。在中腔(20)的中央有一根中心管(11)，中心管(11)的上端同上花板(6)的中央圓孔的邊緣焊接在一起，中心管(11)的內(nèi)部空間同上腔(16)是連通的，中心管(11)的下端固定在下花板(5)上，但中心管(11)的內(nèi)部空間不與下腔(18)通連，而是通過一根細(xì)管(23)通向外殼的外面，在中腔(20)中有許多平行于中心管(11)的套管(25)，套管(25)由套在一起的外管(21)和內(nèi)管(22)構(gòu)成，在上花板(6)和下花板(5)的相應(yīng)位置上有許多小圓孔，外管(21)的上、下兩端剛好分別穿過上花板(6)上的一個(gè)小圓孔和下花板(5)上的一個(gè)小圓孔，并分別同上花板(6)和下花板(5)焊接在一起，在頂花板(7)和底花板(8)的相應(yīng)位置上有一些更小的圓孔，內(nèi)管(22)的上、下兩端剛好分別穿過頂花板(7)上的一個(gè)小圓孔和底花板(8)上的一個(gè)小圓孔，并分別同頂花板(7)和底花板(8)焊接在一起。
2.按照權(quán)利要求
1所述的冷凝蒸發(fā)器，其特征在于外管的外表面(3)和內(nèi)管的內(nèi)表面(4)上有一些拉出的槽或焊上的金屬條(平行于中心線)。
3.按照權(quán)利要求
1或2所述的冷凝蒸發(fā)器，其特征在于外管的內(nèi)表面(1)和內(nèi)管的外表面(2)是多孔性傳熱面。
專利摘要
本實(shí)用新型屬于低溫技術(shù)和化工技術(shù)，是現(xiàn)有管式冷凝蒸發(fā)器的改進(jìn)。由單層光滑管改為經(jīng)過強(qiáng)化了的雙層套管，大大提高了傳熱效率，從而可以縮小整個(gè)冷凝蒸發(fā)器的尺寸；用在空氣分離裝置中，其溫差可減到1.8K以下。套管式冷凝蒸發(fā)器的成本顯著地低于現(xiàn)有的鈑式冷凝蒸發(fā)器，可適用于大、中、小型的各種混合氣體分離裝置，大、中、小型的各種廠家都能生產(chǎn)。由于溫差的降低，整個(gè)裝置的電耗顯著地低于現(xiàn)有的管式和鈑式冷凝蒸發(fā)器。
文檔編號F25J5/00GK86200767SQ86200767
公開日1987年6月10日 申請日期1986年1月27日
發(fā)明者錢鴻章 申請人:西安交通大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan