新型氨制冷空气分离器制造技术

本发明专利技术公开了一种新型氨制冷空气分离器，包括列管换热器，列管换热器的下管程连接冷却水进水管，上管程连接冷却水出水管，列管换热器壳程顶部设有进气口，壳程底部经管道、阀门和膨胀阀接通内筒底部，内筒顶部经管道和阀门接通氨制冷系统的低压端；内筒外设有外筒，内筒外壁和外筒内壁形成密封的腔体，内筒外壁上焊接有翅片板，翅片板位于密封腔体内；列管换热器壳程中下部经管道和阀门接通密封腔体的下部，密封腔体的上部连接排气装置；内筒内壁形成的腔体与密封腔体经管道和膨胀阀接通。本发明专利技术换热效率高，空气去除彻底，并实现自动排除空气，结构简单，实用性强，前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
新型氨制冷空气分离器
本专利技术涉及一种氨制冷装置中用于去除空气的的分离器。
技术介绍
氨具有优良的热力学性能，在较大型的制冷系统中，一般都是采用氨作为制冷剂。在制冷的压缩、冷凝、节流、蒸发四步循环中，氨的冷凝是其中四步循环之一，氨冷凝器就是利用循环水换热实现氨蒸汽的冷凝液化，氨冷凝器一般设计压力接近2.5MP，是典型的压力容器。在氨的冷凝循环中，总传热系数受较多的因素影响，其中受混入其中的不凝性气体影响非常大，实际生产中的不凝性气体一般就是空气，由于在氨蒸汽的冷凝过程中，氨蒸汽定向移向换热表面换热冷凝，这样的过程中只要有少量不凝性气体就会富集在换热表面，形成空气富集膜。氨蒸汽要实现冷凝，必须以扩散方式穿过空气膜，产生很大的传质阻力，直接使总传热系数降到很低，严重影响冷凝过程。一旦冷凝压力上升，直接使压缩机排气压力升高，引起压缩机电力消耗严重超标，导致制冷效果恶化，因此必须除去系统中的空气。虽然在氨制冷系统中都有空气分离器，但由于传统空气分离器功能的局限性，传热系数较低、不能自动排除空气，所以操作不便，也很难将系统中的空气彻底去除。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种新型氨制冷空气分离器，该空气分离器可有效提高换热系数，并实现自动排除空气，具有结构简单，实用性强的特点。为克服现有技术的不足，本专利技术采取以下技术方案: 一种新型氨制冷空气分离器，包括列管换热器，其特征在于:列管换热器的下管程连接冷却水进水管，上管程连接冷却水出水管，列管换热器壳程顶部设有进气口，壳程底部经管道、阀门和膨胀阀接通内筒底部，内筒顶部经管道和阀门接通氨制冷系统的低压端；内筒外设有外筒，内筒外壁和外筒内壁形成密封的腔体，内筒外壁上焊接有翅片板，翅片板位于密封腔体内；列管换热器壳程中下部经管道和阀门接通密封腔体的下部，密封腔体的上部连接排气装置；内筒内壁形成的腔体与密封腔体经管道和膨胀阀接通。所述排气装置包括排气节流阀、浮筒法、水箱、浮筒和排气管，排气管上依次设有排气节流阀和浮筒法，排气管的管口伸入浮筒中，浮筒下部完全开放并悬浮在水箱中，浮筒法与浮筒经连接杆连接，浮筒法的开度由浮筒悬浮的高度决定。所述内筒和外筒均设有液位计，便于观察内筒和外筒的液位。所述外筒的外壁上设有保温层，防止冷量流失。含有空气等不凝性气体的高温、高压氨蒸汽从列管换热器壳程顶部的进气口进入，与管程的冷却水换热，大部分氨蒸汽被液化，液化后的液氨流向列管换热器壳程的底部，少量未液化的氨蒸汽和绝大部分不凝性气体由于氨蒸汽的携带作用，聚集在换热器壳程的中下部。调控相关阀门可以控制进行去除空气等不凝性气体的混合气流量。列管换热器壳程底部的液氨经管道和阀门流向内筒，调节阀门可使内筒接通低压，压力降低后，内筒腔体内的液氨就能迅速吸热汽化并回到低压系统，实现氨的循环和物料平衡。由于内筒腔体内的液氨迅速吸热汽化，使得翅片和外筒的温度大幅度降低。调控膨胀阀可使内筒和外筒的氨液面保持一定的高度，内外筒液面达到一定高度再接通低压，可以保证液面下的内筒内壁较高的换热系数，翅片可以获得较大的换热面积。需要去除空气等不凝性气体的混合气由阀门控制进入外筒液面下，外筒液相被内筒高效换热降低到很低温度，所以混合气体在穿过液相溢出液面的过程中，直接接触液相氨被高效冷却、冷凝，其中的氨蒸汽被第一次冷凝；剩余气体继续上升，被翅片可靠降温，其中氨在外筒、内筒之间是等同冷凝器高压，但又被内筒强烈换热降温，氨在低温高压条件下能完全冷凝下沉。通过排气节流阀节流控制排出不凝气体流量，浮筒法被浮筒控制打开与关闭，浮筒下部完全开放，排气管伸入其中。当排出是空气时，浮筒内充满空气，浮筒上浮带动连接杆将浮筒法打开排气；当排出是氨的时候，由于氨可大量溶解在水中，浮筒内氨溶解就会充满水，浮筒会下沉，将浮筒法自动关闭，实现自动排气、自动关闭。与现有技术相比，本专利技术的有益效果还在于: 两级高效换热冷凝保证氨蒸汽高效冷凝和分离；水密闭浮筒受气体溶解性影响，实现自动上浮、下沉，控制阀门自动开启和关闭并排出不凝性气体，巧妙方式实现了排气的智能化和自动化控制；由于高效换热冷凝分离和自动排气，因而大大提高了工作效率，排气也更彻底；本专利技术设备结构简单、可靠，便于操作与维护，实用性强，市场前景广阔。【附图说明】图1是新型氨制冷空气分离器的平面结构示意图。图2是内筒、翅片板和外筒的A-A截面图。图中各标号表不: 1、冷却水出水管；2、冷凝器进气口 ；3、列管换热器；4-7、阀门；8、冷却水进水管；9、夕卜筒液位计；10_11、膨胀阀；12、外筒液位；13、内筒液位计；14、内筒液位；15、翅片板；16、外筒；17、内筒；18、排气节流阀；19、浮筒法；20、水箱；21、浮筒。【具体实施方式】[0021 ] 现结合附图，对本专利技术进一步具体说明。如图1和图2所示新型氨制冷空气分离器，包括列管换热器3，列管换热器的下管程连接冷却水进水管8，上管程连接冷却水出水管I，列管换热器壳程顶部设有进气口 2，壳程底部经管道、阀门5和膨胀阀11接通内筒17底部，内筒17顶部经管道和阀门7接通氨制冷系统的低压端；内筒17外设有外筒16,内筒17外壁和外筒16内壁形成密封的腔体，内筒外壁上焊接有翅片板15，翅片板15位于密封腔体内；列管换热器3壳程中下部经管道和阀门4、6接通密封腔体的下部，密封腔体的上部连接排气装置；内筒内壁形成的腔体与密封腔体经管道和膨胀阀10接通。所述排气装置包括排气节流阀18、浮筒法19、水箱20、浮筒21和排气管，排气管上依次设有排气节流阀18和浮筒法19，排气管的管口伸入浮筒19中，浮筒下部完全开放并悬浮在水箱20中，浮筒法19与浮筒21经连接杆连接，浮筒法19的开度由浮筒19悬浮的高度决定。所述内筒17和外筒16分别设有液位计13、9，便于观察内筒和外筒的液位14、12。所述外筒16的外壁上设有保温层，防止冷量流失。含有空气等不凝性气体的高温、高压氨蒸汽从列管换热器3壳程顶部的进气口 2进入，与管程的冷却水换热，大部分氨蒸汽被液化，液化后的液氨流向列管换热器壳程的底部，少量未液化的氨蒸汽和绝大部分不凝性气体由于氨蒸汽的携带作用，聚集在换热器壳程的中下部。调控阀门6可以控制进行去除空气等不凝性气体的混合气流量。列管换热器3壳程底部的液氨经管道和阀门5、11流向内筒，调节阀门7可使内筒17接通低压，压力降低后，内筒腔体内的液氨就能迅速吸热汽化并回到低压系统，实现氨的循环和物料平衡。由于内筒腔体内的液氨迅速吸热汽化，使得翅片15和外筒16的温度大幅度降低。调控膨胀阀10、11可使内筒和外筒的氨液面14、12保持一定的高度，内外筒液面14、12达到一定高度再接通低压，可以保证液面下的内筒内壁较高的换热系数，翅片15可以获得较大的换热面积。需要去除空气等不凝性气体的混合气由阀门4、6控制进入外筒液面12下，外筒液相被内筒高效换热降低到很低温度，所以混合气体在穿过液相溢出液面的过程中，直接接触液相氨被高效冷却、冷凝，其中的氨蒸汽被第一次冷凝；剩余气体继续上升，被翅片15可靠降温，其中氨在外筒、内筒之间是等同冷凝器高压，但又被内筒强烈换热降温，氨在低温高压条件下能完全冷凝下沉。通过排气节流阀1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型氨制冷空气分离器，包括列管换热器，其特征在于：列管换热器的下管程连接冷却水进水管，上管程连接冷却水出水管，列管换热器壳程顶部设有进气口，壳程底部经管道、阀门和膨胀阀接通内筒底部，内筒顶部经管道和阀门接通氨制冷系统的低压端；内筒外设有外筒，内筒外壁和外筒内壁形成密封的腔体，内筒外壁上焊接有翅片板，翅片板位于密封腔体内；列管换热器壳程中下部经管道和阀门接通密封腔体的下部，密封腔体的上部连接排气装置；内筒内壁形成的腔体与密封腔体经管道和膨胀阀接通。

【技术特征摘要】
1.一种新型氨制冷空气分离器，包括列管换热器，其特征在于:列管换热器的下管程连接冷却水进水管，上管程连接冷却水出水管，列管换热器壳程顶部设有进气口，壳程底部经管道、阀门和膨胀阀接通内筒底部，内筒顶部经管道和阀门接通氨制冷系统的低压端；内筒外设有外筒，内筒外壁和外筒内壁形成密封的腔体，内筒外壁上焊接有翅片板，翅片板位于密封腔体内；列管换热器壳程中下部经管道和阀门接通密封腔体的下部，密封腔体的上部连接排气装置；内筒内壁形成的腔体与密封腔体经管道和膨...

【专利技术属性】
技术研发人员：银永忠，
申请(专利权)人：吉首大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43