一種高效液體氣化器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低溫液體氣化裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效液體氣化器。
【背景技術(shù)】
[0002]在低溫液體氣化中，空溫式氣化器為常用的一種型式，該型式的氣化器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。但是，因?yàn)槠鋬?nèi)部液體分布不均勻，有很大一部分液體是通過(guò)氣化管道中心流過(guò)的，存在缺點(diǎn)有:氣化強(qiáng)度不高，受氣體溫度影響較大，在苛刻工況下會(huì)造成氣化不完全的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高效液體氣化器，以克服常規(guī)的空溫式氣化器氣化強(qiáng)度低、氣化不完全的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高效液體氣化器，包括上聯(lián)箱、下聯(lián)箱和多個(gè)豎直設(shè)置在上聯(lián)箱和下聯(lián)箱之間的氣化管道，上聯(lián)箱上設(shè)有氣化器進(jìn)口，上聯(lián)箱將輸送至氣化器的液體匯集，并將液體分配至各個(gè)氣化管道，氣化器內(nèi)的液體在各個(gè)氣化管道內(nèi)進(jìn)行換熱并發(fā)生氣化，各個(gè)氣化管道內(nèi)的氣體收集在下聯(lián)箱內(nèi)，并通過(guò)下聯(lián)箱上設(shè)置的氣化器出口流出，所述上聯(lián)箱與氣化管道連接處設(shè)有液體分布裝置，液體分布裝置對(duì)進(jìn)入到氣化管道內(nèi)的液體進(jìn)行分散，并使分散的液體整體呈一定的旋向進(jìn)入氣化管道。
[0005]所述液體分布裝置內(nèi)自上而下并列設(shè)有多個(gè)液體通道，各個(gè)液體通道的出口相對(duì)其進(jìn)口均偏離豎直方向設(shè)置，并且在水平面內(nèi)均朝著順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蚱x相同角度。
[0006]所述氣化管道的內(nèi)壁上設(shè)置有螺紋，螺紋的旋向與從液體分布裝置出來(lái)的液體的旋向一致。
[0007]具體地，所述上聯(lián)箱和下聯(lián)箱均為兩端封閉的管道結(jié)構(gòu)，兩者管壁上均設(shè)有多個(gè)與氣化管道連接的開(kāi)孔，所述液體分布裝置整體為圓柱體結(jié)構(gòu)，其安裝在氣化管道的進(jìn)口端。
[0008]有益效果:本發(fā)明中螺旋型液體分布裝置能夠使低溫液體按照一定的旋向角度均勻分布于氣化管道內(nèi)表面，增加接觸面積，并形成紊流，增強(qiáng)了傳熱效果。氣化器管道采用了內(nèi)螺旋管道，配合螺旋型液體分布器，進(jìn)一步強(qiáng)化了換熱特性，提高了換熱效果，從而提高了氣化器的氣化強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明氣化器進(jìn)一步增設(shè)有積液器后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的液體分布裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2的A向視圖。
[0010]圖中標(biāo)記為:1_1、止回閥I，1-2、止回閥II，2、進(jìn)液母管，3、上聯(lián)箱，4、氣化管道，5、下聯(lián)箱，6、積液器，7、循環(huán)栗，8-1、電磁閥I，8-2、電磁閥II，9、液體分布裝置，9_1、液體通道，10、控制器。
[0011]具體實(shí)施方法
如圖1所示，一種高效液體氣化器，包括上聯(lián)箱3、下聯(lián)箱5和多個(gè)豎直設(shè)置在上聯(lián)箱3和下聯(lián)箱5之間的氣化管道4，上聯(lián)箱3上設(shè)有氣化器進(jìn)口，上聯(lián)箱3將輸送至氣化器的液體匯集，并將液體分配至各個(gè)氣化管道4，氣化器內(nèi)的液體在各個(gè)氣化管道4內(nèi)進(jìn)行換熱并發(fā)生氣化，各個(gè)氣化管道4內(nèi)的氣體收集在下聯(lián)箱5內(nèi)，并通過(guò)下聯(lián)箱5上設(shè)置的氣化器出口流出，所述上聯(lián)箱3與氣化管道4連接處設(shè)有液體分布裝置9，液體分布裝置9對(duì)進(jìn)入到氣化管道4內(nèi)的液體進(jìn)行分散，并使分散的液體整體呈一定的旋向進(jìn)入氣化管道4。
[0012]如圖2和圖3所示，液體分布裝置9內(nèi)自上而下并列設(shè)有多個(gè)液體通道9-1，各個(gè)液體通道9-1的出口相對(duì)其進(jìn)口均偏離豎直方向設(shè)置，并且在水平面內(nèi)均朝著順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蚱x相同角度。
[0013]液體分布裝置9內(nèi)的多個(gè)液體通道9-1對(duì)從上聯(lián)箱3進(jìn)入到氣化管道4的液體進(jìn)行了分散，且因?yàn)楦鱾€(gè)液體通道9-1的整體結(jié)構(gòu)使得分散后的液體整體呈一定的旋向進(jìn)入氣化管道4，使得液體能夠按照一定的旋向角度均勻分布在氣化管道4的內(nèi)壁上，增加接觸面積，形成紊流，增強(qiáng)了傳熱效果。更進(jìn)一步地，氣化管道4采用三維內(nèi)螺旋結(jié)構(gòu)，在氣化管道4的內(nèi)壁上設(shè)置有螺紋，使得氣化管道內(nèi)的液體以螺旋方式流動(dòng)換熱，氣化管道內(nèi)螺紋的旋向與從液體分布裝置出來(lái)的液體的旋向一致，螺紋的傾角與液體從液體分布裝置進(jìn)入氣化管道的傾角一致，本發(fā)明內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)的氣化管道與液體分布裝置配合使用，能夠進(jìn)一步增加低溫液體在氣化管道內(nèi)的紊流，強(qiáng)化換熱特性，提高換熱效果。
[0014]具體地，上聯(lián)箱3和下聯(lián)箱5均設(shè)計(jì)為兩端封閉的管道結(jié)構(gòu)，兩者管壁上均設(shè)有多個(gè)與氣化管道連接的開(kāi)孔，所述液體分布裝置整體為圓柱體結(jié)構(gòu)，其安裝在氣化管道的進(jìn)口端。
[0015]進(jìn)一步地，上聯(lián)箱3上設(shè)置的氣化器進(jìn)口與進(jìn)液母管2連接，下聯(lián)箱5上的氣化器出口與積液器6的進(jìn)氣口連接，從氣化器進(jìn)入到積液器6內(nèi)的氣體從積液器6頂部設(shè)置的氣體出口流出。
[0016]積液器6上設(shè)有回液口，回液口處設(shè)有一個(gè)連接管，該連接管通過(guò)并聯(lián)的兩路管道分別連接至進(jìn)液母管2上，進(jìn)液母管2的進(jìn)口端設(shè)有一個(gè)止回閥I 1-1，其中一路管道(稱為管道II)上設(shè)有循環(huán)栗7、電磁閥II 8-2和止回閥II 1-2，積液器6內(nèi)的液體依次經(jīng)其回液口處的連接管、管道II和部分進(jìn)液母管2回到氣化器內(nèi)，此過(guò)程液體流經(jīng)的管道形成回液管路；另一路管道(稱為管道I )上設(shè)有電磁閥I 8-1，電磁閥I 8-1開(kāi)啟，進(jìn)液母管2輸送來(lái)的低溫液體經(jīng)管道I和積液器6回液口處的連接管向積液器6內(nèi)補(bǔ)充液體，部分進(jìn)液母管2、管道I和積液器6回液口處的連接管形成旁路管道。由于止回閥I 1-1和止回閥II 1-2的作用，回液管路和旁路管道內(nèi)流體的流向是單一的。積液器6內(nèi)的液體通過(guò)回液管路和旁路管道始終保持在設(shè)定的液位范圍內(nèi)，以使積液器6內(nèi)始終處于工作壓力下的氣液平衡狀態(tài)，從而保證從積液器6內(nèi)流出的氣體的溫度穩(wěn)定在一個(gè)恒定的溫度范圍內(nèi)。低溫液體的氣化溫度與壓力是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在一個(gè)給定的壓力下，低溫液體氣-液兩相溫度是固定的，從而能夠維持氣-液平衡狀態(tài)下積液器出口氣體溫度恒定。
[0017]回液管路和旁路管道的導(dǎo)通由控制系統(tǒng)控制，控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有液位傳感器和控制器，液位傳感器用于檢測(cè)積液器內(nèi)的液位信息，控制器10接收液位傳感器的液位信號(hào)，并將液位檢測(cè)值與液位設(shè)定值比較:當(dāng)液位檢測(cè)值大于等于最高液位設(shè)定值時(shí)，控制器使循環(huán)栗7啟動(dòng)、電磁閥II 8-2打開(kāi)，回液管路導(dǎo)通，積液器內(nèi)的液體回到氣化器內(nèi)；當(dāng)液位檢測(cè)值小于等于最低液位設(shè)定值時(shí)，控制器使電磁閥I 8-1打開(kāi)，旁路管道導(dǎo)通，向積液器內(nèi)補(bǔ)充液體。
[0018]所述旁路管道電磁閥8-1為氣化器在初始運(yùn)行或者運(yùn)行工況偏離設(shè)定工況時(shí)啟動(dòng)，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。在系統(tǒng)初始啟動(dòng)階段，開(kāi)啟旁路管道上電磁閥8-1，低溫液體進(jìn)入積液器6中，直至達(dá)到初始液位HO時(shí)關(guān)閉旁路管道。氣化管道4內(nèi)的氣體通過(guò)下聯(lián)箱5進(jìn)入積液器6，與積液器6中的低溫液體進(jìn)行熱交換后流出的氣體溫度為工作壓力下的飽和溫度。在氣化能力超過(guò)額定值時(shí)，積液器6中低溫液體被不斷氣化，在液體液位低至低限值H2 (BP最低液位設(shè)定值)時(shí)，開(kāi)啟旁路管道上電磁閥8-1，對(duì)積液器6內(nèi)液體進(jìn)行補(bǔ)充。
[0019]在所供應(yīng)低溫液體超過(guò)氣化器正常氣化能力時(shí)，旁路管道的電磁閥8-1處于關(guān)閉狀態(tài)，通過(guò)下聯(lián)箱5進(jìn)入積液器6中的介質(zhì)為氣-液混合物，積液器6中的液體會(huì)逐漸聚集，當(dāng)超過(guò)積液器高位值Hl (即最高液位設(shè)定值)時(shí)，循環(huán)栗7和電磁閥8-2同時(shí)開(kāi)啟，積液器中的低溫液體經(jīng)回液管路進(jìn)入氣化器循環(huán)氣化，直至積液器中的液體達(dá)到規(guī)定的位置。回液管路開(kāi)啟時(shí)，止回閥1-1防止壓力較高的液體向進(jìn)液母管2回流。
[0020]在氣化器的基礎(chǔ)上增設(shè)積液器、回液管路、旁路管道及控制系統(tǒng)后，并通過(guò)控制積液器內(nèi)液位的穩(wěn)定，使得積液器內(nèi)能夠維持一個(gè)工作壓力下的氣液平衡狀態(tài)，從而使氣化器的出口氣體在經(jīng)過(guò)積液器后能夠在各種工況下控制在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)，溫度波動(dòng)較小，幾乎為一個(gè)恒定值。避免了普通氣化器的出口氣體溫度波動(dòng)大、不穩(wěn)定的問(wèn)題，為后續(xù)的溫度精確控制提供了保障，特別適合低溫氣體需要精確溫度控制的系統(tǒng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效液體氣化器，包括上聯(lián)箱、下聯(lián)箱和多個(gè)豎直設(shè)置在上聯(lián)箱和下聯(lián)箱之間的氣化管道，上聯(lián)箱上設(shè)有氣化器進(jìn)口，上聯(lián)箱將輸送至氣化器的液體匯集，并將液體分配至各個(gè)氣化管道，氣化器內(nèi)的液體在各個(gè)氣化管道內(nèi)進(jìn)行換熱并發(fā)生氣化，各個(gè)氣化管道內(nèi)的氣體收集在下聯(lián)箱內(nèi)，并通過(guò)下聯(lián)箱上設(shè)置的氣化器出口流出，其特征在于:所述上聯(lián)箱與氣化管道連接處設(shè)有液體分布裝置，液體分布裝置對(duì)進(jìn)入到氣化管道內(nèi)的液體進(jìn)行分散，并使分散的液體整體呈一定的旋向進(jìn)入氣化管道。2.如權(quán)利要求1所述的一種高效液體氣化器，其特征在于:所述液體分布裝置內(nèi)自上而下并列設(shè)有多個(gè)液體通道，各個(gè)液體通道的出口相對(duì)其進(jìn)口均偏離豎直方向設(shè)置，并且在水平面內(nèi)均朝著順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蚱x相同角度。3.如權(quán)利要求2所述的一種高效液體氣化器，其特征在于:所述氣化管道的內(nèi)壁上設(shè)置有螺紋，螺紋的旋向與從液體分布裝置出來(lái)的液體的旋向一致。4.如權(quán)利要求1所述的一種高效液體氣化器，其特征在于:所述上聯(lián)箱和下聯(lián)箱均為兩端封閉的管道結(jié)構(gòu)，兩者管壁上均設(shè)有多個(gè)與氣化管道連接的開(kāi)孔，所述液體分布裝置整體為圓柱體結(jié)構(gòu)，其安裝在氣化管道的進(jìn)口端。
【專利摘要】一種高效液體氣化器，涉及低溫液體氣化裝置技術(shù)領(lǐng)域，包括上聯(lián)箱、下聯(lián)箱和多個(gè)豎直設(shè)置在上聯(lián)箱和下聯(lián)箱之間的氣化管道，上聯(lián)箱上設(shè)有氣化器進(jìn)口，上聯(lián)箱將輸送至氣化器的液體匯集，并將液體分配至各個(gè)氣化管道，氣化器內(nèi)的液體在各個(gè)氣化管道內(nèi)進(jìn)行換熱并發(fā)生氣化，各個(gè)氣化管道內(nèi)的氣體收集在下聯(lián)箱內(nèi)，并通過(guò)下聯(lián)箱上設(shè)置的氣化器出口流出，所述上聯(lián)箱與氣化管道連接處設(shè)有液體分布裝置，液體分布裝置對(duì)進(jìn)入到氣化管道內(nèi)的液體進(jìn)行分散，并使分散的液體整體呈一定的旋向進(jìn)入氣化管道。本發(fā)明能夠強(qiáng)化氣化器的換熱特性，提高氣化器的氣化強(qiáng)度。
【IPC分類】F28D1/053, F28F9/22, F28F1/40, F28F9/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105021063
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510408498
【發(fā)明人】劉春梅, 徐斌, 王學(xué)濤, 吳健, 劉建新, 趙紅杰
【申請(qǐng)人】河南科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月14日