一種高效液體氣化器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及低溫液體氣化裝置技術領域，尤其涉及一種高效液體氣化器。
【背景技術】
[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構簡單、便于維護的優點。但是，因為其內部液體分布不均勻，有很大一部分液體是通過氣化管道中心流過的，存在缺點有:氣化強度不高，受氣體溫度影響較大，在苛刻工況下會造成氣化不完全的情況。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種高效液體氣化器，以克服常規的空溫式氣化器氣化強度低、氣化不完全的問題。
[0004]為實現上述目的，本發明的技術方案是:一種高效液體氣化器，包括上聯箱、下聯箱和多個豎直設置在上聯箱和下聯箱之間的氣化管道，上聯箱上設有氣化器進口，上聯箱將輸送至氣化器的液體匯集，并將液體分配至各個氣化管道，氣化器內的液體在各個氣化管道內進行換熱并發生氣化，各個氣化管道內的氣體收集在下聯箱內，并通過下聯箱上設置的氣化器出口流出，所述上聯箱與氣化管道連接處設有液體分布裝置，液體分布裝置對進入到氣化管道內的液體進行分散，并使分散的液體整體呈一定的旋向進入氣化管道。
[0005]所述液體分布裝置內自上而下并列設有多個液體通道，各個液體通道的出口相對其進口均偏離豎直方向設置，并且在水平面內均朝著順時針方向或逆時針方向偏離相同角度。
[0006]所述氣化管道的內壁上設置有螺紋，螺紋的旋向與從液體分布裝置出來的液體的旋向一致。
[0007]具體地，所述上聯箱和下聯箱均為兩端封閉的管道結構，兩者管壁上均設有多個與氣化管道連接的開孔，所述液體分布裝置整體為圓柱體結構，其安裝在氣化管道的進口端。
[0008]有益效果:本發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表面，增加接觸面積，并形成紊流，增強了傳熱效果。氣化器管道采用了內螺旋管道，配合螺旋型液體分布器，進一步強化了換熱特性，提高了換熱效果，從而提高了氣化器的氣化強度。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明氣化器進一步增設有積液器后的結構示意圖；
圖2為本發明的液體分布裝置的結構示意圖；
圖3為圖2的A向視圖。
[0010]圖中標記為:1_1、止回閥I，1-2、止回閥II，2、進液母管，3、上聯箱，4、氣化管道，5、下聯箱，6、積液器，7、循環栗，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]具體實施方法
如圖1所示，一種高效液體氣化器，包括上聯箱3、下聯箱5和多個豎直設置在上聯箱3和下聯箱5之間的氣化管道4，上聯箱3上設有氣化器進口，上聯箱3將輸送至氣化器的液體匯集，并將液體分配至各個氣化管道4，氣化器內的液體在各個氣化管道4內進行換熱并發生氣化，各個氣化管道4內的氣體收集在下聯箱5內，并通過下聯箱5上設置的氣化器出口流出，所述上聯箱3與氣化管道4連接處設有液體分布裝置9，液體分布裝置9對進入到氣化管道4內的液體進行分散，并使分散的液體整體呈一定的旋向進入氣化管道4。
[0012]如圖2和圖3所示，液體分布裝置9內自上而下并列設有多個液體通道9-1，各個液體通道9-1的出口相對其進口均偏離豎直方向設置，并且在水平面內均朝著順時針方向或逆時針方向偏離相同角度。
[0013]液體分布裝置9內的多個液體通道9-1對從上聯箱3進入到氣化管道4的液體進行了分散，且因為各個液體通道9-1的整體結構使得分散后的液體整體呈一定的旋向進入氣化管道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的內壁上，增加接觸面積，形成紊流，增強了傳熱效果。更進一步地，氣化管道4采用三維內螺旋結構，在氣化管道4的內壁上設置有螺紋，使得氣化管道內的液體以螺旋方式流動換熱，氣化管道內螺紋的旋向與從液體分布裝置出來的液體的旋向一致，螺紋的傾角與液體從液體分布裝置進入氣化管道的傾角一致，本發明內螺紋結構的氣化管道與液體分布裝置配合使用，能夠進一步增加低溫液體在氣化管道內的紊流，強化換熱特性，提高換熱效果。
[0014]具體地，上聯箱3和下聯箱5均設計為兩端封閉的管道結構，兩者管壁上均設有多個與氣化管道連接的開孔，所述液體分布裝置整體為圓柱體結構，其安裝在氣化管道的進口端。
[0015]進一步地，上聯箱3上設置的氣化器進口與進液母管2連接，下聯箱5上的氣化器出口與積液器6的進氣口連接，從氣化器進入到積液器6內的氣體從積液器6頂部設置的氣體出口流出。
[0016]積液器6上設有回液口，回液口處設有一個連接管，該連接管通過并聯的兩路管道分別連接至進液母管2上，進液母管2的進口端設有一個止回閥I 1-1，其中一路管道(稱為管道II)上設有循環栗7、電磁閥II 8-2和止回閥II 1-2，積液器6內的液體依次經其回液口處的連接管、管道II和部分進液母管2回到氣化器內，此過程液體流經的管道形成回液管路；另一路管道(稱為管道I )上設有電磁閥I 8-1，電磁閥I 8-1開啟，進液母管2輸送來的低溫液體經管道I和積液器6回液口處的連接管向積液器6內補充液體，部分進液母管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流體的流向是單一的。積液器6內的液體通過回液管路和旁路管道始終保持在設定的液位范圍內，以使積液器6內始終處于工作壓力下的氣液平衡狀態，從而保證從積液器6內流出的氣體的溫度穩定在一個恒定的溫度范圍內。低溫液體的氣化溫度與壓力是一一對應關系，即在一個給定的壓力下，低溫液體氣-液兩相溫度是固定的，從而能夠維持氣-液平衡狀態下積液器出口氣體溫度恒定。
[0017]回液管路和旁路管道的導通由控制系統控制，控制系統內設有液位傳感器和控制器，液位傳感器用于檢測積液器內的液位信息，控制器10接收液位傳感器的液位信號，并將液位檢測值與液位設定值比較:當液位檢測值大于等于最高液位設定值時，控制器使循環栗7啟動、電磁閥II 8-2打開，回液管路導通，積液器內的液體回到氣化器內；當液位檢測值小于等于最低液位設定值時，控制器使電磁閥I 8-1打開，旁路管道導通，向積液器內補充液體。
[0018]所述旁路管道電磁閥8-1為氣化器在初始運行或者運行工況偏離設定工況時啟動，以保證系統正常運行。在系統初始啟動階段，開啟旁路管道上電磁閥8-1，低溫液體進入積液器6中，直至達到初始液位HO時關閉旁路管道。氣化管道4內的氣體通過下聯箱5進入積液器6，與積液器6中的低溫液體進行熱交換后流出的氣體溫度為工作壓力下的飽和溫度。在氣化能力超過額定值時，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最低液位設定值)時，開啟旁路管道上電磁閥8-1，對積液器6內液體進行補充。
[0019]在所供應低溫液體超過氣化器正常氣化能力時，旁路管道的電磁閥8-1處于關閉狀態，通過下聯箱5進入積液器6中的介質為氣-液混合物，積液器6中的液體會逐漸聚集，當超過積液器高位值Hl (即最高液位設定值)時，循環栗7和電磁閥8-2同時開啟，積液器中的低溫液體經回液管路進入氣化器循環氣化，直至積液器中的液體達到規定的位置。回液管路開啟時，止回閥1-1防止壓力較高的液體向進液母管2回流。
[0020]在氣化器的基礎上增設積液器、回液管路、旁路管道及控制系統后，并通過控制積液器內液位的穩定，使得積液器內能夠維持一個工作壓力下的氣液平衡狀態，從而使氣化器的出口氣體在經過積液器后能夠在各種工況下控制在一個相對穩定的溫度范圍內，溫度波動較小，幾乎為一個恒定值。避免了普通氣化器的出口氣體溫度波動大、不穩定的問題，為后續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。
【主權項】
1.一種高效液體氣化器，包括上聯箱、下聯箱和多個豎直設置在上聯箱和下聯箱之間的氣化管道，上聯箱上設有氣化器進口，上聯箱將輸送至氣化器的液體匯集，并將液體分配至各個氣化管道，氣化器內的液體在各個氣化管道內進行換熱并發生氣化，各個氣化管道內的氣體收集在下聯箱內，并通過下聯箱上設置的氣化器出口流出，其特征在于:所述上聯箱與氣化管道連接處設有液體分布裝置，液體分布裝置對進入到氣化管道內的液體進行分散，并使分散的液體整體呈一定的旋向進入氣化管道。2.如權利要求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自上而下并列設有多個液體通道，各個液體通道的出口相對其進口均偏離豎直方向設置，并且在水平面內均朝著順時針方向或逆時針方向偏離相同角度。3.如權利要求2所述的一種高效液體氣化器，其特征在于:所述氣化管道的內壁上設置有螺紋，螺紋的旋向與從液體分布裝置出來的液體的旋向一致。4.如權利要求1所述的一種高效液體氣化器，其特征在于:所述上聯箱和下聯箱均為兩端封閉的管道結構，兩者管壁上均設有多個與氣化管道連接的開孔，所述液體分布裝置整體為圓柱體結構，其安裝在氣化管道的進口端。
【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領域，包括上聯箱、下聯箱和多個豎直設置在上聯箱和下聯箱之間的氣化管道，上聯箱上設有氣化器進口，上聯箱將輸送至氣化器的液體匯集，并將液體分配至各個氣化管道，氣化器內的液體在各個氣化管道內進行換熱并發生氣化，各個氣化管道內的氣體收集在下聯箱內，并通過下聯箱上設置的氣化器出口流出，所述上聯箱與氣化管道連接處設有液體分布裝置，液體分布裝置對進入到氣化管道內的液體進行分散，并使分散的液體整體呈一定的旋向進入氣化管道。本發明能夠強化氣化器的換熱特性，提高氣化器的氣化強度。
【IPC分類】F28D1/053, F28F9/22, F28F1/40, F28F9/02
【公開號】CN105021063
【申請號】CN201510408498
【發明人】劉春梅, 徐斌, 王學濤, 吳健, 劉建新, 趙紅杰
【申請人】河南科技大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月14日