一種新型節能壓縮空氣裝置及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及氣體壓縮制造【技術領域】，具體涉及一種新型節能壓縮空氣裝置及其制備方法。其包括依次相連的增壓裝置、高壓氣化器、儲氣罐及其相應的連接管路和閥門，高壓氣化器和儲氣罐之間設置氣體換熱補熵裝置，增壓裝置與高壓氣化器之間設置射流引流器，射流引流器的另一輸入口與氣體換熱補熵裝置頂部相連，氣體換熱補熵裝置出口通過氣體混合引流器與儲氣罐相連，氣體混合引流器的另一輸入口與高壓氣化器相連。本發明利用科恩達效應原理，在傳統裝置基礎上設置射流引流器、氣體混合引流器，利用少量液態空氣氣化產生少量高壓壓縮空氣，用少量高壓壓縮空氣形成10～100倍的高流量壓縮空氣，耗能少、裝置簡單、供氣量大、無噪聲、成本也大幅降低。
【專利說明】一種新型節能壓縮空氣裝置及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣體壓縮制造【技術領域】，具體涉及一種新型節能壓縮空氣裝置及其制備方法。
【背景技術】
[0002]壓縮空氣，即被外力壓縮的空氣。空氣具有可壓縮性，經空氣壓縮機做機械功使本身體積縮小、壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要的動力源。與其它能源t匕，它具有下列明顯的特點:清晰透明，輸送方便，沒有特殊的有害性能，沒有起火危險，不怕超負荷，能在許多不利環境下工作，空氣在地面上到處都有，取之不盡。壓縮空氣是僅次于電力的第二大動力能源，又是具有多種用途的工藝氣源。
[0003]壓縮空氣是工業領域非常常用的動力來源，壓縮空氣的獲得大部分是通過空壓機獲得，也有少數通過液體氣化獲得。空壓機制備壓縮空氣通常效率低、噪音大，耗能多，尤其大型空壓機工作產生的溫度比較高，需要散熱，否則將大大影響儲氣罐的儲存效率，目前技術沒有充分利用這部分能量。通過液體氣化獲得壓縮空氣方法需要換熱裝置，需要補充熱量，甚至需要升溫至常溫，由超低溫升溫至常溫的過程復雜，成本大。
【發明內容】
[0004]針對現有技術上存在的不足，本發明提供一種耗能減少、裝置簡單、供氣量大、無噪聲、成本大幅降低的新型節能壓縮空氣裝置及其制備方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現:
[0006]一種新型節能壓縮空氣裝置，包括依次相連的增壓裝置、氣化器、儲氣罐及其相應的連接管路和閥門，其所述的增壓裝置為高壓超低溫液體泵或高壓壓氣機，所述的氣化器為高壓氣化器，高壓氣化器和儲氣罐之間設置氣體換熱補熵裝置，氣體換熱補熵裝置的輸入管道設置空氣過濾干燥裝置，增壓裝置與高壓氣化器之間設置射流引流器，射流引流器的另一輸入口與氣體換熱補熵裝置頂部相連，所述的氣體換熱補熵裝置出口通過氣體混合引流器與儲氣罐相連，氣體混合引流器的另一輸入口與高壓氣化器相連，高壓氣化器與氣體混合引流器之間的連接管路設置泄壓單向閥，所述的儲氣罐頂部設置安全泄壓裝置。
[0007]上述的一種新型節能壓縮空氣裝置，其所述的高壓氣化器為氣源高壓氣化器或液源高壓氣化器。
[0008]上述的一種新型節能壓縮空氣裝置，其所述的高壓氣化器通過熱源液體、熱源氣體獲取熱量，或通過加熱裝置獲取熱量。
[0009]上述的一種新型節能壓縮空氣裝置，其所述的高壓超低溫液體泵的輸入口與液態空氣儲罐相連，或與氣體換熱補熵裝置頂部相連。
[0010]上述的一種新型節能壓縮空氣裝置，其所述的氣體換熱補熵裝置的輸入端設置有氣體膨脹段，其輸出端設置有氣體收縮段，所述氣體換熱補熵裝置的輸入端和輸出端之間設置換熱器。[0011]一種新型節能壓縮空氣的制備方法，其包括以下步驟:
[0012]增壓裝置以5?30MPa的壓力將液態空氣或高溫空氣輸入射流引流器，經科恩達效應形成超低溫高壓氣液混合物或超低溫高壓氣體混合物；
[0013]所得的超低溫高壓氣液混合物或超低溫高壓氣體混合物經過超低溫高壓管路進入高壓氣化器吸收熱量后氣化形成高壓常溫氣體；
[0014]所得的高壓常溫氣體達到設定壓力后，通過高壓輸氣管輸入氣體混合引流器，過濾干燥的空氣經過氣體換熱補熵裝置升溫補熵后輸入氣體混合引流器，通過科恩達效應形成高流量氣體進入儲氣罐待用；
[0015]部分經過氣體換熱補熵裝置升溫補熵的空氣回流輸入射流引流器，再形成超低溫高壓氣液混合物或超低溫高壓氣體混合物，使得制備過程連續進行。
[0016]有益效果:
[0017]本發明利用科恩達效應原理，在傳統裝置基礎上設置射流引流器、氣體混合引流器，利用少量液態空氣氣化產生少量高壓壓縮空氣，用少量高壓壓縮空氣形成10?100倍的高流量壓縮空氣，耗能少、裝置簡單、供氣量大、無噪聲、成本也大幅降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本發明；
[0019]圖1為本發明的實施例1結構圖。
[0020]圖2為本發明的實施例2結構圖。
[0021]圖3為本發明的實施例3結構圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發明。
[0023]實施例1
[0024]參照圖1，本發明包括包括依次相連的高壓超低溫液體泵2、氣源高壓氣化器5、儲氣罐18及其相應的連接管路和閥門，氣源高壓氣化器5內設置風扇加快熱量的均勻交換，氣源高壓氣化器5和儲氣罐18之間設置氣體換熱補熵裝置，氣體換熱補熵裝置底部的輸入端設置氣體膨脹段13，頂部的輸出端設置氣體收縮段10，輸入端和輸出端之間設置換熱器14，氣體換熱補熵裝置的輸入管道設置空氣過濾干燥裝置20，空氣經過過濾干燥后進入氣體換熱補熵裝置，高壓超低溫液體泵2與氣源高壓氣化器5之間設置射流引流器3，射流引流器3的另一輸入口通過射流回氣管24與氣體換熱補熵裝置頂部的氣體收縮段10相連，氣體換熱補熵裝置出口通過氣體混合引流器9與儲氣罐18相連，氣體混合引流器9的另一輸入口與氣源高壓氣化器5相連，氣源高壓氣化器5與氣體混合引流器9之間的連接管路設置泄壓單向閥15，儲氣罐18頂部設置安全泄壓裝置25，高壓超低溫液體泵2的輸入口與液態空氣儲罐I相連，用以提供液態空氣。
[0025]本發明制備壓縮空氣的原理如下:
[0026]液態空氣儲罐I里的低溫液態空氣通過高壓超低溫液體泵2以5?30MPa的壓力輸入射流引流器3，同時通過射流回氣管24吸入高溫的空氣混合，形成超低溫高壓氣液混合物；所得的超低溫高壓氣液混合物經過超低溫高壓氣液管路4進入氣源高壓氣化器5吸收熱量后氣化形成高壓常溫氣體；所得的高壓常溫氣體達到設定壓力后，通過高壓輸氣管8上的泄壓單向閥15輸入氣體混合引流器9，通過科恩達效應使得過濾干燥的空氣經過氣體換熱補熵裝置升溫補熵后形成高流量氣體進入儲氣罐18待用；部分經過升溫補熵的空氣輸入射流回氣管24，與低溫液態空氣混合，再形成超低溫高壓氣液混合物，使得制備過程連續進行。
[0027]本發明的啟動原理如下:
[0028]開啟裝置時，先打開高壓超低溫液體泵2，液體空氣經過射流引流器3進入氣源高壓氣化器5氣化升溫，經過一定時間，超低溫高壓氣液管路4、高壓輸氣管8里面的壓力會逐步上升，達到一定安全壓力時，高壓輸氣管8里的高壓氣體頂開泄壓單向閥15，進入氣體混合引流器9。儲氣罐18頂部設置安全泄壓裝置25，當壓力超過設定值時，通過安全泄壓裝置25保證儲氣罐18內的壓力安全，同時停止高壓超低溫液體泵2運行，停止液態空氣的供給，氣源高壓氣化器5里的壓力下降，壓力下降到一定數值時，關閉泄壓單向閥15。
[0029]實施例2
[0030]參照圖2，實施例2與實施例1的不同之處在于，實施例2的高壓氣化器5為液源高壓氣化器，其通過熱源液輸入管路7、熱源液輸出管路8獲得熱量。
[0031]實施例3
[0032]參照圖3，實施例3與實施例2的不同之處在于，高壓超低溫液體泵2更換為高壓壓氣機27，高壓壓氣機27的輸入口通過一個空氣歧路26與升溫補熵后的空氣相連，氣體換熱補熵裝置頂部的氣體收縮段10輸出的空氣，一部分直接進入射流引流器3，另一部分作為空氣源，經過高壓壓氣機27加壓后高壓輸入射流引流器3。這種方式原理和圖1、圖2沒有差異，只是產生高壓氣體的方式有所差異。圖3的方式適合用電能作為動力，不需要液態空氣，同樣實現節能高效生產壓縮空氣的結果。
[0033]本發明利用科恩達效應原理，在傳統裝置基礎上設置射流引流器、氣體混合引流器，利用少量液態空氣氣化產生少量高壓壓縮空氣，或者用高壓壓氣機產生少量高壓壓縮空氣，用少量高壓壓縮空氣形成10?100倍的高流量壓縮空氣，耗能少、裝置簡單、供氣量大、無噪聲、成本也大幅降低。
[0034]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種新型節能壓縮空氣裝置，包括依次相連的增壓裝置、氣化器、儲氣罐及其相應的連接管路和閥門，其特征在于，所述的增壓裝置為高壓超低溫液體泵或高壓壓氣機，所述的氣化器為高壓氣化器，高壓氣化器和儲氣罐之間設置氣體換熱補熵裝置，氣體換熱補熵裝置的輸入管道設置空氣過濾干燥裝置，增壓裝置與高壓氣化器之間設置射流引流器，射流引流器的另一輸入口與氣體換熱補熵裝置頂部相連，所述的氣體換熱補熵裝置出口通過氣體混合引流器與儲氣罐相連，氣體混合引流器的另一輸入口與高壓氣化器相連，高壓氣化器與氣體混合引流器之間的連接管路設置泄壓單向閥，所述的儲氣罐頂部設置安全泄壓裝置。
2.根據權利要求1所述的一種新型節能壓縮空氣裝置，其特征在于，所述的高壓氣化器為氣源高壓氣化器或液源高壓氣化器。
3.根據權利要求1或2所述的一種新型節能壓縮空氣裝置，其特征在于，所述的高壓氣化器通過熱源液體、熱源氣體獲取熱量，或通過加熱裝置獲取熱量。
4.根據權利要求1所述的一種新型節能壓縮空氣裝置，其特征在于，所述的高壓超低溫液體泵的輸入口與液態空氣儲罐相連，或與氣體換熱補熵裝置頂部相連。
5.根據權利要求1所述的一種新型節能壓縮空氣裝置，其特征在于，所述的氣體換熱補熵裝置的輸入端設置有氣體膨脹段，其輸出端設置有氣體收縮段，所述氣體換熱補熵裝置的輸入端和輸出端之間設置換熱器。
6.根據權利要求1-5任意一項制備壓縮空氣的方法，其特征在于，包括以下步驟: 增壓裝置以5?30MPa的壓力將液態空氣或高溫空氣輸入射流引流器，經科恩達效應形成超低溫高壓氣液混合物或超低溫高壓氣體混合物； 所得的超低溫高壓氣液混合物或超低溫高壓氣體混合物經過超低溫高壓管路進入高壓氣化器吸收熱量后氣化形成高壓常溫氣體； 所得的高壓常溫氣體達到設定壓力后，通過高壓輸氣管輸入氣體混合引流器，過濾干燥的空氣經過氣體換熱補熵裝置升溫補熵后輸入氣體混合引流器，通過科恩達效應形成高流量氣體進入儲氣罐待用； 部分經過氣體換熱補熵裝置升溫補熵的空氣回流輸入射流引流器，再形成超低溫高壓氣液混合物或超低溫高壓氣體混合物，使得制備過程連續進行。
【文檔編號】F04B41/02GK103821700SQ201410085476
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】茍仲武 申請人:茍仲武