CN101871714A - 抽真空循环水冷却工艺系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及抽真空循环水冷却工艺系统，包括真空泵，还依次包括液态氮贮罐、低温泵、循环水箱和设置在循环水箱中的翅片管换热器；液态氮贮罐、低温泵和翅片管换热器通过管路构成液态氮冷却支路，所述循环水箱和真空泵通过管路构成高低温工作水循环回路。采用液态氮冷却工艺，使循环水箱中的水能恒定在摄氏15度以下并保证真空泵冷却低温工作水的循环利用，具有工艺先进，冷却效果好，环保等优点。

Description

抽真空循环水冷却工艺系统
技术领域
本发明涉及一种工业用循环冷却技术，特别是涉及真空泵低温用水的冷却技术，具体地说是抽真空循环水冷却工艺系统。
背景技术
随着工业的发展，真空泵的应用已越来赿广泛，涉及机械、石油、化工、制药、食品、陶瓷、印染、冶金、环保及电子等各行各业。真空泵正常工作时对水的温度具有一定的要求，通常情况下，真空泵会随着冷却水温的增高其抽真空效率就会降低，抽气速率减小，不利于真空的形成，消耗的能耗较大。特别是在夏季，由于环境温度较高真空泵所用循环水的水温也较高，从而大大影响产品抽真空效率，影响产品的出厂时间。如中国专利，专利号ZL 200920056461.5公开了一种真空泵的冷却装置，包括安装于真空泵壳体上的冷却水箱，其冷却水箱的进水口通过进水管连通风冷冷却器，冷却水箱的出水口通过出水管与风冷冷却器连通，冷却水箱和风冷冷却器通过进水管、出水管形成闭合的冷却回路，其冷却方式是通过风扇的转动，加速气体的流动实现与安装在冷却水箱外部的冷却器进行冷热交换，保证真空泵的工作环境温度。再如中国专利，专利号ZL200620052506.8公开了一种水循环式真空泵的冷却装置，包括制冷器，温度控制调节器，制冷器的进出水管路分别与水环真空泵工作水出水口与进水口相通，温度控制调节器与制冷器的驱动装置连接，并与设置在真空泵工作水回路上的温度检测器连接，该循环水冷却系统的制冷器与真空泵和水-水热交换器在同一闭合回路上，并且其水-水热交换器配装在真空泵与制冷器之间的管道中，通过制冷器制冷向真空泵提供循环冷却水，这种方式具有较好的冷却方式，能大大的提高真空泵的工作效率，但是其制冷的速率相对较低，也不能实现真空泵的高效工作并且其结构复杂，成本相对较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种具有结构简单，设计合理，制冷效果好，水温恒定的抽真空循环水冷却工艺系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：抽真空循环水冷却工艺系统，包括真空泵，还依次包括液态氮贮罐、低温泵、循环水箱和设置在循环水箱中的翅片管换热器；
上述的液态氮贮罐能用于贮存和提供作为冷却介质的超低温液态氮；
上述的低温泵通过管路连接能将液态氮贮罐中的液态氮输送至翅片管换热器；
上述的翅片管换热器能利用进入其管内的低温液态氮气化与循环水箱中的水进行冷热交换，将高温水转变为适于真空泵工作的低温工作水，并将热交换后的氮气输送至气罐贮存；
上述的循环水箱上部与真空泵的出水管相连接，下部与真空泵的进水管相连接，循环水箱能通过热冷水的不断循环为真空泵提供冷却低温工作水；
上述的真空泵能通过进水管从循环水箱的下部吸取冷却低温工作水，同时通过出水管向循环水箱中排出因做功升温而形成的高温水，实现低温高效工作；
上述的液态氮贮罐、低温泵和翅片管换热器通过管路构成液态氮冷却支路，所述循环水箱和真空泵通过管路构成高低温工作水循环回路。
所采取的技术措施还包括：
上述的翅片管换热器至少由一排且每排至少由两根等距离间隔并纵向排列的不锈钢管构成，所述每根相邻的不锈钢管通过U形接头相联通。
上述的不锈钢管的外表面套装有呈辐射状均匀分布的能增加热交换面的铝合金星形翅片管。
上述的不锈钢管的外表面焊接有呈辐射状均匀分布的能增加热交换面的铝合金星形翅片管。
与现有技术相比，本发明的抽真空循环水冷却工艺系统，采用超低温液态氮为冷却剂，冷热交换器安装在循环水箱中，能通过不锈钢制作的冷热交换管进行快速制冷，保证真空泵的低温工作用水，循环供水能避免水资源浪费，液氮气化后的氮气能收集利用做压力试验，本发明的抽真空循环水冷却工艺系统，具有技术先进，设计合理，制冷效果好等优点。
附图说明
图1是本发明实施例的工作原理流程示意图；
图2是图1中翅片管换热器的不锈钢管结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
图1至图2为本发明结构示意图。
其中的附图标记为：液态氮贮罐1、低温泵2、翅片管换热器3、不锈钢管31、铝合金星形翅片管31a、U形接头32、循环水箱4、真空泵5。
如图1至图2所示，本发明的抽真空循环水冷却工艺系统，包括真空泵5，还依次包括液态氮贮罐1、低温泵2、循环水箱4和设置在循环水箱4中的翅片管换热器3；液态氮贮罐1能用于贮存和提供作为冷却介质的超低温液态氮；低温泵2通过管路连接能将液态氮贮罐1中的液态氮输送至翅片管换热器3；翅片管换热器3利用进入其管内的低温液态氮气化与循环水箱4中的水进行冷热交换，将高温水转变为适于真空泵5工作的低温工作水，并将热交换后的氮气输送至气罐贮存；循环水箱4上部与真空泵5的出水管相连接，下部与真空泵5的进水管相连接，循环水箱4能通过热冷水的不断循环为真空泵5提供冷却低温工作水；真空泵5能通过进水管从循环水箱4的下部吸取冷却低温工作水，同时通过出水管向循环水箱4中排出因做功升温而形成的高温水，实现低温高效工作。其液态氮贮罐1、低温泵2和翅片管换热器3通过管路构成液态氮冷却支路，循环水箱4和真空泵5通过管路构成高低温工作水循环回路。
如图2所示，翅片管换热器3至少由一排且每排至少由两根等距离间隔并纵向排列的不锈钢管31构成，每根相邻的不锈钢管31通过U形接头32相联通。不锈钢管31的外表面套装有呈辐射状均匀分布的能增加热交换面的铝合金星形翅片管31a或不锈钢管31的外表面焊接有呈辐射状均匀分布的能增加热交换面的铝合金星形翅片管31a，采用不锈钢管制作具有良好的热传导性，能使循环水箱4中的高温水快速均匀地转化为低温工作水。真空泵5工作的低温工作水的温度应低于摄氏15度。高于15度真空泵抽真空效率就会降低，抽气速率减小，不利于真空的形成，消耗的能耗也大，超低温液态氮的温度为摄氏-196度以下。本发明的抽真空循环水冷却工艺系统中，液态氮贮罐1、低温泵2和翅片管换热器3通过管路构成液态氮冷却支路，循环水箱4和真空泵5通过管路构成高低温工作水循环回路，具有冷却效果好的特点，水箱中的水蒸发损耗大时可以加水，采用热冷水循环能节约水资源，液氮转化为氮气后也能收集利用，不会浪费。
本发明的抽真空循环水冷却工艺系统是这样工作的，当真空泵5开启工作时，真空泵5从循环水箱4中吸取温度较低的低温工作水同时真空泵5工作时产生的高温水通过管路排入冷却循环水箱4中；低温泵2通过依次连接的管路把贮存在液态氮贮罐1中的液态氮输送至翅片管换热器3，液氮进入置于水箱内的翅片管换热器3汽化进行冷、热交换，高温水转变成低温水，实现冷热水循环。冷却后的水重新进入真空泵工作系统。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (4)

1.抽真空循环水冷却工艺系统，包括真空泵(5)，其特征是：还依次包括液态氮贮罐(1)、低温泵(2)、循环水箱(4)和设置在循环水箱(4)中的翅片管换热器(3)；
所述的液态氮贮罐(1)能用于贮存和提供作为冷却介质的超低温液态氮；
所述的低温泵(2)通过管路连接能将液态氮贮罐(1)中的液态氮输送至翅片管换热器(3)；
所述的翅片管换热器(3)能利用进入其管内的低温液态氮气化与循环水箱(4)中的水进行冷热交换，将高温水转变为适于真空泵(5)工作的低温工作水，并将热交换后的氮气输送至气罐贮存；
所述的循环水箱(4)上部与真空泵(5)的出水管相连接，下部与真空泵(5)的进水管相连接，所述循环水箱(4)能通过热冷水的不断循环为真空泵(5)提供冷却低温工作水；
所述的真空泵(5)能通过进水管从循环水箱(4)的下部吸取冷却低温工作水，同时通过出水管向循环水箱(4)中排出因做功升温而形成的高温水，实现低温高效工作；
所述的液态氮贮罐(1)、低温泵(2)和翅片管换热器(3)通过管路构成液态氮冷却支路，所述循环水箱(4)和真空泵(5)通过管路构成高低温工作水循环回路。
2.根据权利要求1所述的抽真空循环水冷却工艺系统，其特征是：所述的翅片管换热器(3)至少由一排且每排至少由两根等距离间隔并纵向排列的不锈钢管(31)构成，所述每根相邻的不锈钢管(31)通过U形接头(32)相联通。
3.根据权利要求1或2所述的抽真空循环水冷却工艺系统，其特征是：所述的不锈钢管(31)的外表面套装有呈辐射状均匀分布的能增加热交换面的铝合金星形翅片管(31a)。
4.根据权利要求1或2所述的抽真空循环水冷却工艺系统，其特征是：所述的不锈钢管(31)的外表面焊接有呈辐射状均匀分布的能增加热交换面的铝合金星形翅片管(31a)。
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