CN103256770B - 带有冷量回收装置的深冷处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有冷量回收装置的深冷处理设备，包括深冷设备箱体(1)、液氮供应装置(2)，其特征在于，还包括：冷量回收装置(3)，与所述深冷设备箱体(1)的氮气出口连接，用于回收所述氮气出口排出的氮气中的冷量。本发明通过在传统深冷处理设备的氮气出口处，布置用于对深冷处理设备排出的氮气冷量进行回收并储存的冷量回收装置，突破了传统深冷处理设备对冷量直接排放的概念，本发明能够降低液氮的消耗，从而降低设备的能耗，本发明还具有回收效率高、运行稳定性高、易控制等特点。

Description

带有冷量回收装置的深冷处理设备
技术领域
本发明涉及深冷处理技术领域，尤其涉及一种带有冷量回收装置的深冷处理设备。
背景技术
深冷处理是普通热处理的一个补充过程，其能够有效改善材料的耐磨性、尺寸稳定性、强度以及韧性等机械性能，从而能够提高产品的质量，延长使用寿命，最终降低生产成本。近年来国内的一些大小企业纷纷在自己的生产线上加入深冷处理这一工序，同时，深冷处理过程所使用的液氮更加容易获取及液氮成本的降低，也促进了深冷处理技术的广泛应用。
深冷处理设备是一种能够按照一定的工艺对材料进行升降温和保温的设备，由于液氮的温度低、制取容易，并且成本低，无污染，因此目前的深冷处理设备普遍采用液氮作为制冷剂；其基本原理是利用液氮汽化以后和被处理工件进行对流换热，从而降低工件的温度，换热以后的氮气直接排到空气中，控制液氮的进给量来控制设备的温度。为了保证整个设备空间温度场的均匀性和换热效率，通过在液氮进口处安装离心风扇来达到此目的，由于深冷处理设备通常温度较低，为了最大限度的减小冷量的损失需要保证设备具有良好的保温性能。
传统的深冷处理设备在深冷温度下运行时，为了克服设备和环境空间的换热，需要不停的补充液氮，同时为了保证系统的质量和能量的平衡，出口处需要排出一部分低温氮气，这部分氮气的冷量会随着氮气排放到大气中而产生浪费。而对于大型深冷处理设备，由于其处理工件量大，运行频率较高，排出氮气所含有的冷量非常可观。因此，从节能的角度来说，对这部分冷量的回收利用变得十分必要。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种带有冷量回收装置的深冷处理设备，能够降低液氮的消耗，从而降低设备的能耗。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种带有冷量回收装置的深冷处理设备，包括深冷设备箱体、液氮供应装置，还包括：
冷量回收装置，与所述深冷设备箱体的氮气出口连接，用于回收所述氮气出口排出的氮气中的冷量。
前述的带有冷量回收装置的深冷处理设备中，所述冷量回收装置包括：
固定支架、设于固定支架上用于盛装相变材料的圆筒和保温层，所述保温层上设有氮气入口和氮气出口。
前述的带有冷量回收装置的深冷处理设备中，所述相变材料为氨、二氧化碳、二氧化硫、一氟三氯甲烷、二氯甲烷、氯甲烷、四氟二氯乙烷、五氟一氯乙烷中的一种。
前述的带有冷量回收装置的深冷处理设备中，所述保温层的氮气出口处设有送风机，用来在需要利用冷量时取出冷量。
前述的带有冷量回收装置的深冷处理设备中，所述深冷设备箱体内设有管翅式换热器，所述管翅式换热器的一端连接液氮供应装置的液氮出口，另一端连接所述冷量回收装置的氮气入口。
前述的带有冷量回收装置的深冷处理设备中，所述深冷设备箱体内设有风机和用于使液氮均匀分散的液氮分散器，所述液氮分散器上设有与液氮供应装置连接的液氮入口。
前述的带有冷量回收装置的深冷处理设备中，所述风机的一侧设有加热棒。
前述的带有冷量回收装置的深冷处理设备中，所述液氮分散器为盘成圆环状的不锈钢管，所述不锈钢管上设有均匀的开孔。
前述的带有冷量回收装置的深冷处理设备中，所述保温层由聚氨酯发泡材料制成。
(三)有益效果
本发明通过在传统深冷处理设备的氮气出口处，布置用于对深冷处理设备排出的氮气冷量进行回收并储存的冷量回收装置，突破了传统深冷处理设备对冷量直接排放的概念，能够降低液氮的消耗，从而降低设备的能耗，本发明还具有回收效率高、运行稳定性高、易控制等特点。
附图说明
图1为本发明实施例1中所述带有冷量回收装置的深冷处理设备的结构示意图；
图2为本发明实施例2中所述带有冷量回收装置的深冷处理设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：如图1所示，本发明提供了一种带有冷量回收装置的深冷处理设备，包括深冷设备箱体1、液氮供应装置2，还包括：
冷量回收装置3，与所述深冷设备箱体1的氮气出口连接，用于回收所述氮气出口排出的氮气中的冷量。
所述液氮供应装置包括液氮罐；采用不锈钢制成，主要包含内胆和外壁，中间夹层采用抽真空技术绝热保温，内胆采用多层防辐射技术进行绝热，出口处包含有出液阀、出气阀和安全阀。
所述冷量回收装置3包括：
固定支架4、设于固定支架4上用于盛装相变材料的圆筒5和保温层6，所述保温层6上设有氮气入口和氮气出口。所述保温层6由聚氨酯发泡材料发泡制成。所述固定支架4包括：交错支架和底部支架。
所述相变材料为氨、二氧化碳、二氧化硫、一氟三氯甲烷、二氯甲烷、氯甲烷、四氟二氯乙烷、五氟一氯乙烷中的一种。
所述保温层6的氮气出口处设有送风机7，用来在需要利用冷量时取出冷量。
所述深冷设备箱体1内设有风机9和用于使液氮均匀分散的液氮分散器10，所述液氮分散器10上设有与液氮供应装置2连接的液氮入口。
所述液氮分散器10为盘成圆环状的不锈钢管，所述不锈钢管上设有均匀的开孔。所述风机9的一侧设有加热棒11，加热棒11用于实现低温回火功能，加热棒11布置于深冷设备箱体1内风机9的正前方；所述深冷设备箱体1内加热棒处还设有孔板12，采用不锈钢板开孔制成，起到均匀气流和固定加热棒11的作用；所述深冷设备箱体1的侧壁上设有气流出口13，该气流出口13用于在对冷量进行利用时打开排气。
图1中，液氮供应装置2提供的液氮进入到深冷设备箱体1中的液氮分散器10中，分散后的液氮经过风机9汽化后均匀分散到深冷设备箱体1内部和需要处理的材料进行对流换热，从而降低材料的温度。通过控制液氮的进给量来控制处理空间的温度。参与完换热的氮气从深冷设备箱体1的氮气出口排出后直接进入到冷量回收装置3中，此时、冷量回收装置3的氮气出口与送风机7断开，氮气在冷量回收装置3中和圆筒5里面的相变材料进行热交换，通过材料的相变把氮气中的冷量储存下来，换热完以后的氮气直接从氮气出口排出。
下一次深冷处理时通过送风机7提供一定的风速的气流进入冷量回收装置3中和相变材料进行热交换，从而使气流的温度降低，该气流通过深冷设备箱体1的氮气出口进入到深冷设备箱体1中对工件进行冷却，换热完以后的气流从深冷设备箱体1的侧壁上的气流出口排出深冷设备箱体1。在这一过程中，通过控制风机9的风量来控制深冷设备箱体1的温度，待冷量回收装置3中的冷量利用完后开始利用液氮进行冷却。
实施例2：如图2所示，本发明提供了一种带有冷量回收装置的深冷处理设备，包括深冷设备箱体1、液氮供应装置2，还包括：
冷量回收装置3，与所述深冷设备箱体1的氮气出口连接，用于回收所述氮气出口排出的氮气中的冷量。
所述液氮供应装置2包括液氮罐；采用不锈钢制成，主要包含内胆和外壁，中间夹层采用抽真空技术绝热保温，内胆采用多层防辐射技术进行绝热，出口处包含有出液阀、出气阀和安全阀。
所述冷量回收装置3包括：
固定支架4、设于固定支架4上用于盛装相变材料的圆筒5和保温层6，所述保温层6上设有氮气入口和氮气出口。所述保温层6由聚氨酯发泡材料发泡制成。
所述相变材料为氨、二氧化碳、二氧化硫、一氟三氯甲烷、二氯甲烷、氯甲烷、四氟二氯乙烷、五氟一氯乙烷中的一种。
所述保温层6的氮气出口处设有送风机7，用来在需要利用冷量时取出冷量。
所述深冷设备箱体1内设有风机和管翅式换热器8，所述管翅式换热器8的一端连接液氮供应装置2的液氮出口，另一端连接所述冷量回收装置3的氮气入口。管翅式换热器8中的管道采用紫铜管制成，翅片采用铝片制成。
图2中，液氮通过电磁阀的控制进入到管翅式换热器8的管道中，风机提供的一定风量流过管翅式换热器8进行强制对流换热，通过换热后的低温气流去冷却深冷设备箱体1内材料处理室中的材料。管翅式换热器8排出的氮气从冷量回收装置3的氮气入口进入，并和圆筒5中的相变材料进行热交换，然后从冷量回收装置3的氮气出口排出。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (3)

1.一种带有冷量回收装置的深冷处理设备，包括深冷设备箱体(1)、液氮供应装置(2)，其特征在于，还包括：
冷量回收装置(3)，与所述深冷设备箱体(1)的氮气出口连接，用于回收所述氮气出口排出的氮气中的冷量；
其中，所述冷量回收装置(3)包括：
固定支架(4)、设于固定支架(4)上用于盛装相变材料的圆筒(5)和保温层(6)，所述保温层(6)上设有氮气入口和氮气出口；
其中，所述相变材料为氨、二氧化碳、二氧化硫、一氟三氯甲烷、二氯甲烷、氯甲烷、四氟二氯乙烷、五氟一氯乙烷中的一种；
其中，所述保温层(6)的氮气出口处设有送风机(7)；
其中，所述深冷设备箱体(1)内设有管翅式换热器(8)，所述管翅式换热器(8)的一端连接液氮供应装置(2)的液氮出口，另一端连接所述冷量回收装置(3)的氮气入口；
其中，所述深冷设备箱体(1)内设有风机(9)和用于使液氮均匀分散的液氮分散器(10)，所述液氮分散器(10)上设有与液氮供应装置(2)连接的液氮入口；
其中，所述风机(9)的一侧设有加热棒(11)，加热棒(11)布置于深冷设备箱体(1)内风机(9)的正前方；所述深冷设备箱体(1)内加热棒(11)处还设有孔板(12)；所述深冷设备箱体(1)的侧壁上设有气流出口(13)。
2.如权利要求1所述的带有冷量回收装置的深冷处理设备，其特征在于，所述液氮分散器(10)为盘成圆环状的不锈钢管，所述不锈钢管上设有均匀的开孔。
3.如权利要求1所述的带有冷量回收装置的深冷处理设备，其特征在于，所述保温层(6)由聚氨酯发泡材料制成。
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