CN110296570A - 一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器，包括压力容器、冷却筒、冷却器、装置箱、动态调节组件和控制装置；压力容器内设冷却腔和温度传感器，冷却筒内设复合冷却液，冷却器包括冷却管和冷却管盘，冷却管盘设在内筒外侧，冷却管与冷却管盘、冷却筒连接，装置箱设置在压力容器底部；动态调节组件包括施压构件、传动构件和调节构件，施压构件由于对复合冷却液提供压力，使复合冷却液进入冷却管，传动构件用于为试压构件提供动力，调节构件用于施压构件的断开和连接，控制装置用于控制传动电机；本发明结构简单，冷却效率高，适宜大量推广。

Description

一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器

技术领域

本发明涉及冷却器技术领域，具体涉及一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器。

背景技术

冷却器是换热设备的一类，用以冷却流体，通常用水或空气为冷却剂以除去热量。有间壁式冷却器、喷淋式冷却器、夹套式冷却器和蛇管式冷却器等。电厂低温用聚四氟乙烯冷却器是发电厂为降低排烟温度进行余热回收的新型装置设备。采用氟塑料换热器，能够防止酸腐蚀，并将烟气温度降至100度以内。塑料冷却器是一种耐腐蚀性能强的氟塑料换热器，首先由美国Dupont公司制造成功并实现了商品化生产。我国也投入了大量资金和人力致力于氟塑料换热器的开发，郑州工业大学研制成功“聚四氟乙烯管板限胀施压加热焊接”工艺，解决了氟塑料管子与管板连接的关键技术。随后，国产各种类型的氟塑料冷却器陆续投入实际生产应用并取得良好的效果。

现有的用于压力容器的低温冷却器一般体积都较大，而且冷却效果不好，没有设置调节装置对冷却方式进行调节，使得压力容器的冷却温度不够均匀，冷却效率较差。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种结构简单、冷却效率高的用于压力容器的动态调节型低温冷却器。

本发明的技术方案为：一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器，包括压力容器、冷却筒、冷却器、装置箱、动态调节组件、控制装置；压力容器包括外筒和内筒，内筒套设在外筒内部，内筒和外筒之间形成冷却腔，压力容器上端设置有密封盖，密封盖与外筒和内筒的上沿活动卡接，内筒内部底端设置有温度传感器；冷却筒包括第一冷却筒和第二冷却筒，第一冷却筒和第二冷却筒分别设置在外筒的左侧和右侧，第一冷却筒和第二冷却筒上均设置有冷却剂投加口和冷却剂排放口，第一冷却筒和第二冷却筒内部均装有复合冷却液；冷却器包括冷却管和冷却管盘，冷却管包括第一冷却管和第二冷却管，冷却管盘设置有两个，两个冷却管盘分别设置在内筒外侧上下两端，第一冷却管和第二冷却管均竖直设置，且第一冷却管和第二冷却管间隔设置，第一冷却管和第二冷却管的上端和下端分别与两个冷却管盘连接，第一冷却管的上下两个端口分别与第一冷却筒的上端和下端导通，第二冷却管的上下两个端口分别与第二冷却筒的上端和下端导通；装置箱设置在压力容器底部；动态调节组件包括施压构件、传动构件和调节构件，施压构件设置有两个，施压构件包括压力塞和螺旋杆，两个压力塞分别活动卡接在第一冷却筒和第二冷却筒内部，两个螺旋杆分别活动铰接在第一冷却筒和第二冷却筒内部，两个压力塞分别与两个螺旋杆螺纹连接，两个螺旋杆的下端贯穿冷却筒后延伸至装置箱内部，两个螺旋杆的下端均设置有第一锥形齿轮，传动构件包括传动电机和传动杆，传动电机设置在装置箱内部，传动电机的输出轴上设置有第二锥形齿轮，传动杆设置有两个，两个传动杆的两端均设置有第三锥形齿轮，每个传动杆两端的第三锥形齿轮分别与第一锥形齿轮和第二锥形齿轮啮合连接，调节构件设置有两个，两个调节构件分别设置在两个传动杆上，调节构件用于调节传动杆的断开和连接；控制装置包括控制器、处理器和控制面板，控制器与传动电机连接，控制器为市售，处理器与温度传感器和控制器连接，控制面板分别与控制器和处理器连接，传动电机由外部电源供电。

进一步地，调节构件包括基座、调节电机、连接齿轮、调节架和调节凸轮，基座设置在装置箱内部，传动杆活动设置在基座上，位于基座内部的传动杆断开，且传动杆断开的两端均设置有联动齿轮，调节架活动卡接在基座内部，调节架由两个L型调节板构成，两个L型调节板之间设置有复位拉簧，两个L型调节板上端设置有连接轴，连接齿轮设置有两个，两个连接齿轮活动套着在连接轴上，且两个连接齿轮位于两个联动齿轮之间，调节凸轮设置在两个L型调节板下端，调节凸轮上设置有齿条，调节电机设置在基座内部，调节电机的输出轴上设置有调节齿轮，调节齿轮与齿条啮合连接，通过调节电机带动调节齿轮往复转动，使得调节架推动两个连接齿轮分别与两个联动齿轮啮合连接实现联动，使用时根据需要调节第一冷却管和第二冷却管单独工作或者第一冷却管和第二冷却管同时工作，提高冷却效果。

进一步地，传动杆与基座连接处设置有联轴器，通过联轴器使得传动杆与基座之间连接更加稳固，有利于冷却工作的顺利进行。

进一步地，螺旋杆和冷却筒连接处设置有转动轴承，通过螺旋杆的转动带动压力塞在冷却筒内上下移动，将冷却筒内的复合冷却液压至冷却管内，实现压力容器的冷却。

进一步地，复合冷却液由丙三醇、氮化硼、硅粉、丙酮、氧化锌、二氧化硅、硅酸锆、氯化钙和无水乙醇组成，各成分百分含量配比为：丙三醇5％、氮化硼 7％、丙酮7％、氧化锌6％、二氧化硅8％、硅酸锆15％、氯化钙12％、无水乙醇17％，余量为硅粉；使用复合冷却液能够有效的提高导热效率，进而提高压力容器的散热效率。

进一步地，复合冷却液的制备方法为：(1)将硅粉碎成直径为0.01-0.02 毫米的微粒，备用；(2)将丙三醇和氮化硼放入容器中搅拌均匀，将(1)中硅粉加入混合均匀，晾干至凝固；(3)将(2)的产物粉碎成直径为0.02-0.04毫米的微粒，备用；(4)将丙酮、氧化锌、二氧化硅、硅酸锆、氯化钙和无水乙醇搅拌均匀后放入步骤(3)的产物混合均匀后即可得到复合冷却液。

本发明的工作原理为：使用时，将复合冷却液从冷却剂投加口分别装入第一冷却筒和第二冷却筒中，接通外部电源；通过操作控制面板，控制器控制传动电机启动，处理器根据温度传感器反馈的压力容器内部的温度情况，将信号传递给控制器，控制器控制调节电机启动，通过调节电机带动调节齿轮往复转动，使得调节架推动两个连接齿轮分别与两个联动齿轮啮合连接实现联动，当左侧的调节电机启动时，第一冷却筒内的压力塞上下往复运动，复合冷却液将入第一冷却管内，对压力容器进行冷却；当右侧的调节电机启动时，第二冷却筒内的压力塞上下往复运动，复合冷却液进入第二冷却管内，对压力容器进行冷却；根据需要，调节第一冷却管和第二冷却管单独工作或者第一冷却管和第二冷却管同时工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构简单，大大节省了空间；通过本发明在对压力容器冷却时，根据温度传感器反馈的压力容器内的温度，通过控制器分别控制两个冷却管进行工作，对压力容器内温度进行动态调节，使得压力容器内冷却温度快速达到设定值，提高了冷却效率；本发明冷却筒内装有复合冷却液，使用复合冷却液能够有效的提高导热效率，进而提高压力容器的散热效率；自动化控制大大节省了人力物力，压力容器内温度始终保持温度，提高了装置的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的冷却器的结构示意图；

图3是本发明的传动构件和调节构件的连接示意图

图4是本发明的调节电机与调节凸轮的连接示意图；

图5是本发明的控制模块图；

其中，1-压力容器、10-外筒、11-内筒、12-冷却腔、13-密封盖、14-温度传感器、2-冷却筒、20-第一冷却筒、21-第二冷却筒、22-冷却剂投加口、23- 冷却剂排放口、3-冷却器、30-冷却管、300-第一冷却管、301-第二冷却管、31- 冷却管盘、4-装置箱、5-动态调节组件、50-施压构件、500-压力塞、501-螺旋杆、502-第一锥形齿轮、503-转动轴承、51-传动构件、510-传动电机、511-传动杆、5110-联轴器、512-第二锥形齿轮、513-第三锥形齿轮、514-联动齿轮、 52-调节构件、520-基座、521-调节电机、5210-调节齿轮、522-连接齿轮、523- 调节架、524-调节凸轮、5240-齿条、525-复位拉簧、526-连接轴。

具体实施方式

实施例：如图1所示的一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器，包括压力容器1、冷却筒2、冷却器3、装置箱4、动态调节组件5、控制装置；压力容器1包括外筒10和内筒11，内筒11套设在外筒10内部，内筒11和外筒10之间形成冷却腔12，压力容器1上端设置有密封盖13，密封盖13与外筒10和内筒11的上沿活动卡接，内筒11内部底端设置有温度传感器14；冷却筒2包括第一冷却筒20和第二冷却筒21，第一冷却筒20和第二冷却筒21分别设置在外筒10的左侧和右侧，第一冷却筒20和第二冷却筒21上均设置有冷却剂投加口22和冷却剂排放口23，第一冷却筒20和第二冷却筒21内部均装有复合冷却液，复合冷却液由丙三醇、氮化硼、硅粉、丙酮、氧化锌、二氧化硅、硅酸锆、氯化钙和无水乙醇组成，各成分百分含量配比为：丙三醇5％、氮化硼7％、丙酮7％、氧化锌6％、二氧化硅8％、硅酸锆15％、氯化钙12％、无水乙醇17％，余量为硅粉；使用复合冷却液能够有效的提高导热效率，进而提高压力容器的散热效率；复合冷却液的制备方法为：(1)将硅粉碎成直径为0.01-0.02毫米的微粒，备用；(2)将丙三醇和氮化硼放入容器中搅拌均匀，将(1)中硅粉加入混合均匀，晾干至凝固；(3)将(2)的产物粉碎成直径为0.02-0.04毫米的微粒，备用；(4) 将丙酮、氧化锌、二氧化硅、硅酸锆、氯化钙和无水乙醇搅拌均匀后放入步骤(3) 的产物混合均匀后即可得到复合冷却液；

如图1、2所示，冷却器3包括冷却管30和冷却管盘31，冷却管30包括第一冷却管300和第二冷却管301，冷却管盘31设置有两个，两个冷却管盘31分别设置在内筒11外侧上下两端，第一冷却管300和第二冷却管301均竖直设置，且第一冷却管300和第二冷却管301间隔设置，第一冷却管300和第二冷却管 301的上端和下端分别与两个冷却管盘31连接，第一冷却管300的上下两个端口分别与第一冷却筒20的上端和下端导通，第二冷却管301的上下两个端口分别与第二冷却筒21的上端和下端导通；装置箱4设置在压力容器1底部；

如图1、3、4所示，动态调节组件5包括施压构件50、传动构件51和调节构件52，施压构件50设置有两个，施压构件50包括压力塞500和螺旋杆501，两个压力塞500分别活动卡接在第一冷却筒20和第二冷却筒21内部，两个螺旋杆501分别活动铰接在第一冷却筒20和第二冷却筒21内部，两个压力塞500 分别与两个螺旋杆501螺纹连接，两个螺旋杆501的下端贯穿冷却筒2后延伸至装置箱4内部，两个螺旋杆501的下端均设置有第一锥形齿轮502，螺旋杆501 和冷却筒2连接处设置有转动轴承503，通过螺旋杆501的转动带动压力塞500 在冷却筒2内上下移动，将冷却筒2内的复合冷却液压至冷却管30内，实现压力容器1的冷却，传动构件51包括传动电机510和传动杆511，传动电机510 设置在装置箱4内部，传动电机510的输出轴上设置有第二锥形齿轮512，传动杆511设置有两个，两个传动杆511的两端均设置有第三锥形齿轮513，每个传动杆511两端的第三锥形齿轮513分别与第一锥形齿轮502和第二锥形齿轮512 啮合连接，调节构件52设置有两个，调节构件52包括基座520、调节电机521、连接齿轮522、调节架523和调节凸轮524，基座520设置在装置箱4内部，传动杆511活动设置在基座520上，位于基座520内部的传动杆511断开，且传动杆511断开的两端均设置有联动齿轮514，传动杆511与基座520连接处设置有联轴器5110，通过联轴器5110使得传动杆511与基座520之间连接更加稳固，有利于冷却工作的顺利进行，调节架523活动卡接在基座520内部，调节架523 由两个L型调节板构成，两个L型调节板之间设置有复位拉簧525，两个L型调节板上端设置有连接轴526，连接齿轮522设置有两个，两个连接齿轮522活动套着在连接轴526上，且两个连接齿轮522位于两个联动齿轮514之间，调节凸轮524设置在两个L型调节板下端，调节凸轮524上设置有齿条5240，调节电机521设置在基座520内部，调节电机521的输出轴上设置有调节齿轮5210，调节齿轮5210与齿条5240啮合连接，通过调节电机521带动调节齿轮5210往复转动，使得调节架523推动两个连接齿轮522分别与两个联动齿轮514啮合连接实现联动，使用时根据需要调节第一冷却管300和第二冷却管301单独工作或者第一冷却管300和第二冷却管301同时工作，提高冷却效果；控制装置包括控制器、处理器和控制面板，控制器与传动电机510连接，控制器为市售，处理器与温度传感器14和控制器连接，控制面板分别与控制器和处理器连接，传动电机510由外部电源供电。

使用时，将复合冷却液从冷却剂投加口22分别装入第一冷却筒20和第二冷却筒20中，接通外部电源；通过操作控制面板，控制器控制传动电机510启动，处理器根据温度传感器14反馈的压力容器1内部的温度情况，将信号传递给控制器，控制器控制调节电机521启动，通过调节电机521带动调节齿轮5210往复转动，使得调节架523推动两个连接齿轮522分别与两个联动齿轮514啮合连接实现联动，当左侧的调节电机521启动时，第一冷却筒20内的压力塞500上下往复运动，复合冷却液将入第一冷却管300内，对压力容器1进行冷却；当右侧的调节电机521启动时，第二冷却筒21内的压力塞500上下往复运动，复合冷却液进入第二冷却管301内，对压力容器1进行冷却，根据需要，调节第一冷却管300和第二冷却管301单独工作或者第一冷却管300和第二冷却管301同时

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器，其特征在于，包括压力容器(1)、冷却筒(2)、冷却器(3)、装置箱(4)、动态调节组件(5)、控制装置；所述压力容器(1)包括外筒(10)和内筒(11)，所述内筒(11)套设在外筒(10)内部，内筒(11)和外筒(10)之间形成冷却腔(12)，压力容器(1)上端设置有密封盖(13)，所述密封盖(13)与外筒(10)和内筒(11)的上沿活动卡接，内筒(11)内部底端设置有温度传感器(14)；所述冷却筒(2)包括第一冷却筒(20)和第二冷却筒(21)，所述第一冷却筒(20)和第二冷却筒(21)分别设置在外筒(10)的左侧和右侧，第一冷却筒(20)和第二冷却筒(21)上均设置有冷却剂投加口(22)和冷却剂排放口(23)，第一冷却筒(20)和第二冷却筒(21)内部均装有复合冷却液；所述冷却器(3)包括冷却管(30)和冷却管盘(31)，所述冷却管(30)包括第一冷却管(300)和第二冷却管(301)，所述冷却管盘(31)设置有两个，两个冷却管盘(31)分别设置在内筒(11)外侧上下两端，所述第一冷却管(300)和第二冷却管(301)均竖直设置，且第一冷却管(300)和第二冷却管(301)间隔设置，第一冷却管(300)和第二冷却管(301)的上端和下端分别与两个冷却管盘(31)连接，第一冷却管(300)的上下两个端口分别与第一冷却筒(20)的上端和下端导通，所述第二冷却管(301)的上下两个端口分别与第二冷却筒(21)的上端和下端导通；所述装置箱(4)设置在压力容器(1)底部；所述动态调节组件(5)包括施压构件(50)、传动构件(51)和调节构件(52)，所述施压构件(50)设置有两个，施压构件(50)包括压力塞(500)和螺旋杆(501)，两个所述压力塞(500)分别活动卡接在第一冷却筒(20)和第二冷却筒(21)内部，两个所述螺旋杆(501)分别活动铰接在第一冷却筒(20)和第二冷却筒(21)内部，两个压力塞(500)分别与两个螺旋杆(501)螺纹连接，两个螺旋杆(501)的下端贯穿冷却筒(2)后延伸至装置箱(4)内部，两个螺旋杆(501)的下端均设置有第一锥形齿轮(502)，所述传动构件(51)包括传动电机(510)和传动杆(511)，所述传动电机(510)设置在装置箱(4)内部，传动电机(510)的输出轴上设置有第二锥形齿轮(512)，所述传动杆(511)设置有两个，两个传动杆(511)的两端均设置有第三锥形齿轮(513)，每个传动杆(511)两端的第三锥形齿轮(513)分别与第一锥形齿轮(502)和第二锥形齿轮(512)啮合连接，所述调节构件(52)设置有两个，两个调节构件(52)分别设置在两个传动杆(511)上，调节构件(52)用于调节传动杆(511)的断开和连接；所述控制装置包括控制器、处理器和控制面板，所述控制器与传动电机(510)连接，所述处理器与温度传感器(14)和控制器连接，所述控制面板分别与控制器和处理器连接，传动电机(510)由外部电源供电。

2.根据权利要求1所述的一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器，其特征在于，所述调节构件(52)包括基座(520)、调节电机(521)、连接齿轮(522)、调节架(523)和调节凸轮(524)，所述基座(520)设置在装置箱(4)内部，传动杆(511)活动设置在基座(520)上，位于基座(520)内部的传动杆(511)断开，且传动杆(511)断开的两端均设置有联动齿轮(514)，所述调节架(523)活动卡接在基座(520)内部，调节架(523)由两个L型调节板构成，两个L型调节板之间设置有复位拉簧(525)，两个L型调节板上端设置有连接轴(526)，所述连接齿轮(522)设置有两个，两个连接齿轮(522)活动套着在所述连接轴(526)上，且两个连接齿轮(522)位于两个联动齿轮(514)之间，所述调节凸轮(524)设置在两个L型调节板下端，调节凸轮(524)上设置有齿条(5240)，所述调节电机(521)设置在基座(520)内部，调节电机(521)的输出轴上设置有调节齿轮(5210)，所述调节齿轮(5210)与齿条(5240)啮合连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器，其特征在于，所述传动杆(511)与基座(520)连接处设置有联轴器(5110)。

4.根据权利要求1所述的一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器，其特征在于，所述螺旋杆(501)和冷却筒(2)连接处设置有转动轴承(503)。

5.根据权利要求1所述的一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器，其特征在于，所述复合冷却液由丙三醇、氮化硼、硅粉、丙酮、氧化锌、二氧化硅、硅酸锆、氯化钙和无水乙醇组成。

6.根据权利要求1所述的一种用于压力容器的动态调节型低温冷却器，其特征在于，所述冷却筒(2)和螺旋杆(501)连接处设置有转动轴承(503)。