CN203547784U - 二氧化碳/氮的液气状态转换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种二氧化碳/氮的液气状态转换器，包括壳体，所述壳体内设有换热装置，所述换热装置为若干个串联或并联的盘管，所述换热装置的首尾两端延伸至所述壳体外，构成进液管和出气管，所述换热装置的下方设有加热器，所述加热器的加热管位于所述换热装置的正下方。本实用新型在加热过程中可在壳体内形成水流自循环，使壳体内水温平衡，保证换热装置的受热均匀，有效防止了换热装置由于局部温度过低造成冻坏，且本实用新型整体保温，热能损失小，热效率高，节能效果好，还可通过控制电加热器的热量输出控制输出的气态二氧化碳/氮的参数，适用于气态二氧化碳/氮的不同参数需求的工作环境，尤其适用于矿井下的防灭火。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液态二氧化碳/氮向气态二氧化碳/氮转换的转换器，主要用于矿井下的防灭火。
背景技术
目前，我国煤矿井下自然发火常用的防灭火方法是向采空区注入氮气，但矿用氮气灭火设备（尤其是制氮设备）综合成本较高。也有少部分矿区采用二氧化碳进行防灭火，所使用的液态二氧化碳向气态二氧化碳转换的转换器均为加热装置位于转换器的上部或多为大加热器集中加热，这使得转换器内即使采用循环泵，其上部水温也始终高于下部水温，使位于加热装置下方的换热装置受热不均匀，换热装置极易冻坏出现安全事故，且由于换热装置受热不均匀，还浪费了大量的热能，并且出气量无法调整。
实用新型内容
为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种二氧化碳/氮的液气状态转换器，壳体内水温自动平衡，节能效果好，使用成本低。
本实用新型采用的技术方案：一种二氧化碳/氮的液气状态转换器，包括壳体，所述壳体内设有换热装置，所述换热装置为若干个串联或并联的盘管，所述换热装置的首尾两端延伸至所述壳体外，构成进液管和出气管，所述换热装置的下方设有加热器，所述加热器的加热管位于所述换热装置的正下方，所述换热装置上设有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端连接所述加热器的加热控制端，所述壳体的底部设有底座，所述出气管上设有低温安全阀、温度表和压力表。
优选地，所述加热器的数量为若干个，若干个所述加热器的加热管上下交错均匀设置。
所述进液管优选位于所述出气管的下方。
所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器可以设有延伸进所述壳体内的蒸汽进管，所述蒸汽进管的蒸汽出口优选位于所述换热装置的下方，所述蒸汽进管的蒸汽进口连接蒸汽源。
所述蒸汽进管位于所述壳体内的部分的管壁上可以设有若干个泄汽孔。
所述壳体的上部可以设有进水管，下部可以设有排污管。
所述壳体的上部可以设有溢流孔，所述溢流孔连接溢流管，所述溢流管的出口可以连接所述排污管。
所述壳体内可以设有水位传感器，所述水位传感器的信号输出端连接所述进水管上的控制阀门或所述进水管的进口连接的进水控制端。
所述壳体的顶端可以设有放空管。
所述壳体的外壁上可以设有水位计。
本实用新型的有益效果：本实用新型的加热器的加热管设置在所述换热装置的正下方，使换热装置底部的水温高于上部的水温，使壳体内部所述换热装置所处位置处的水向上流动，位于所述换热装置上部的相对温度较低的水从换热装置的四周流向换热装置的底部，再在所述加热器的加热作用下向上流动，从而形成壳体内的水流自循环，使壳体内水温自动平衡，保证所述换热装置的受热均匀，有效地避免了由于换热装置的局部温度过低致使冻坏的情况发生，且壳体内热量损耗小，节省能源，节约成本，根据申请人的实践，在完全采用电加热的情况下，本实用新型相比于将加热装置设置于壳体上部的转换器至少节电30%。
加热器的数量为若干个且各电加热器的加热管上下交错设置，在可以有效保证壳体内加热区的水温均衡的情况下，还可以根据所需的气态二氧化碳/氮的流量、温度或压力，适宜选择管式电加热器的使用数量，从而实现对气态二氧化碳/氮的出气量及其它参数的控制，同时还可进一步地避免能量的浪费。
采用电加热器作为主热源，蒸汽作为辅助热源，既可以一用一备，又可以根据实际工作情况同时使用，有效保证转换器的正常运行。
温度传感器和水位传感器的设置，可以根据换热装置内部二氧化碳/氮的温度和壳体内的水位自动控制加热装置的热量输出和壳体内的输入水量，精确控制的同时减少工作人员的工作量。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供了一种二氧化碳/氮的液气状态转换器，主要用于矿井下的防灭火，包括壳体1，所述壳体外优选设有保温层，可以在所述壳体的外壁上涂覆保温涂料，所述壳体内设有换热装置2，所述换热装置为若干个串联或并联的盘管，优选地，若干个串联或并联的盘管并排设置，以使换热均匀，所述换热装置的首尾两端延伸至所述壳体外，构成进液管3和出气管4，所述出气管上设有低温安全阀、温度表和压力表，所述进液管可以连接液态二氧化碳/氮罐车的液态二氧化碳/氮出口，所述出气管可以连接矿井中通往采空区的管道，由于所述进液管处进入的介质温度低于所述出气管输出的介质的温度，优选地，所述进液管设置在所述出气管的下方，所述换热装置的下方设有加热器5，所述加热器可以为管式电加热器，所述管式电加热器的加热管位于所述换热装置的正下方。本实用新型在使用时，所述壳体内注满水，通过所述管式电加热器的加热，使壳体内水温升高，从而对从所述进液管进入所述换热装置的液态二氧化碳/氮进行加热，使之转化成气态的二氧化碳/氮，再从所述出气管输出通过管道注入矿井下进行防灭火。所述管式电加热器的加热管设置在所述换热装置的正下方，使通过所述管式电加热器加热时，所述换热装置底部的水温高于上部的水温，使所述壳体内所述换热装置所处位置处的水向上流动，位于所述换热装置上部的相对温度较低的水从所述换热装置的四周流向换热装置的底部，再在所述管式电加热器的加热作用下向上流动，从而形成所述壳体内的水流自循环，使壳体内水温自动平衡，保证所述换热装置的受热均匀，有效地避免了由于换热装置的局部温度过低致使冻坏的情况发生，根据申请人的实践，在完全采用电加热的情况下，本实用新型相比于将加热装置设置于壳体上部的转换器至少节电30%左右，节约了生产成本，另外，还回收利用了工厂排放的已转换成液态的二氧化碳/氮，实现了实质意义上的减排。
优选地，所述管式电加热器的数量为若干个，若干个所述管式电加热器的加热管上下交错均匀设置，有效地保证了所述壳体内加热区域的水温均衡，还可以根据所需的气态二氧化碳/氮的流量、温度或压力，适宜地选择管式电加热器的使用数量，实现对气态二氧化碳/氮的出气量及其它参数的控制，还可进一步避免能量的浪费。
所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器可以设有延伸进所述壳体内的蒸汽进管6，通过所述蒸汽进管可以向所述壳体内通入蒸汽，辅助所述管式电加热器加热，所述蒸汽进管的蒸汽出口7优选位于所述换热装置的下方，以方便对所述换热装置的底部区域的水进行加热，所述蒸汽进管的蒸汽进口连接蒸汽源，所述蒸汽进管位于所述壳体内的部分的管壁上可以设有若干个泄汽孔，以扩大从所述蒸汽进管通入所述壳体内的蒸汽与所述壳体内的水的接触面积，提升加热效果，缩短加热时间。采用电加热器作为主热源，蒸汽作为辅助热源，既可以一用一备，又可以根据实际工作情况同时使用，有效保证转换器的正常运行。
所述壳体的上部可以设有进水管8，用于向所述壳体内注水，所述壳体的下部可以设有排污管9，当转换器停止运行或维护时用于所述壳体内水的排出。
所述壳体的上部可以设有溢流孔，所述溢流孔连接溢流管10，所述溢流管的出口可以连接所述排污管，当所述壳体内的水位过高时，所述壳体内多余的水可以从所述溢流孔通过溢流管流入所述排污管排出。
所述换热装置上可以设有温度传感器11，所述温度传感器也可以设置在所述壳体上，用于检测所述换热装置内部的气态介质的温度或所述壳体内的水温，所述温度传感器的信号输出端连接所述管式电加热器的加热控制端，以便可以通过所述换热装置内的二氧化碳/氮的温度自动控制加热装置的热量输出（通过控制所述电加热器的使用数量控制热量输出），保证所述换热装置内的液态二氧化碳/氮顺利地转换成气态二氧化碳/氮的同时，还可控制所述出气管输出的气态二氧化碳/氮的参数，优选地，所述出气管输出的气态二氧化碳/氮的温度为5-20℃，压力为0.6-1MPa。
所述壳体上可以设有水位传感器12，所述水位传感器的信号输出端连接所述进水管上的控制阀门或所述进水管的进口连接的进水控制端，以便可以通过所述壳体内的水位，自动控制所述壳体的进水。
所述壳体的外壁上可以设有水位计13，方便随时观察所述壳体内水位，所述壳体的顶端可以设有放空管14，用于所述壳体内的多余蒸汽和/或不凝气体的排空，所述壳体的底部设有底座15。
优选地，所述转换器的各管道上均设有阀门，便于控制，所述壳体、各管道和各阀门的材料均为不锈钢，既耐腐蚀又经久耐用。
本实用新型整体保温，热能损失小，热效率高，节能效果好，还可以控制输出的气态二氧化碳/氮的流量、温度和/或压力等参数，由转换器输出的气态的二氧化碳/氮不需要加压或增压即可直接使用，适用于气态二氧化碳/氮的不同参数需求的工作环境。
Claims (10)
1.一种二氧化碳/氮的液气状态转换器，包括壳体，其特征在于所述壳体内设有换热装置，所述换热装置为若干个串联或并联的盘管，所述换热装置的首尾两端延伸至所述壳体外，构成进液管和出气管，所述换热装置的下方设有加热器，所述加热器的加热管位于所述换热装置的正下方，所述换热装置上设有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端连接所述加热器的加热控制端，所述壳体的底部设有底座，所述出气管上设有低温安全阀、温度表和压力表。
2.如权利要求1所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器，其特征在于所述加热器的数量为若干个，若干个所述加热器的加热管上下交错均匀设置。
3.如权利要求2所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器，其特征在于所述进液管位于所述出气管的下方。
4.如权利要求1、2或3所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器，其特征在于设有延伸进所述壳体内的蒸汽进管，所述蒸汽进管的蒸汽出口位于所述换热装置的下方，所述蒸汽进管的蒸汽进口连接蒸汽源。
5.如权利要求4所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器，其特征在于所述蒸汽进管位于所述壳体内的部分的管壁上设有若干个泄汽孔。
6.如权利要求5所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器，其特征在于所述壳体的上部设有进水管，下部设有排污管。
7.如权利要求6所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器，其特征在于所述壳体的上部设有溢流孔，所述溢流孔连接溢流管，所述溢流管的出口连接所述排污管。
8.如权利要求7所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器，其特征在于所述壳体内设有水位传感器，所述水位传感器的信号输出端连接所述进水管上的控制阀门或进水管的进口连接的进水控制端。
9.如权利要求8所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器，其特征在于所述壳体的顶端设有放空管。
10.如权利要求9所述的二氧化碳/氮的液气状态转换器，其特征在于所述壳体的外壁上设有水位计。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108916843A (zh) * | 2018-09-28 | 2018-11-30 | 扬中市诺贝电气有限公司 | 一种集成式无容器蒸汽发生器 |
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2013
- 2013-11-04 CN CN201320688442.0U patent/CN203547784U/zh not_active Expired - Lifetime
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