CN216898059U - 一种过冷液氧制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种过冷液氧制备装置，属于低温工程技术领域，包括：依次连接的液氧贮罐、液氧泵、过冷装置和液氧接收贮罐，所述过冷装置和所述液氧接收贮罐之前设有过冷液氧输出阀门；所述过冷液氧输出阀门之前设置有第一回流管道，所述第一回流管道通向所述液氧贮罐，所述第一回流管道上连接有第一调节阀；本实用新型的过冷液氧制备装置，在过冷装置之后通向液氧接收贮罐的管道上，连接有第一回流管道，在不需要朝向液氧接收贮罐内输出液氧时，可通过第一回流管道将制备的液氧返回至液氧贮罐，从而完成对过冷液氧的预制备，以避免反复启动设备带来的能耗消耗过大的问题。

Description

一种过冷液氧制备装置

技术领域

本实用新型涉及液氧制备技术领域，具体涉及一种过冷液氧制备装置。

背景技术

液氧经过过冷后，温度降低，密度增大，在相同容器容积下可以贮存更多质量的液氧。过冷液氧从正常沸点90K(1140kg/m3)过冷到66.7K(1250kg/m3)，液氧密度增加9.8％，通过增加单位容积的液氧贮存质量降低贮存容器的规模和总重，这一特点在航空航天领域等对飞行器的整体重量控制要求高的行业领域具有重要的现实意义。同时随着液氧过冷度的增加，更利于其在系统中流动时保持单相流动状态，可提高流动稳定性和工艺控制性。

从现有的过冷氧制备工艺来看，存在启动耗能高，不能进行预制备的缺陷。

实用新型内容

因此，本实用新型为了克服上述缺陷，从而提供一种能够进行预制备的过冷液氧制备装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种过冷液氧制备装置，包括：依次连接的液氧贮罐、液氧泵、过冷装置和液氧接收贮罐，所述过冷装置和所述液氧接收贮罐之前设有过冷液氧输出阀门；

所述过冷液氧输出阀门之间设置有第一回流管道，所述第一回流管道通向所述液氧贮罐，所述第一回流管道上连接有第一调节阀。

可选地，所述过冷装置包括：过冷器，所述过冷器内设有换热器，所述换热器浸没于过冷介质中。

可选地，所述过冷器上连接有过冷介质输入通道和过冷介质排出通道，所述过冷介质输入通道和所述过冷介质排出通道上分别设有阀门。

可选地，所述过冷装置包括串联设置的一级过冷装置和二级过冷装置。

可选地，所述一级过冷装置和所述二级过冷装置之间连通的管道上，连接第二回流管道，所述第二回流管道通向所述液氧贮罐，所述第二回流管道上连接有第二调节阀。

可选地，所述二级过冷装置的过冷介质排出通道上连接有减压装置。

可选地，所述液氧泵的出口与所述过冷装置的进口之间连接的管道上，连接有第三回流管道，所述第三回流管道通向所述液氧贮罐，所述第三回流管道上连接有第三调节阀。

可选地，所述液氧贮罐上具有液氧注入口、液氧输出口和液氧回流口。

可选地，所述液氧贮罐上还具有氦气或氧气注入口。

可选地，所述氦气或氧气以喷淋的方式注入所述液氧贮罐内。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的过冷液氧制备装置，在过冷装置之后通向液氧接收贮罐的管道上，连接有第一回流管道，在不需要朝向液氧接收贮罐内输出液氧时，可通过第一回流管道将制备的液氧返回至液氧贮罐，从而完成对液氧的预制备，以避免反复启动设备带来的能耗消耗过大的问题。

2.本实用新型提供的过冷液氧制备装置，由于具有串联的两级过冷装置，因此，通过一级过程装置对液氧进行常压过冷，通过二级过冷装置对液氧进行负压过冷，通过这种逐级过冷的方式，可整体降低设备对液氧进行过冷的能耗。

3.本实用新型提供的过冷液氧制备装置，在液氧贮罐上设有氦气或氧气注入口，通过向液氧贮罐内注入氦气或氧气，以搅动液氧贮罐内的液氧，使罐内液氧混合充分，达到液氧温度均匀的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的实施例中提供的过冷液氧制备装置的设备原理图。

附图标记说明：

1、液氧贮罐；2、液氧泵；3、一级过冷装置；4、二级过冷装置；5、液氧接收贮罐；6、过冷液氧输出阀门；7、第一回流管道；8、第一调节阀；9、第二回流管道；10、第二调节阀；11、减压装置；12、第三回流管道；13、第三调节阀；14、液氧注入口；15、氦气或氧气注入口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供的过冷液氧制备装置，用于过冷液氧的制备。

如图1所示，为本实施例提供的过冷液氧制备装置的一种具体实施方式，包括:依次连接的液氧贮罐1、液氧泵2、过冷装置和液氧接收贮罐5，所述过冷装置和所述液氧接收贮罐5之间设有过冷液氧输出阀门6，当需要朝向液氧接收贮罐5内制备过冷液氧时，需要开启所述液氧输出阀门。另外，所述过冷液氧输出阀门6之前设置有第一回流管道7，所述第一回流管道7通向所述液氧贮罐1，所述第一回流管道7上连接有第一调节阀8。在不需要朝向液氧接收贮罐5内输出液氧时，关闭所述液氧输出阀门，开启所述第一调节阀8，然后可通过第一回流管道7将制备的液氧返回至液氧贮罐1，从而完成对液氧的预制备，以避免反复启动设备带来的能耗消耗过大的问题。

如图1所示，本实施例提供的过冷液氧制备装置，所述过冷装置包括：过冷器，所述过冷器内设有换热器，所述换热器浸没于过冷介质中，具体的，所述过冷介质可优选为液氮。进行换热时，液氧从换热器内部流过，液氮包裹在换热器外部对液氧进行换热，从而当液氧通过换热器后实现过冷。

如图1所示，本实施例提供的过冷液氧制备装置，所述过冷器上连接有过冷介质输入通道和过冷介质排出通道，所述过冷介质输入通道和所述过冷介质排出通道上分别设有阀门，通过该阀门可用于调节过冷器内液氮的压力。

如图1所示，本实施例提供的过冷液氧制备装置，所述过冷装置包括串联设置的一级过冷装置3和二级过冷装置4。通过一级过程装置对液氧进行常压过冷，通过二级过冷装置4对液氧进行负压过冷，通过这种逐级过冷的方式，可整体降低设备对液氧进行过冷的能耗

如图1所示，本实施例提供的过冷液氧制备装置，所述一级过冷装置3和所述二级过冷装置4之间连通的管道上，连接第二回流管道9，所述第二回流管道9通向所述液氧贮罐1，所述第二回流管道9上连接有第二调节阀10。当仅需要提前制备液氮温度以上的过冷液氧时，可通过所述第二回流管道9将液氧返回至液氧贮罐1，从而进行循环制冷。

如图1所示，本实施例提供的过冷液氧制备装置，所述二级过冷装置4的过冷介质排出通道上连接有减压装置11。通过该减压装置11对二级过冷装置4内的液氮压力进行控制，使所述二级过冷装置4内的液氮压力为负压，利用负压工况下液氮沸点随之降低的特性和相应的冷量以获取更低温度的过冷液氧，以提高对液氧的过冷效果，其中所述减压装置11可优选为减压抽空装置。

如图1所示，本实施例提供的过冷液氧制备装置，所述液氧泵2的出口与所述过冷装置的进口之间连接的管道上，连接有第三回流管道12，所述第三回流管道12通向所述液氧贮罐1，所述第三回流管道12上连接有第三调节阀13；当开启所述第三调节阀13时，部分所述液氧可直接返回至液氧贮罐1，从而降低进入到过冷装置内的液氧流量，降低过冷装置的能耗。

如图1所示，本实施例提供的过冷液氧制备装置，所述液氧贮罐1上具有液氧注入口14、液氧输出口和液氧回流口；另外，所述液氧贮罐1上还具有氦气或氧气注入口15，通过向液氧贮罐1内注入氦气或氧气，以搅动液氧贮罐1内的液氧，使罐内液氧混合充分，达到液氧温度均匀的目的。

如图1所示，作为一种优选实施方式，所述氦气或氧气以喷淋的方式注入所述液氧贮罐1内，从而提高对液氧贮罐1内液氧进行冲击的速度。

本实施例提供的过冷液氧制备装置，当需要提前制备和贮存过冷液氧时，液氧贮罐1中的液氧经液氧泵2、一级过冷器、二级过冷器后，再经第一回流管道7回流至液氧贮罐1。为确保液氧贮罐1内的液氧充分混合，实现温度均匀，可通过氦气或氧气注入口15向液氧贮罐1内充入氦气或氧气实现罐内液氧搅拌混合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种过冷液氧制备装置，其特征在于，包括：依次连接的液氧贮罐(1)、液氧泵(2)、过冷装置和液氧接收贮罐(5)，所述过冷装置和所述液氧接收贮罐(5)之间设有过冷液氧输出阀门(6)；

所述过冷液氧输出阀门(6)之前设置有第一回流管道(7)，所述第一回流管道(7)通向所述液氧贮罐(1)，所述第一回流管道(7)上连接有第一调节阀(8)。

2.根据权利要求1所述的过冷液氧制备装置，其特征在于，所述过冷装置包括：过冷器，所述过冷器内设有换热器，所述换热器浸没于过冷介质中。

3.根据权利要求2所述的过冷液氧制备装置，其特征在于，所述过冷器上连接有过冷介质输入通道和过冷介质排出通道，所述过冷介质输入通道和所述过冷介质排出通道上分别设有阀门。

4.根据权利要求3所述的过冷液氧制备装置，其特征在于，所述过冷装置包括串联设置的一级过冷装置(3)和二级过冷装置(4)。

5.根据权利要求4所述的过冷液氧制备装置，其特征在于，所述一级过冷装置(3)和所述二级过冷装置(4)之间连通的管道上，连接第二回流管道(9)，所述第二回流管道(9)通向所述液氧贮罐(1)，所述第二回流管道(9)上连接有第二调节阀(10)。

6.根据权利要求4所述的过冷液氧制备装置，其特征在于，所述二级过冷装置(4)的过冷介质排出通道上连接有减压装置(11)。

7.根据权利要求1所述的过冷液氧制备装置，其特征在于，所述液氧泵(2)的出口与所述过冷装置的进口之间连接的管道上，连接有第三回流管道(12)，所述第三回流管道(12)通向所述液氧贮罐(1)，所述第三回流管道(12)上连接有第三调节阀(13)。

8.根据权利要求1所述的过冷液氧制备装置，其特征在于，所述液氧贮罐(1)上具有液氧注入口(14)、液氧输出口和液氧回流口。

9.根据权利要求8所述的过冷液氧制备装置，其特征在于，所述液氧贮罐(1)上还具有氦气或氧气注入口(15)。

10.根据权利要求9所述的过冷液氧制备装置，其特征在于，所述氦气或氧气以喷淋的方式注入所述液氧贮罐(1)内。

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