CN2762862Y - 快速预冷汽液分离套管 - Google Patents
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Abstract
一种机械工程技术领域的快速预冷汽液分离套管,本实用新型包括:内管、外管、环形狭缝、喷射小孔、支管、支管阀门,内管和外管构成套管,内管和外管之间形成环形狭缝,在内管上设有喷射小孔,外管后部与支管连接,支管上设有支管阀门。本实用新型在大型低温管路中实现系统快速预冷;同时,将汽液两相流体在管路流动过程中将汽液分离,避免两相流动中的波动现象和阻塞,无需再安装单独汽液两相分离器;由内管喷射小孔排放出的汽气体会充满整个环形狭缝,包裹内管,形成具有良好绝热效果的汽膜,从而减少漏热。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种机械工程技术领域的套管,具体地说,是一种快速预冷汽液分离套管。
背景技术
在一些低温系统启动阶段,往往需要将系统管路由环境温度预冷到工作温度。在预冷过程中,管路中会有大量的低温液体汽化,由于这些汽体不能迅速排出,常常会使得预冷时间很长,甚至发生壅塞,使系统工作停止。另外,汽液两相流具有不稳定性,常会造成系统的强制机械振动,严重干扰控制系统。同时,由于大量汽体的迅速汽化,极易导致管路阻塞,使得系统失效。这时,就需要汽液分离装置,常规大容积中的汽液分离器可分为:波形板分离器、旋风分离器和液膜式分离器。
经对现有技术文献的检索发现,在林宗虎编著的《气液两相流和沸腾换热》(西安交通大学出版社,1987版,第119-128页)中,描述了一种液膜式分离器,该液膜式分离器利用惯性力和重力作用进行汽液分离,具体是汽液两相流进入一个较大的容器,在惯性力和重力的作用下液体下沉聚集到容器底部,由设置在底部的出液口排出,汽体上浮经上端出气口排出。其不足之处是:上述分离器体积大,管路连接复杂,在小型系统中无法实现。在进一步的文献检索中,尚未发现与本发明主题“快速预冷汽液分离套管”相同或者类似的报道。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种快速预冷汽液分离套管,在低温管路中实现系统快速预冷;同时,将汽液两相流体在管路流动过程中将汽液分离,避免两相流动中的波动现象和阻塞,无需再安装单独汽液两相分离器;由内管喷射小孔排放出的汽气体会充满整个环形狭缝,包裹内管,形成具有良好绝热效果的汽膜,从而减少漏热。
本实用新型是通过以下的技术方案来实现的,本实用新型包括:内管、外管、环形狭缝、喷射小孔、支管、支管阀门,内管和外管构成套管,内管和外管之间形成环形狭缝,在内管上设有喷射小孔,外管后部与支管连接,支管上设有支管阀门。
所述的套管的长度范围为0.3至6米。
所述的环形狭缝两端封闭,其宽度范围为1至4毫米。
所述的喷射小孔,是指沿内管周向设置的喷射小孔为1-6排,其直径相同,沿内管轴向设置的喷射小孔每排至少10个,其直径范围为0.3至0.8毫米。
所述的喷射小孔与内管轴向(具体是汽液两相流体流动方向)成直角或锐角。
当以快速预冷为主要目的时,在内管壁面上沿内管周向设置多排喷射小孔是有利的,这时可以使得汽化的汽体快速排出,加快预冷过程。另外,由于焦耳-汤姆逊原理,少量的液体经喷射小孔节流喷出,也可以起到喷射冷却的效果。同时,喷射小孔与流动方向不再垂直,而成锐角,使得内管中的汽液两相流体更容易从喷射小孔内快速喷出,对于快速预冷也是有利的。此时,汽液两相流动速度较快是有利的。
当汽液分离为主要目的时,在内管壁面上沿内管周向只设置一排喷射小孔。套管应尽量水平放置,并确保所有喷射小孔开口竖直朝上。因为,当汽液两相流动速度较慢时,由于重力的作用,会出现汽液分层现象,密度较小的汽体积聚在内管上部,将喷射小孔放置为开口竖直朝上有利于汽体的排出。这时,喷射小孔在内管周向的最优设置为一排,且直径应该足够小,使得内管中汽液两相流体中的汽相可顺利喷出,而同时又可以防止液相自由流出。工作介质为液氮时,其最优直径范围为0.2-0.5毫米。此时,汽液两相流动速度较慢是有利的。沿着流动方向,喷射小孔的直径逐渐减小足有利的,这是因为在汽液分离时,在内管进口处汽体较多,需要较大直径的喷射小孔迅速将汽体排出,而到后部汽体量减少,较小直径的喷射小孔即可满足要求,太大直径的喷射小孔反而会使得大量液体喷出。
在同时实现上述两种功能的同时,由于在环形狭缝中汽膜的存在,可以构成一层绝热层,从而减少漏热。
在只需要快速冷却和汽膜绝热功能时,等内管内全部为液体时,将支管阀门关闭即可。而当需要连续汽液分离和汽膜绝热时,可保持支管阀门为常开状态。当只需要汽膜绝热时可以保持支管阀门为常闭状态。
本实用新型的有益效果是:通过一种简单的套管结构,可以实现三种功能:快速预冷,汽液分离和汽膜绝热。当汽液两相流经内管时,汽相由内管壁面上的喷射小孔喷出,迅速通过支管和支管阀门排出,从而实现快速预冷整个管路,预冷结束后即可关闭支管阀门。此时,由于套管内部充满气体,可起到汽膜绝热效果。需要连续汽液分离时,可以保持支管阀门为常开状态,乏汽由支管连续排出。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图
具体实施方式
如图1所示,本实用新型包括:内管1、外管2、环形狭缝3、喷射小孔4、支管5、支管阀门6,内管1和外管2构成套管,内管1和外管2之间形成环形狭缝3,在内管1上设有喷射小孔4,外管2后部与支管5连接,支管5上设有支管阀门6。
所述的套管的长度范围为0.3至6米。
所述的环形狭缝3两端封闭,其宽度范围为1至4毫米。
所述的喷射小孔4,是指沿内管1周向设置的喷射小孔4为1-6排,其直径相同,沿内管1轴向设置的喷射小孔4每排至少10个,其直径范围为0.3至0.8毫米。
所述的喷射小孔4与内管1轴向成直角或锐角。
Claims (5)
1、一种快速预冷汽液分离套管,其特征在于,包括:内管(1)、外管(2)、环形狭缝(3)、喷射小孔(4)、支管(5)、支管阀门(6),内管(1)和外管(2)构成套管,内管(1)和外管(2)之间形成环形狭缝(3),在内管(1)上设有喷射小孔(4),外管(2)后部与支管(5)连接,支管(5)上设有支管阀门(6)。
2、根据权利要求1所述的快速预冷汽液分离套管,其特征是,所述的套管的长度范围为0.3至6米。
3、根据权利要求1所述的快速预冷汽液分离套管,其特征是,所述的环形狭缝(3)两端封闭,其宽度范围为1至4毫米。
4、根据权利要求1所述的快速预冷汽液分离套管,其特征是,所述的喷射小孔(4),是指沿内管(1)周向设置的喷射小孔(4)为1-6排,其直径相同,沿内管(1)轴向设置的喷射小孔(4)每排至少10个,其直径范围为0.3至0.8毫米。
5、根据权利要求1或者4所述的快速预冷汽液分离套管,其特征是,所述的喷射小孔(4)与内管(1)的轴向成直角或锐角。
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CN 200520039271 CN2762862Y (zh) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | 快速预冷汽液分离套管 |
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CN 200520039271 CN2762862Y (zh) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | 快速预冷汽液分离套管 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107614240A (zh) * | 2015-03-13 | 2018-01-19 | 帝斯克玛股份有限公司 | 吹塑成型装置 |
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2005
- 2005-01-27 CN CN 200520039271 patent/CN2762862Y/zh not_active Expired - Fee Related
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