[实用新型]立式多管束循环水冷结构涡流管集成装置

说明书

一种立式多管束循环水冷结构涡流管集成装置，属于压力气体制冷和高低温分离应用技术领域。该装置包含多个涡流管并具各自独立封闭的整体进气腔室、冷气收集腔和热端收集腔，能实现同时连续进气和完成冷热气分离的全过程。立式结构采用循环水强制冷却方式能够显著改善和提高效率。因集束装置扩大了整体空间容量，解决了在大装置中满足涡流管的基本适用条件和大流量处理需求间的矛盾。能够满足大幅度成倍地提高制冷量和制热量的要求。该装置可用于较大型的工业生产场合,是一种集制冷、制热于一身，并能实现冷、热量分离的装置。它适用于各种不同种类气体的制冷与加热,具备了组合式、集成式、撬装化及可拆卸等优点。

技术领域

本发明涉及一种立式多管束循环水冷结构涡流管集成装置，其属于压力气体节流降压、气相介质制冷和高低温分离应用技术领域。

背景技术

涡流管技术是一种直接利用气体的压力能，最终将气体分离成冷、热两种气流的技术。工作时，压力气体沿进气道进入涡流室外的环形储气缓冲腔内，在进、出气压差的作用下，经过单个或多个喷嘴并沿管壁切向高速射入涡流腔室中，在涡流室内产生强旋流运动，从而诱导出涡流效应，经过涡流变换后分离成两部分温度相差很大的气流，处于中心部位的气体温度较低，而外围外层的气体温度则高于入口气流温度，由于在热端调节阀与冷端分离孔板之间压力差的作用和影响下，中心处的低温气体经冷端分离孔板后由冷端管流出，形成冷气流，而处于外层部位的气流温度较高，旋转后会向相反方向的另一端流动，经调节阀后流出，即形成热气流。调节阀的作用可用来改变冷、热气体的流量比、压差以及温度。

传统单作用式的涡流管一般都具有结构单一简单、无运动部件、操作方便、运行安全可靠及易维护等优点, 同时又具有制冷、制热等方面的功能，以往大家对涡流管的研究几乎都集中于这类单管式涡流管的特性研究，国内相关专利： 200810066874.1 、200810198402.1和zl200810011256.7等，均是单一单管涡流管的专利，单管涡流管制冷装置虽适用于很多场合，因其结构特殊，本身没有转动部件，且装置一般很小。但也正是由于其装置本身体积过于小，也导致其制冷处理量很小，无论再怎样放大，其制冷量都不可能达到很大。在对产能需求较大的场合，它的制冷量就明显难以满足使用要求。这正是单个涡流管普遍存在的缺陷不足，并极大限制了它的应用范围。因为一套单作用式的装置实际上只包含一个涡流管，就只有那有限的处理量，另外由于单支涡流管受结构尺寸等的限制，可能使其冷、热分离的效果发挥的不好，制冷效率较低。大连理工大学化工机械学院朱彻等的发明专利Zl201210353592.6所开发的多管集束式涡流管装置极大改变了这种状况。但此种卧式结构的装置在安装、调试、拆卸和维修过程中也确有许多的不方便，因装置中各单个零件的重量都不轻，若无法利用吊车等机械工具则安装保持水平平衡都很困难，故固安装较为不易；此外卧式占地也比较大，不如立式结构节省空间；另外涡流管制冷与制热是相辅相成的，从能量守恒的理论来解释就是如要获得足够的尽可能多所需要的冷量，必然要产生相应的热量，内部产生的热量越多，对应得到的冷量也就越多，还有重要的一点就是做好对热端流体的散热冷却将会极大程度地提高制冷温度和效率。在此之前的热端流体的散热只是靠风冷来自然冷却，冷却效果不好，冷却效率极低，而如若采用循环水冷强制冷却方式和手段则能显著改善和提升其效率效果。另以往其它制冷装置中的热量是较难收集和回收利用的。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种立式多管束循环水冷结构涡流管集成装置，该装置既能完成大流量处理，结构紧凑合理，装配操作较为方便，还能确保装置的性能稳定及效率较高。