专利名称：气水混合强化换热气体净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种气水混合强化换热气体净化装置，用于冷却净化压缩空气以及其它气体。由气体缓冲部分、换热部分以及分离部分所组成。
图1为目前正在广泛应用的101·62－00型管片式冷却器，其结构主要由冷却器外壳、冷却器芯体4、水管3、缓冲室2、排污阀1、分离组件5组成。不足之处是以这种冷却器冷却压缩空气时当压缩空气从冷却进口a进入缓冲室2经过冷却器芯体4时，气体速度突然降低。造成油滴从气体中分离出来，沉积于缓冲室2内和气流死角处以及翅片上；在气体的高温和氧化作用下，气流死角处和翅片上形成很厚的积碳，容易着火和爆炸；该冷却器换热性能差，总传热系数只有100W／m2℃左右，特别是使用一段时间以后，由于表面粘附一层阻碍热量传递的油膜，致使其冷却性能更差。因此，冷却后的气体温度仍达到70～80℃，有时甚至高达100℃，此时从冷却器中出来的饱和空气的含水量较高，这就要不断地排放冷凝水而消耗大量的压缩空气；经过这种冷却器的气体含油、尘量大，不能适用于对气体质量要求高的场合；管片式换热元件，水走管内，气走管外的翅片间，这种结构在气流速度较大时，会因翅片振动声和外壳的共鸣，产生很大的噪声。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能够避免在冷却器内部产生积碳、传热系数高、冷却后气体温度低、压缩空气含水量低，且可降低气体含油、尘量，排气系统噪声低的气水混合强化换热气体净化装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术措施来达到1.冷却器的下部为锥形缓冲室，该缓冲室内有开条状槽或园孔的圆形分水孔盘。其上部有开分水孔的圆形分水管；当高温气体进入缓冲室并通过分水孔盘后立即与从分水管喷出的水混和，由于压缩空气不饱和，所以水很容易吸热蒸发，没有蒸发的水的温度也会升高，气体在高温水中被洗涤，温度下降，压缩空气中的油与水混合在一起，这种油、水、饱和湿空气的混合物不会产生积碳，且气体进口处没有气流的死角，根除了积碳产生的温度条件，因此冷却器不会着火。
2.冷却器的中部为管壳式换热器，管间壳程设有折流板，以提高水流速度，纵向设置的换热管内有圆形填塞物如圆钢、铁丝绕制螺旋，可提高气流速度；压缩气体从管内通过，冷却水在管外流动，这样可强化换热，饱和湿空气与油、水混合物进入列管后，不断地冲刷换热壁面，油膜就不会产生，同时由于湿空气比干空气的导热性能好及水蒸气冷凝放热以及紊流的作用，使传热系数大幅度提高，气体温度大幅度降低。同时，由于采用了列管式换热器元件，气体走管内，水走管外，气体很难吹动列管，以及冷却水、冷却器下部的分水孔盘，气水分离上部的过滤网都对气流产生阻力或阻抗作用，因此，降低了冷却器的噪声。
3.冷却器的上部为带有贮水室的分离室，分离元件为离心式；分离室的顶部设有用滤网卷制成的网格式除雾滤网，分离室的下部贮水并通过管道与冷却器下部的缓冲室相通，水循环使用。当气水混合上升至分离器后，其中的油水及杂质分离下来，气体再经过滤网，即可得到洁净的气体。
图2为气体混合强化换热气水净化装置的结构剖视图，上部的油水分离器为本实用新型第一种形式；图3为本实用新型油水分离器的第二种形式的结构剖视图。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述锥形缓冲室6、换热器10、油水分离器14、封头22依次通过法兰连接成一整体。缓冲室6内有开条状槽或圆孔的圆形分水孔盘7，分水孔盘7的上部有开分水孔的圆形分水管8；换热器10是列管式。由若干根空心换热管30组成，管内设有圆形填塞物32，列管外有与列管相垂直的折流板29点焊在换热器外，分离器有两种构型Ⅰ型如图2所示，锥形导出管28焊接在分离室13的底部，分离器14通过套筒21套装在锥形导出管28上，套筒21中部的外面焊接着内圈17，16片导风叶片15焊接在内圈17和外圈16之间，起二次导流作用，挡板18焊接在外圈和分离器14的外壳之间，挡板上焊有两根排污管26，套筒21上端内部焊有隔板25，在隔板下的套筒上焊有导流管19，将分离器、套筒和分离室连通，起一次导流作用。整个分离器焊接在支持板20下，支持板被压紧在分离室顶部的法兰和下封头22底部的法兰之间，支持板上焊有一根伸入水面之下的排污管，分离室13下部盛装水，且有排污阀12，分离室13中部设有液面管27可观察分离室中的水位。分离器的上面设有过滤网23，固焊在封头22之内，过滤网23由钢丝和尼龙丝网卷制而成。
压缩空气从下向上进入锥形缓冲室6，水经水管11内靠重力流到环形分水管8并喷射到分水孔盘7上，和通过分水孔盘7而上的压缩空气充分混合，水吸热升温并部分蒸发，压缩空气被强制降温，形成饱和湿空气、蒸气和油水混合物。该混合物经换热管30与冷却水进行换热，温度降低，流出换热器10，经锥形导出管28进入分离器中。
饱和湿空气混合物从锥形导出管28流到中心气室过导流管19流到分离室壳13上部和分离器壳14之间形成旋流。进行旋转分离和重力分离，分离出的油水及杂质顺分离室壳壁流回贮水室中。空气混合物旋转到分离器壳14下面后又顺其 壳内壁而上，经导向叶片115导向，继续进行旋转分离，分离出的油、水及其杂质经排污管26流回贮水室，空气混合物然后进入分离器壳14上部和上封头22下部进行重力沉降，油水及杂质可沿排污管26、24排下，排污管24还可起连接分离器气室和分离器壳的作用，然后再继续上升并经过过滤网23进行过滤，这样除去了压缩空气中的油水及杂质，洁净的空气经封头22上部排气管排出。
Ⅱ型如图3所示，分离器在分离室13水面之上，锥形导出管28、水管11、排污阀12、液面管27、封头及分离室壳13与图2中Ⅰ型的相同。套筒44套在锥形导出管28之上，锥形分离筒42套在套筒44之上，并焊接在套筒顶部的隔板46上，将套筒和锥形分离筒连接起来，隔板46上有缺口，正对着该缺口的套筒上部外面焊有两片螺旋导向板43，起一次导向作用。锥形分离筒42下端焊有圆环形底板45，该底板上焊有排污管33。底板45的内圆焊接着外圈47，有四片螺旋导向板34焊接于外圈47和套筒44之间，起二次导向作用。在锥形分离筒外面四周布置有8～10个筒状过滤网39，过滤网由钢丝网和工业用过滤毡卷制而成，过滤网固焊于分离室上部的支承板40上，支承板40焊于支承圈37上，支承圈焊在固定板35上。在分离筒42顶部焊有顶板41，顶板上焊有螺栓38两个，螺栓将顶板和支承板连接起来，亦即将分离器和支承板40连接起来。同时可根据分离室内水面高度来调节分离器的高度，整个分离器过滤网39固定在固定板35上，固定板压紧在分离室顶部法兰和上封头22底部法兰36之间。
饱和湿空气混合物从锥形导出管经套筒44排到锥形分离室42，经套筒44外的螺旋导向板43导向，在锥形分离室42和套筒之间进行旋转分离和重力分离，初步分离出空气混合物的油水及其它杂质，经分离室下部排污管33流回贮水室13。空气混合物经导向叶片34导向，再度旋转，一方面可进行旋转分离和重力分离，另一方面可避免压缩空气混合物垂直冲击水面将油水带走。经第二次分离后，压缩空气经贮水室上部、上封头22下部的过滤网过滤，上升到上封头22内进行再次重力沉降，分离出的油水、杂质经过滤网底部的排污管排到贮水室。这样经多次分离和过滤，空气就变得洁净了，并从上封头上部的排气管排出。
本实用新型相比现有技术具有如下优点1.由于本实用新型没有积碳产生和沉积，因而就不会在压缩机冷却器及排气管路发生着火爆炸，运行安全可靠。
2.换热系数高达580～930W／m2℃从而使换热面积减少，节省原材料。
3.冷却性能好。使冷却后的气体温度与冷却水进口温度的温差小于10℃。
4.除油、杂质性能好、气体洁净度高。气体含油量小于10mg／m3，不含大于5μm的颗粒尘埃。
5.大大降低了压缩机排气系统的噪声。
6.结构简单，可以使制造一类压力容器的企业就有能力制造该种优良性能的装置。
权利要求1.一种气水混合强化换热气体净化装置，由气体缓冲部分、换热部分、以及分离部分组成。其特征在于①气体缓冲部分由锥形缓冲室壳6、水平设置在该缓冲室内的开条状槽或圆孔的圆形分水孔盘7、从分水孔盘上方的缓冲室壳侧壁穿入的开分水孔的环形分水管8构成；②换热部分由换热器壳10、沿换热器壳轴向设置的内含填塞物32的换热管30、以及连接在换热管上的折流板29构成；③分离部分由分离室壳13、连接在该分离室壳上的液面管27、排污管12、焊接在分离室壳底部的锥形导出管28、离心式分离器、支持板20、滤网23、29、以及上封头22结成；锥形缓冲室壳6、换热器壳10和分离室壳13依次用法兰连接成整体，分离室壳13与分水孔盘8之间用带自控阀9的水管11连通。
2.根据权利要求1所述的气水混合强化换热气体净化装置。其特征是离心式分离器由套装在锥形导出管28上的套筒24、分离器壳14、依次连接在套筒和分离器壳之间的内圈17、导风叶片15、外圈16、带有排污管26的挡板18、焊在套筒21上端内部的隔板25、焊在隔板25下边套筒外部的导流管19、以及焊在隔板25上边套筒外部的折流板24构成。并焊接在支持板20下，与过滤网23正对。
3.根据权利要求1或2所述的气水混合强化换热气体净化装置。其特征是过滤网23由钢丝网和尼龙丝网卷制而成，并且水平固焊在封头22之内。
4.根据权利要求1所述的气水混合强化换热气体净化装置。其特征是离心式分离器还可以是由套装在锥形导出管28上的套筒44、焊接在套筒顶部的隔板46边缘上的锥形分离筒42、焊接在锥形分离筒下端的带有排污管33的圆环形底板45、依次焊接在圆环形底板和套筒之间的外圈47、四片螺旋导向板34、焊于套筒44上部外面且与隔板缺口正对的两片螺旋导向板43、以及焊接在锥形分离筒顶板41上的螺栓34构成，该离心式分离器通过螺栓34连接在带有过滤网39的支承板40的中心孔上。
5.根据权利要求1或4所述的气水混合强化换热气体净化装置。其特征是过滤网39由钢丝网和工业用过滤毡卷制成8～10个筒状过滤网，均匀固焊在圆形支承板40的边缘部。
专利摘要本实用新型提供一种气水混合强化换热气体净化装置，由气体缓冲部分，换热部分和分离部分组成。用于压缩空气以及其它气体的冷却和净化。本装置的优点是避免积碳、换热系数高，可达580～930W/m
文档编号F28C3/06GK2051728SQ8822036
公开日1990年1月24日 申请日期1988年11月23日 优先权日1988年11月23日
发明者蒋其昂, 蒋宗传, 高东辉, 胡其才, 潘福田, 熊晓州, 赵瑞麟 申请人:西安交通大学, 第二汽车制造厂技术装备部, 湖北空压机厂