专利名称：组件式涡流制冷换热温度控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于工业流程中的各种工业样气预处理的装置，主要涉及一种组件式涡流制冷换热温度控制装置。
背景技术：
现代流程工业中的各类工业样气，绝大多数都含有水、水雾和油雾，有的水含量达到饱和或过饱和露点。这些工业样气在降温、过滤、调压、分流、排水等各种预处理过程中，要求经预处理处理后的样气应充分满足在线分析仪表的要求，仪表才能长周期、安全、稳定、准确运行。在线仪表实时分析信息，才能准确指导工艺操作。工艺根据这些分析结果才能直接指导工艺操作，并进一步有可能进行闭环控制、优化控制。在线分析仪表才能在工艺生产中发挥出重要的作用。但在线分析仪表必需配置用于不同生产领域、差异性很大、个性很强的各种样气预处理系统。由它们组合构成的在线分析成套系统技术含量高，价格相当昂贵，目前投运率较低。但无论是成套引进的、还是国产的此类设备，样气在预处理过程中都极易带水，造成分析中断、造成分析仪表的检测器、甚至仪表本身损坏，给生产造成巨大损失。工艺样气在预处理过程中易带水的原因分析主要有1、高温。一定压力饱和或过饱和露点的样气，在预处理过程中首先要通过水冷、减压、过滤、旁路排放等预处理步骤，这时的样气中仍含有水温和室温下饱和状态下的水汽。这种状态的样气是极不稳定的。随着工艺压力微小的变化，样气在预处理过程中容积变化、压力变化，饱和露点样气中的液态水分可能再次凝析出来，造成对在线分析仪表的损坏。2、露点远远低于室温、压力较高的样气，在减压过程中也极易带水，其原因是预处理部件采用的减压阀为瞬间减压，这时工艺气体在减压过程中，气体体积瞬间膨胀，造成对外做功。在此瞬间气体不可能从外界获取足够能量，靠气体自身内能的降低达到做功的目的，即节流膨胀效应，造成气体瞬间温度降至很低。本来低于室温的露点样气，水含量变成过饱和状态，这时样气在预处理过程中极易凝析出液态水，造成预处理系统带液而损坏在线分析仪表。随着科技进步，也出现了一些解决样气预处理带水问题的装置，主要有1、降低工艺样气露点的渗透膜。它采用了Tafion的改进材料Nafion做渗透膜，只有样气中的气态水分子可渗透出。根据此原理采用干燥空气吹扫膜外壁，可将部分样气中饱和露点气态水份带走，从而降低样气露点。但它的缺点是对雾状、液态水无效。部件价格昂贵，且要消耗大量的、露点很低的、清洁度要求很高的干燥空气。而降低样气露点能力也十分有限，使用寿命也不长。2、采用压缩机或半导体制冷降低工艺样气露点。目前普遍使用于国外的预处理系统中。由于流程工业中的各类工艺样气，大多数是易燃、易爆、有毒气体，生产现场是防爆区域，因此要求的压缩机、或半导体预处理部件必须是符合防爆现场等级的防爆部件。这些部件价格昂贵，提供部件所需的电源也必须是防爆的。而制冷后露点降低的工艺，气凝析出的冷却水也需另配价格昂贵的防爆蠕动泵进行排水。另外还必须设置快速吹扫回路排放样气，目的是缩短分析滞后时间。而快速回路排放会造成大量不合理浪费排放，且给预处理系统造成运行不稳定，导致分析仪器检测精度降低。因此采用这种降低样气露点的设备成本特别高。雾状水雾、油雾难以除掉、导致在线分析仪表检测精度不高。系统需配套相应的防爆部件，稍有不慎，也会造成安全事故，在我国难以推广。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种组件式涡流制冷换热温度控制装置。本实用新型结构新颖、实用性强、样气预处理效果可靠、体积小巧、样气排放可控、能节约大量宝贵工艺气体、系统运行平稳、有效的保证了仪表对样气的测量精度和及时性，成本低廉，还可以用于防爆区域的样气预处理系统中。
本实用新型是通过下述技术方案实现的
组件式涡流制冷换热温度控制装置，其特征在于所述组件式涡流制冷换热温度控制器包括制冷气源控制装置、与制冷气源控制装置连接的涡流制冷管、与涡流制冷管连通的制冷换热装置；所述制冷气源控制装置包括从压缩气体入口端依次连接的过滤器、调节阀、压力表，以及用于对调节阀进行调节的数字调节器。
所述制冷换热装置包括由样气冷却装置、水汽分离装置组成的带铂电阻测温的组件式制冷换热装置。
所述制冷换热装置内还设置有汽雾捕集装置所述制冷换热装置中的铂电阻通过电阻测温电缆与数字调节器连接。
所述数字调节器为P.I.D控制数字调节器。
所述涡流制冷管为带消声器的低气耗涡流制冷管。
所述涡流制冷管内的产生自由涡流的喷嘴为6-8个。
本实用新型的优点在于1、通过Pt100制冷温度的阻值测定值送入数字调节器中，和给定值进行比较、比例、微分、积分，输出值直接控制数字调节器的开度，从而控制压缩气体送器的压力或流量，进而控制样气在组件式制冷换热装置的制冷温度。样气经此部件制冷后，温控精度优于±0.5℃。有效的保证了仪表对样气的测量精度和及时性，若要使用于防爆区域，则只要将数字调节器为换为防爆型即可，或将数字调节器应安放在非防爆区域。这样就有效解决了预处理系统应用于防暴区域样气排放的安全性问题。
2、将涡流制冷管内的产生自由涡流的喷嘴由原有的4个增加到6-8个，这样不仅可以通过调节涡流制冷管的调节阀开度，控制冷热端排出气流的分流比，同时，在相同压力和同样耗气条件下，其制冷效果更好。
3、制冷换热装置采用组件式，将样气冷却、水气分离、气雾捕集三个装置组合为制冷换热装置，结构新颖、实用性强、样气预处理效果可靠、体积小巧、样气排放可控、运行平稳，并且成本低廉。
图1为本实用新型结构示意图。
图中标记1为涡流制冷管，2为制冷换热装置，3为过滤器，、4为调节阀，5为压力表，6为数字显示调节器，7为消声器。
具体实施方式
组件式涡流制冷换热温度控制装置，所述组件式涡流制冷换热温度控制器包括制冷气源控制装置、与制冷气源控制装置连接的带消声器7的低气耗涡流制冷管1、与涡流制冷管1连通的制冷换热装置2；所述制冷气源控制装置包括从压缩气体入口端依次连接的过滤器3、调节阀4、压力表5，以及用于对调节阀4进行调节的P.I.D控制数字调节器6。所述制冷换热装置中的铂电阻通过电阻测温电缆与数字调节器连接。通过Pt100制冷温度的阻值测定值送入数字调节器中，和给定值进行比较、比例、微分、积分，输出值直接控制数字调节器的开度，从而控制压缩气体送器的压力或流量，进而控制样气在组件式制冷换热装置的制冷温度。样气经此部件制冷后，温控精度优于±0.5℃。有效的保证了仪表对样气的测量精度和及时性，若要使用于防爆区域，则只要将数字调节器为换为防爆型即可，或将数字调节器应安放在非防爆区域。这样就有效解决了预处理系统应用于防暴区域样气排放的安全性问题。所述制冷换热装置2包括由现有技术中的水冷装置、水汽分离装置组成的带铂电阻测温的组件式制冷换热装置。制冷换热装置2内还可以设置汽雾捕集装置，这样使制冷换热装置2形成组件式，将样气冷却、水气分离、气雾捕集三个装置组合为制冷换热装置，结构新颖、实用性强、样气预处理效果可靠、体积小巧、样气排放可控、运行平稳，并且成本低廉。所述涡流制冷管内的产生自由涡流的喷嘴由原有的4个增加到为6-8个。这样不仅可以通过调节涡流制冷管的调节阀开度，控制冷热端排出气流的分流比，同时，在相同压力和同样耗气条件下，其制冷效果更好。
本实用新型不限于上述实施方式。
权利要求1.组件式涡流制冷换热温度控制装置，其特征在于所述组件式涡流制冷换热温度控制器包括制冷气源控制装置、与制冷气源控制装置连接的涡流制冷管(1)、与涡流制冷管(1)连通的制冷换热装置(2)；所述制冷气源控制装置包括从压缩气体入口端依次连接的过滤器(3)、调节阀(4)、压力表(5)，以及用于对调节阀(4)进行调节的数字调节器(6)。
2.根据权利要求1所述的组件式涡流制冷换热温度控制装置，其特征在于所述制冷换热装置(2)包括由样气冷却装置、水汽分离装置组成的带铂电阻测温的组件式制冷换热装置。
3.根据权利要求1或2所述的组件式涡流制冷换热温度控制装置，其特征在于所述制冷换热装置(2)内还设置有汽雾捕集装置。
4.根据权利要求1或2所述的组件式涡流制冷换热温度控制装置，其特征在于所述制冷换热装置(2)中的铂电阻通过电阻测温电缆与数字调节器连接。
5.根据权利要求4所述的组件式涡流制冷换热温度控制装置，其特征在于所述数字调节器(6)为P.I.D控制数字调节器。
6.根据权利要求1所述的组件式涡流制冷换热温度控制装置，其特征在于所述涡流制冷管(1)为带消声器(7)的低气耗涡流制冷管。
7.根据权利要求1或6所述的组件式涡流制冷换热温度控制装置，其特征在于所述涡流制冷管(1)内的产生自由涡流的喷嘴为6-8个。
专利摘要本实用新型提供了一种组件式涡流制冷换热温度控制装置，包括制冷气源控制装置、与制冷气源控制装置连接的涡流制冷管、与涡流制冷管连通的制冷换热装置；制冷气源控制装置包括从压缩气体入口端依次连接的过滤器、调节阀、压力表，以及用于对调节阀进行调节的数字调节器。本实用新型结构新颖、实用性强、样气预处理效果可靠、体积小巧、样气排放可控、运行平稳、有效的保证了仪表对样气的测量精度和及时性，成本低廉，还可以用于防爆区域的样气预处理系统中。
文档编号F24F3/16GK2881460SQ20062003292
公开日2007年3月21日 申请日期2006年1月23日 优先权日2006年1月23日
发明者魏正森, 魏东, 魏闻 申请人:魏东