一种水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置的制作方法

1.本实用新型涉及水蓄冷罐体技术领域，具体而言，涉及一种水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置。


背景技术：

2.目前机场中央空调系统采用水蓄冷的方式进行供冷，利用电网的峰谷电价差来降低制冷主机所产生的电费，通过夜间电价低谷期间运行制冷主机对水蓄冷装置进行蓄冷，在电价高峰期间利用水蓄冷装置对系统进行放冷，通过这样的“移峰填谷”来降低空调系统的运行成本。
3.而目前水蓄冷装置在“蓄、放冷”期间均伴随着冷冻水的充放，罐体内部的压力因而也会随之发生变化，为了保证罐体内部压力平衡，大多情况下在罐体顶部安装呼吸阀来进行调节，往罐体内注水过程中排出罐内气体，而在罐体往系统放水过程中吸入空气，进而平衡罐内压力，避免因罐体放水形成负压，出现罐体凹陷等变形的情况。
4.吸入的空气里包含的氧气会溶解于罐内冷冻水中，这部分饱含氧气的冷冻水随着水系统的运转也进入到封闭的水系统内部，这会增加水路系统内部“水锤”现象的发生，管路也会增加腐蚀的风险，所经过的水泵也会因为含氧量大的水形成大面积汽蚀。这部分氧气也会在蓄冷罐停止蓄冷后，随着温度上升增加罐体内部的腐蚀。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在提供一种水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置，以解决现有技术中呼吸阀无法过滤空气中的氧气，进而会增加水路系统内部“水锤”现象的发生，管路也会增加腐蚀的风险，所经过的循环泵也会因为含氧量大的水形成大面积汽蚀，部分氧气也会在蓄冷罐停止蓄冷后，随着温度上升增加罐体内部的腐蚀和缩短了空调管道使用寿命的问题。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.本实用新型实施例提供一种水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置，其包括除氧构件；
8.上述除氧构件具有延长管路和壳体，上述壳体远离上述延长管路的一端内设有第一层过滤装置，上述第一层过滤装置的内侧间隔设置有具有加热功能的第二层过滤装置，上述第二层过滤装置与上述第一层过滤装置同轴且外径相同；
9.上述第二层过滤装置的内侧间隔设置有管壳式换热器，上述管壳式换热器、第二层过滤装置和第一层过滤装置均位于上述壳体内；
10.上述管壳式换热器具有进气口和出气口，上述延长管路的一端固定连接于上述壳体并与上述管壳式换热器的出气口连通，上述管壳式换热器的进气口与上述壳体连通；
11.上述管壳式换热器的底部连接有进水管和出水管，上述出水管的一端连接有蓄水箱，上述进水管的一端连接有循环泵，上述蓄水箱与上述循环泵之间设有三通阀，上述三通阀的一路串联上述循环泵和上述蓄水箱，上述三通阀的另一路连接有补水管。
12.使用时，空气从上述壳体的另一端进入，首先通过上述第一层过滤装置初步过来
空气中的氧气，在通过具有加热功能的上述第二层过滤装置进一步过滤空气，通过燃烧降低空气中的氧气，然后，过滤后的空气会具有一定的温度，为此需要通过上述管壳式换热器降温，热空气从上述进气口进入上述管壳式换热器，通过上述进水管另一端的上述循环泵将上述蓄水箱内的水泵入上述管壳式换热器，在通过上述出水管将水收回到上述蓄水箱内，以达到水循环降温的目的，当上述蓄水箱内的水不够时，通过上述三通阀连接的上述补水管补水，最后，降温后的空气从上述出气口排到上述延长管路内。
13.本实施方案公开的水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置由于在呼吸阀上增设用于过滤空气中氧气的除氧构件，这使得水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置具有不易出现“水锤”现象，降低了管路腐蚀的风险，上述循环泵也不易出现汽蚀，上述蓄冷罐停止蓄冷后，随着温度上升也不易出现罐体腐蚀和延长了空调管道的使用寿命的有益效果。
14.可选地：上述第一层过滤装置是由活性炭和铁粉混合而成的过滤网层，上述第一层过滤装置倾斜的设置在上述壳体内，并且上述第一层过滤装置的外周边抵顶于上述壳体的内壁。
15.如此设置，活性炭和铁粉的混合使用能使空气中的氧气在进入上述除氧构件后先对氧气进行初步消除，将上述第一层过滤装置倾斜设置则有利于增加第一层过滤装置与氧气的接触面积，使初步消除空气中的氧气速度得到提升，而上述第一层过滤装置紧贴上述壳体使得进入上述壳体的空气必须全部通过上述第一层过滤装置初步过滤，这样过滤空气中的氧气效果更好。
16.可选地：上述第二层过滤装置具有第一加热铁丝网和第二加热铁丝网，上述第一加热铁丝网和上述第二加热铁丝网按一定间距倾斜叠加的设置在上述壳体内，上述第一加热铁丝网和上述第二加热铁丝网的外周边抵顶于上述壳体的内壁。
17.如此设置，将上述第一加热铁丝网和上述第二加热铁丝网加热至一定温度进而与空气中的氧气进行反应，达到进一步除氧的目的。
18.可选地：上述第一加热铁丝网和上述第二加热铁丝网可拆卸的设置在上述壳体内。
19.如此设置，便于后期对上述第一加热铁丝网和上述第二加热铁丝网进行更换与维修，有利于延长上述除氧构件的使用寿命。
20.可选地：上述管壳式换热器具有内腔，上述内腔内设有盘旋形管道，上述盘旋形管道的一端连接上述进气口，上述盘旋形管道的另一端连接上述出气口。
21.如此设置，通过设置上述盘旋形管道来引导经过上述第二层过滤装置过滤后的热空气，这样使得热空气通行路线加长，有效的降低热空气的温度。
22.可选地：上述进水管和上述出水管均连通上述内腔。
23.如此设置，当空气在上述第二层过滤装置完成燃烧除氧后会上升至一定温度，为降低热空气的温度，在上述管壳式换热器的上述内腔中进行水气换热，通过上述进水管将水注入上述内腔，又通过上述出水管抽出上述内腔中的水，使上述内腔中的水进行循环，通过水的循环带走上述盘旋形管道内热空气的热量，以达到降温的目的。
24.可选地：上述管壳式换热器的顶部设有散热风扇。
25.如此设置，能够进一步增强上述盘旋形管道内热空气的降温。
26.可选地：上述延长管路的另一端设有呼吸阀和蓄冷罐，上述延长管路的另一端固
定连通上述呼吸阀，上述呼吸阀固定连接在上述蓄冷罐上。
27.如此设置，通过上述除氧构件能够有效的过滤空气中的氧气，避免进入上述蓄冷罐的空气携带有氧气，有效的降低了罐体内部的腐蚀，以及管路腐蚀的风险。
28.可选地：上述蓄冷罐上具有进液口和排液口。
29.如此设置，便于根据实际需要对上述蓄冷罐进行补液或排液，有利于上述蓄冷罐保持绝佳液位。
30.可选地：上述延长管路的内部设有压差感应器和流量计，上述压差感应器和上述流量计的外端电连接有plc控制柜；
31.上述蓄水箱内设有液位传感器，上述流量计、压差传感器、循环泵、散热风扇、三通阀、第一加热铁丝网、第二加热铁丝网和液位传感器均电连接上述plc控制柜。
32.如此设置，在上述延长管路内安装上述流量计以及上述压差传感器，有利于用来探测整个除氧装置内部空气的流动方向和上述呼吸阀前后端的压力变化，而上述plc控制柜的设置便于控制各部件的启停。
33.综合以上描述，本实用新型公开的一种水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置具有不易出现“水锤”现象，降低了管路腐蚀的风险，上述循环泵也不易出现汽蚀，上述蓄冷罐停止蓄冷后，随着温度上升也不易出现罐体腐蚀和延长了空调管道的使用寿命的有益效果。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
35.图1为本实用新型实施例中一种水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置的结构示意图；
36.图2中示出了本实用新型实施例中管壳式换热器的结构示意图。
37.图标：1-延长管路，2-壳体，3-第一层过滤装置，4-第二层过滤装置，5-管壳式换热器，6-进气口，7-出气口，8-进水管，9-出水管，10-蓄水箱，11-循环泵，12-三通阀，13-补水管，14-第一加热铁丝网，15-第二加热铁丝网，16-内腔，17-盘旋形管道，18-散热风扇，19-呼吸阀，20-蓄冷罐，21-进液口，22-排液口，23-压差感应器，24-流量计，25-plc控制柜，26-除氧构件。
具体实施方式
38.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。
40.实施例
41.参见图1和图2，本实施例提出一种水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置，包括除氧构件26；
42.除氧构件26具有延长管路1和壳体2，壳体2远离延长管路1的一端内设有第一层过滤装置3，第一层过滤装置3的内侧间隔设置有具有加热功能的第二层过滤装置4，第二层过滤装置4与第一层过滤装置3同轴且外径相同；
43.第二层过滤装置4的内侧间隔设置有管壳式换热器5，管壳式换热器5、第二层过滤装置4和第一层过滤装置3均位于壳体2内；
44.管壳式换热器5具有进气口6和出气口7，延长管路1的一端固定连接于壳体2并与管壳式换热器5的出气口7连通，管壳式换热器5的进气口6与壳体2连通；
45.管壳式换热器5的底部连接有进水管8和出水管9，出水管9的一端连接有蓄水箱10，进水管8的一端连接有循环泵11，蓄水箱10与循环泵11之间设有三通阀12，三通阀12的一路串联循环泵11和蓄水箱10，三通阀12的另一路连接有补水管13。
46.使用时，空气从壳体2的另一端进入，首先通过第一层过滤装置3初步过来空气中的氧气，在通过具有加热功能的第二层过滤装置4进一步过滤空气，通过燃烧降低空气中的氧气，然后，过滤后的空气会具有一定的温度，为此需要通过管壳式换热器5降温，热空气从进气口6进入管壳式换热器5，通过进水管8另一端的循环泵11将蓄水箱10内的水泵入管壳式换热器5，在通过出水管9将水收回到蓄水箱10内，以达到水循环降温的目的，当蓄水箱10内的水不够时，通过三通阀12连接的补水管13补水，最后，降温后的空气从出气口7排到延长管路1内。
47.本实施方案公开的水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置由于在呼吸阀19上增设用于过滤空气中氧气的除氧构件26，这使得水蓄冷罐体呼吸阀除氧装置具有不易出现“水锤”现象，降低了管路腐蚀的风险，循环泵11也不易出现汽蚀，蓄冷罐20停止蓄冷后，随着温度上升也不易出现罐体腐蚀和延长了空调管道的使用寿命的有益效果。
48.参见图1和图2，第一层过滤装置3是由活性炭和铁粉混合而成的过滤网层，第一层过滤装置3倾斜的设置在壳体2内，并且第一层过滤装置3的外周边抵顶于壳体2的内壁，活性炭和铁粉的混合使用能使空气中的氧气在进入除氧构件26后先对氧气进行初步消除，将第一层过滤装置3倾斜设置则有利于增加第一层过滤装置3与氧气的接触面积，使初步消除空气中的氧气速度得到提升，而第一层过滤装置3紧贴壳体2使得进入壳体2的空气必须全部通过第一层过滤装置3初步过滤，这样过滤空气中的氧气效果更好。
49.第二层过滤装置4具有第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15，第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15按一定间距倾斜叠加的设置在壳体2内，第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15的外周边抵顶于壳体2的内壁，将第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15加热至一定温度进而与空气中的氧气进行反应，达到进一步除氧的目的。
50.第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15可拆卸的设置在壳体2内，这样便于后期对第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15进行更换与维修，有利于延长除氧构件26的使用寿命。
51.参见图1和图2，管壳式换热器5具有内腔16，内腔16内设有盘旋形管道17，盘旋形管道17的一端连接进气口6，盘旋形管道17的另一端连接出气口7，通过设置盘旋形管道17来引导经过第二层过滤装置4过滤后的热空气，这样使得热空气通行路线加长，有效的降低
热空气的温度。
52.进水管8和出水管9均连通内腔16，当空气在第二层过滤装置4完成燃烧除氧后会上升至一定温度，为降低热空气的温度，在管壳式换热器5的内腔16中进行水气换热，通过进水管8将水注入内腔16，又通过出水管9抽出内腔16中的水，使内腔16中的水进行循环，通过水的循环带走盘旋形管道17内热空气的热量，以达到降温的目的。
53.管壳式换热器5的顶部设有散热风扇18，这样能够进一步增强盘旋形管道17内热空气的降温。
54.参见图1和图2，延长管路1的另一端设有呼吸阀19和蓄冷罐20，延长管路1的另一端固定连通呼吸阀19，呼吸阀19固定连接在蓄冷罐20上，通过除氧构件26能够有效的过滤空气中的氧气，避免进入蓄冷罐20的空气携带有氧气，有效的降低了罐体内部的腐蚀，以及管路腐蚀的风险。
55.蓄冷罐20上具有进液口21和排液口22，如此便于根据实际需要对蓄冷罐20进行补液或排液，有利于蓄冷罐20保持绝佳液位。
56.延长管路1的内部设有压差感应器23和流量计24，压差感应器23和流量计24的外端电连接有plc控制柜25；蓄水箱10内设有液位传感器，流量计24、压差传感器、循环泵11、散热风扇18、三通阀12、第一加热铁丝网14、第二加热铁丝网15和液位传感器均电连接plc控制柜25，在延长管路1内安装流量计24以及压差传感器，有利于用来探测整个除氧装置内部空气的流动方向和呼吸阀19前后端的压力变化，而plc控制柜25的设置便于控制各部件的启停。
57.参见图1和图2，在本实施例中，蓄水箱10内设置液位传感器，用于时时监控蓄水箱10内液位状况，而三通阀12的设置，当蓄水箱10水量不能满足降温需求时，直接利用补水管13对管壳式换热器5内的空气进行降温。
58.在本实施例中，蓄冷罐20补水时，罐内气体通过呼吸阀19排除到大气中，此过程整个除氧装置不工作，当蓄冷罐20放水时，会通过呼吸阀19吸入大气中的空气，此时利用流量计24监测的既定气体流向以及呼吸阀19前后端压差变化来启动第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15加热至100℃左右，同时启动循环泵11和散热风扇18，保证流经管壳式换热器5的空气能快速降温。
59.在本实施例中，除氧方式用以下化学方程式表达：
60.空气吸入过程：首先，空气经过装设活性炭和铁粉混合物的第一层过滤装置3，涉及的化学反应如下：
①
3fe+4h2o(g)＝fe3o4+4h2，
②
4fe+2h2o+3o2＝2fe2o3*h2o，
③
3fe+2o2＝fe3o4，
④
4fe+6h2o+3o2＝4fe(oh)3，
⑤
4fe+3o2＝2fe2o3；
61.从以上六个方程式分析，方程式
①
需要的条件是高温；方程式
②
是常见的铁锈生成；方程式
③
需要充足的氧，比如纯氧燃烧铁；方程式
④
是铁在潮湿空气中生锈的中间过程；方程式
⑤
是常见的氧化反应。从上述化学式不难看出，铁粉对于除氧具有强力功效，又称“双吸剂”，既能除去空气中的水,又能除去空气中的氧，同时碳粉可以有效吸附空气中杂质。
62.其次，空气经过活性炭和铁粉的初段除氧后进入下一阶段，加热第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15与氧气进行反应，化学方程式如下：
⑤
4fe+3o2＝2fe2o3。在二阶段除氧后，流入蓄冷罐20的空气含氧量进一步减少。
63.为考虑呼吸阀19的呼吸动作与第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15动作同步，我们引入了流量计24和压差传感器，当蓄冷罐20工作时，充放冷冻水都会导致罐内出现液位变化，这就会让与大气相通的呼吸阀19进行充放空气来平衡罐内压力，对于大型的蓄冷罐20而言，液位变化20cm就会导致蓄冷罐20充放空气约100m3以上，进入的这些空气中所含的氧气足以让蓄冷罐20内表层冷冻水达到当前温度情况下的氧饱和，因此，在呼吸阀19入口处设置流量计24和压差传感器，检测除氧装置前后端压差和流动方向，将蓄冷罐20内的空气压差转化为电信号，再利用plc控制柜25来控制该电信号，实现第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15的启停控制，从而实现呼吸阀19的吸入、呼出与铁丝网加热、停止加热同步。
64.在本实施例中，加热流程是：蓄冷罐20吸入空气，第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15开始加热；蓄冷罐20呼出空气，第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15停止加热。
65.当蓄冷罐20吸入空气时，第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15加热至一定温度，铁元素便会加速与空气中的氧气进行反应，从而生成氧化铁，
⑤
4fe+3o2＝2fe2o3。当蓄冷罐20呼出空气时，第一加热铁丝网14和第二加热铁丝网15停止加热，能够保证罐内正常泄压。
66.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。