一种矿用直膨式制冷系统的制作方法

本实用新型涉及一种制冷系统，具体涉及一种用于煤矿井下的直膨式制冷系统。

背景技术：

我国是世界上高温热害煤矿最多的国家，这些煤矿采掘工作面的空气温度通常高达35℃以上，这就需要在开采过程中通过制冷系统对工作面的空气进行冷却降温处理，以改善工作环境，保障人员的安全和设备的正常使用。但现有的制冷系统在实际应用中存在着诸多问题，主要表现在以下方面：1)其制冷主机采用的活塞式压缩机在运行过程中产生的振动和冲击，经常造成进排气管焊缝破裂以及相关管道元器件损坏，影响了设备的稳定性和安全性；2)其制冷主机和蒸发器通常采用刚性连接，且体积较大，不便于在煤矿井下狭小的空间内安装和移动；3)因煤矿井下属高温、高湿、粉尘大的特殊环境，现有制冷系统的蒸发器表面很容易积尘结垢，不但影响了换热效率，而且增大了风阻和能耗。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种矿用直膨式制冷系统，其具有结构简单、移动方便、制冷效果好、能耗低的优点。

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供的一种矿用直膨式制冷系统，包括制冷主机和蒸发器，所述制冷主机包括框架以及设置在框架中的冷凝器、压缩机和电机，冷凝器为壳管式冷凝器，压缩机为活塞式压缩机，电机为防爆式电机，冷凝器通过第一托座固定在框架的底部，压缩机和电机对应通过第二托座和第三托座固定在冷凝器的上侧，压缩机的进气口连接有制冷剂输入管，制冷剂输入管的端部设有第一连接法兰，压缩机的排气口通过制冷剂连接管与冷凝器的一次侧连接，冷凝器的一次侧连接有制冷剂输出管，制冷剂输出管的端部设有第二连接法兰，制冷剂输入管和制冷剂连接管上分别设有减振器，制冷剂输出管上设有膨胀阀，电机的输出轴通过联轴器与压缩机的轴入轴连接；所述蒸发器包括箱体以及设置于箱体中的换热装置、冲洗装置和挡水装置，挡水装置和冲洗装置对应处于换热装置的左右侧，箱体的左右侧壁上对应设有出风口和进风口，进风口设有风机；换热装置的两端口分别通过高压软管对应与制冷剂输入管和制冷剂输出管连接，冷凝器的二次侧与冷却水源连接。

进一步的，本实用新型一种矿用直膨式制冷系统，其中，所述制冷剂输出管上还设有干燥过滤器，且使干燥过滤器处于膨胀阀和冷凝器之间。

进一步的，本实用新型一种矿用直膨式制冷系统，其中，所述减振器包括波纹管、第一焊接管接头、第二焊接管接头和防护筒，第一焊接管接头和第二焊接管接头对应与波纹管的两端密封固定连接，第一焊接管接头和第二焊接管接头的外周壁上对应设有相对分布的第一护套和第二护套，第一护套包括第一锥管以及与第一锥管大头端连接的第一外套管和第一内套管，第一锥管的小头端与第一焊接管接头固定连接，第二护套包括第二锥管以及与第二锥管大头端连接的第二外套管和第二内套管，第二锥管的小头端与第二焊接管接头固定连接，防护筒采用不锈钢丝编织网制作，防护筒的一端处于第一外套管和第一内套管之间的夹缝中，防护筒的另一端处于第二外套管和第二内套管之间的夹缝中。

进一步的，本实用新型一种矿用直膨式制冷系统，其中，所述换热装置包括沿前后方向间隔分布的多个换热管组，换热管组的左右端对应连接有第一集液器和第二集液器，第一集液器和第二集液器对应连接有伸出箱体的第一换热管接头和第二换热管接头。

进一步的，本实用新型一种矿用直膨式制冷系统，其中，所述换热管组包括四根沿上下方向往返弯折的蛇形管，四根蛇形管分为两组，每组中的两根蛇形管均沿上下方向布置且使其处于同一竖平面内，两组蛇形管沿左右方向交错布置且使其中部处于同一竖平面内，两组蛇形管的顶部和底部交错设置；所述蛇形管采用铜质扁平管制作且使其扁平面与竖平面平行。

进一步的，本实用新型一种矿用直膨式制冷系统，其中，所述冲洗装置包括沿前后方向水平布置的冲洗总管，冲洗总管连接有伸出箱体的冲洗管接头，冲洗总管的下侧设有多个与其垂直且间隔分布的冲洗支管，冲洗支管的下端设有朝向换热装置的冲洗喷头；冲洗装置还包括PLC控制器以及与PLC控制器连接的电磁控制阀和超声波传感器，电磁控制阀设置在冲洗管接头上，超声波传感器用于监测换热管组上的积尘厚度。

进一步的，本实用新型一种矿用直膨式制冷系统，其中，所述冲洗支管设有四个且使两侧的冲洗支管长度大于中间的冲洗支管长度；所述冲洗喷头包括连接螺母和球形的喷头主体，喷头主体设有球形喷腔以及与球形喷腔连通的喷口，喷口呈喇叭状；所述超声波传感器设有三个，三个超声波传感器与换热装置的左右端和中部对应设置。

进一步的，本实用新型一种矿用直膨式制冷系统，其中，所述挡水装置包括框架和多个挡水板，框架包括平行分布的前支撑板和后支撑板，前支撑板和后支撑板的上下端之间分别设有间隔分布的左定位板和右定位板，左定位板和右定位板分别设有沿前后方向间隔分布的多个定位槽，所述多个挡水板沿前后方向间隔分布且使其上下端两侧分别处于左定位板和右定位板上的定位槽中，挡水板的中部为凸起的弧形结构。

进一步的，本实用新型一种矿用直膨式制冷系统，其中，所述挡水板的凸起顶部设有弧形的溜水板，溜水板的右侧与挡水板固定连接，溜水板的左侧与挡水板之间留有间距。

进一步的，本实用新型一种矿用直膨式制冷系统，其中，所述箱体的底部设有集水槽，集水槽连接有排水管。

本实用新型一种矿用直膨式制冷系统与现有技术相比，具有以下优点：本实用新型通过设置制冷主机和蒸发器，让制冷主机设置框架以及布置在框架中的冷凝器、压缩机和电机，其中，冷凝器采用壳管式冷凝器，压缩机采用活塞式压缩机，电机采用防爆式电机，将冷凝器通过第一托座固定在框架的底部，将压缩机和电机对应通过第二托座和第三托座固定在冷凝器的上侧，让压缩机的进气口连接制冷剂输入管，在制冷剂输入管的端部设置第一连接法兰，让压缩机的排气口通过制冷剂连接管与冷凝器的一次侧连接，让冷凝器的一次侧连接制冷剂输出管，在制冷剂输出管的端部设置第二连接法兰，并在制冷剂输入管和制冷剂连接管上分别设置减振器，在制冷剂输出管上设置膨胀阀，且使电机的输出轴通过联轴器与压缩机的轴入轴连接；让蒸发器设置箱体以及布置于箱体中的换热装置、冲洗装置和挡水装置，使挡水装置和冲洗装置对应处于换热装置的左右侧，在箱体的左右侧壁上对应设置出风口和进风口，在进风口设置风机；让换热装置的两端口分别通过高压软管对应与制冷剂输入管和制冷剂输出管连接，并使冷凝器的二次侧与冷却水源连接。由此就构成了一种结构简单、移动方便、制冷效果好、能耗低的矿用直膨式制冷系统。在实际应用中，将制冷主机设置在煤矿井下进风巷道相对宽敞的位置，将蒸发器设置在距离工作面较近的位置。系统运行过程中，制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和换热装置构成的回路中循环流动，一方面，制冷剂在换热装置处吸收空气中的热量，实现对空气的冷却，另一方面，制冷剂在冷凝器处向冷却水释放热量，由冷却水将热量带走。本实用新型让蒸发器通过高压软管与制冷主机连接，随着工作面的推进，只需移动蒸发器即可满足工作面的制冷需求，而不需要移动和重新布置整个系统，与现有技术相比不但移动灵活，提高了工作效率，而且制冷效果更好。同时，本实用新型通过在制冷剂输入管和制冷剂连接管上设置减振器，有效减缓了压缩机产生的振动，解决了压缩机振动造成管道焊缝破裂和相关管道元器件损坏的问题，而且能有效降低噪音。另外，本实用新型通过在蒸发器的换热装置两侧对应设置冲洗装置和挡水装置，当换热装置上的积尘达到一定的厚度时，通过冲洗装置对其进行冲洗除尘，可保证换热装置的换热效率，增强系统的稳定性。

下面结合附图所示具体实施方式对本实用新型一种矿用直膨式制冷系统作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统中制冷主机的前视图；

图3为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统中制冷主机的俯视图；

图4为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统中制冷主机的左视图；

图5为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统中减振器的结构示意图；

图6为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统中换热装置的前视图；

图7为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统中换热装置的左视图；

图8为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统中冲洗装置的右视图；

图9为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统中冲洗装置的前视图；

图10为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统中冲洗喷头的左视图；

图11为图10中的A-A向视图；

图12为本实用新型一种矿用直膨式制冷系统中挡水装置的俯视图。

具体实施方式

首先需要说明的，本实用新型中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本实用新型的技术方案以及请求保护范围进行的限制。

如图1至图4所示本实用新型一种矿用直膨式制冷系统的具体实施方式，包括制冷主机和蒸发器。制冷主机包括框架以及设置在框架中的冷凝器1、压缩机2和电机3。其中，冷凝器1为壳管式冷凝器，压缩机2为活塞式压缩机，电机3为防爆式电机。将冷凝器1通过第一托座固定在框架的底部，将压缩机2和电机3对应通过第二托座和第三托座固定在冷凝器1的上侧。让压缩机2的进气口连接制冷剂输入管21，并在制冷剂输入管21的端部设置第一连接法兰211，以便于连接。让压缩机2的排气口通过制冷剂连接管22与冷凝器1的一次侧连接，让冷凝器1的一次侧连接制冷剂输出管11，并在制冷剂输出管11的端部设置第二连接法兰111，以便于连接。在制冷剂输入管21和制冷剂连接管22上分别设置减振器23，以便减缓压缩机2产生的振动和冲击。在制冷剂输出管11上设置膨胀阀12，并使电机3的输出轴通过联轴器31与压缩机2的轴入轴连接。蒸发器具体包括箱体以及设置于箱体中的换热装置4、冲洗装置5和挡水装置6，让挡水装置6和冲洗装置5对应处于换热装置4的左右侧。在箱体的左右侧壁上对应设置出风口和进风口，在进风口设置风机7。让换热装置4的两端口分别通过高压软管8对应与制冷剂输入管21和制冷剂输出管11连接，并使冷凝器1的二次侧与冷却水源连接。

通过以上结构设置就构成了一种结构简单、移动方便、制冷效果好、能耗低的矿用直膨式制冷系统。在实际应用中，将制冷主机设置在煤矿井下进风巷道相对宽敞的位置，将蒸发器设置在距离工作面较近的位置。系统运行过程中，制冷剂在压缩机2、冷凝器1、膨胀阀12和换热装置4构成的回路中循环流动，一方面，制冷剂在换热装置4处吸收空气中的热量，实现对空气的冷却，另一方面，制冷剂在冷凝器1处向冷却水释放热量，由冷却水将热量带走。本实用新型让蒸发器通过高压软管与制冷主机连接，随着工作面的推进，只需移动蒸发器即可满足工作面的制冷需求，而不需要移动和重新布置整个系统，与现有技术相比不但移动灵活，提高了工作效率，而且制冷效果更好。同时，本实用新型通过在制冷剂输入管21和制冷剂连接管22上设置减振器23，有效减缓了压缩机2产生的振动，解决了压缩机振动造成管道焊缝破裂和相关管道元器件损坏的问题，而且能有效降低噪音。另外，本实用新型通过在蒸发器的换热装置4两侧对应设置冲洗装置5和挡水装置6，当换热装置4上的积尘达到一定的厚度时，通过冲洗装置5对其进行冲洗除尘，可保证换热装置4的换热效率，增强系统的稳定性。

作为具体实施方式，本实用新型还在冷剂输出管11上设置了干燥过滤器13，并使干燥过滤器13处于膨胀阀12和冷凝器1之间。通过干燥过滤器13可滤除制冷剂中的杂质，保证制冷剂的性能稳定性。如图5所示，本实用新型中的减振器23具体包括波纹管231、第一焊接管接头232、第二焊接管接头233和防护筒234。其中，第一焊接管接头232和第二焊接管接头233对应与波纹管231的两端密封固定连接。第一焊接管接头232和第二焊接管接头233的外周壁上对应设有相对分布的第一护套235和第二护套236，第一护套235设有第一锥管以及与第一锥管大头端连接的第一外套管和第一内套管，第一锥管的小头端与第一焊接管接头232固定连接，第二护套236设有第二锥管以及与第二锥管大头端连接的第二外套管和第二内套管，第二锥管的小头端与第二焊接管接头233固定连接。让防护筒234采用不锈钢丝编织网制作，并使防护筒234的一端处于第一外套管和第一内套管之间的夹缝中，使防护筒234的另一端处于第二外套管和第二内套管之间的夹缝中。这一设置的减振器23具有结构简单、成本低廉、变形能力强、减振效果好的优点。在实际应用中，将本实用新型通过第一焊接管接头232和第二焊接管接头233焊接在制冷剂输入管21或制冷剂连接管22上，通过波纹管231实现了柔性连接和减振目的，通过防护筒234可对波纹管231起到保护作用，且在保证减振效果的基础上使减振器23保持了一定的结构强度。

作为具体实施方式，如图6和图7所示，本实用新型让换热装置4设置了沿前后方向间隔分布的多个换热管组41，并使换热管组41的左右端对应连接第一集液器42和第二集液器43，使第一集液器42和第二集液器43对应连接伸出箱体的第一换热管接头44和第二换热管接头45。这一设置的换热装置4具有结构简单、制备容易、换热效率高的优点。作为优化方案，本具体实施方式让换热管组41设置了四根沿上下方向往返弯折的蛇形管，并使四根蛇形管分为两组，让每组中的两根蛇形管均沿上下方向布置且使其处于同一竖平面内，让两组蛇形管沿左右方向交错布置，其中，两组蛇形管的中部处于同一竖平面内，两组蛇形管的顶部和底部交错设置；并让蛇形管采用铜质扁平管制作且使其扁平面与竖平面平行(即平行于风道方向)。这一结构的换热管组41可增大换热面积，减小风阻，进一步提高了换热效率。

作为优化方案，如图8至图11所示，本具体实施方式让冲洗装置5设置了沿前后方向水平布置的冲洗总管51，使冲洗总管51连接伸出箱体的冲洗管接头52，并在冲洗总管51的下侧设置了四个与其垂直且间隔分布的冲洗支管53，在冲洗支管53的下端设置了朝向换热装置4的冲洗喷头54。并让冲洗装置设置了PLC控制器55以及与PLC控制器55连接的电磁控制阀56和超声波传感器57，其中，电磁控制阀56设置在冲洗管接头52上，超声波传感器57用于监测换热管组41上的积尘厚度。这一结构设置通过超声波传感器57监测换热管组41表面的积尘厚度，当积尘厚度达到一定值时，通过PLC控制器55使电磁控制阀56打开，并通过冲洗喷头54向换热装置4喷淋高压水，一方面可对各换热管组41的表面进行冲洗除尘，以免其换热效率受积尘影响，另一方面通过水蒸发增强了对空气的冷却效果。需要说明的是，冲洗支管53不限于设置四个，还可以根据需要设置四个以上。在实际应用中，本具体实施方式让两侧的冲洗支管53长度大于中间的冲洗支管53长度，以形成扇形的冲洗喷头54布置形式，提高了冲洗的均匀性和全面性。同时，本具体实施方式让冲洗喷头54采用了包括连接螺母和球形喷头主体的结构，并使喷头主体设置了球形喷腔以及与球形喷腔连通的喷口，且使喷口呈喇叭状，这一冲洗喷头54具体结构简单、制备容易、连接方便的特点，通过球形喷腔保证了水的压力和流量的稳定性，通过喇叭状喷口可使冲洗更为全面、彻底。为提高监测的全面性，本具体实施方式让超声波传感器57设置了三个且使其与换热装置4的左右端和中部对应设置。在实际应用中，当任一个或两个超声波传感器57监测的积尘厚度达到设定值时即让电磁控制阀56打开，保证了冲洗的可靠性和及时性，增强了系统的可靠性和稳定性。

作为优化方案，如图12所示，本具体实施方式让挡水装置6采用了包括框架61和多个挡水板62的结构形式。其中，框架61包括平行分布的前支撑板63和后支撑板64，在前支撑板63和后支撑板64的上下端之间分别设置间隔分布的左定位板65和右定位板66，让左定位板65和右定位板66均设置沿前后方向间隔分布的多个定位槽。让多个挡水板62沿前后方向间隔分布且使其上下端两侧分别处于左定位板65和右定位板66上的定位槽中，并使挡水板62的中部采用凸起的弧形结构，以免相邻挡水板62之间的通道直接贯通。这一形式的挡水装置6具有结构简单、制备容易、实用性强优点，在不影响空气通过的基础上实现了挡水功能。进一步的，本具体实施方式在挡水板62的凸起顶部设置了弧形的溜水板67，并使溜水板67的右侧与挡水板62固定连接，使溜水板67的左侧与挡水板62之间留有间距。这一结构设置可使喷淋水顺着溜水板67的左侧边缘流下，实现了截流目的，增强了挡水效果。需要说明的是，在实际应用中为对喷淋水进行收集、排放，本实用新型还在第二壳体的底部设置了集水槽，并使集水槽连接了排水管。

以上实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型请求保护范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域技术人员依据本实用新型的技术方案做出的各种变形，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。