本发明涉及天然气制冷,尤其涉及一种可调节流量的超音速膨胀制冷装置。
背景技术:
1、目前,已知的利用超音速拉瓦尔喷管制作的天然气降温装置都是基于一个固定的流量、压力设计的,而在实际工作现场,流量和压力经常发生变化,当流量减小幅度超出了设计规定的最小值时,超音速拉瓦尔喷管降温装置无法在超音速工况下工作,则达不到预先设计的降温效果。
2、因此,如何提供一种可调节流量的超音速膨胀制冷装置,其能够在流量减小幅度超过设计最小值时,保证拉瓦尔喷管仍然在超音速状态下稳定工作,已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种可调节流量的超音速膨胀制冷装置,用于解决现有技术中超音速拉瓦尔喷管降温效果不佳的技术问题。
2、为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、一种可调节流量的超音速膨胀制冷装置,包括:密封管和调节杆,且所述密封管连通有t形管;所述t形管连通有旋流器,所述旋流器连通有拉瓦尔喷管,所述拉瓦尔喷管连通有降速管,所述降速管连通有调节阀;
4、所述调节杆由带锥尖的细杆段和带凸台的粗杆段组成;所述粗杆段的一端通过法兰的中心螺孔进入所述密封管,且进入长度被所述凸台限定;所述锥尖的一端通过所述旋流器的中心轴的中心孔和所述拉瓦尔喷管的喉道插入超音速段内,且插入长度被所述中心轴的阶梯孔限定。
5、实际应用时,所述调节杆的所述锥尖与所述中心轴具有相同的锥角度。
6、其中,所述拉瓦尔喷管由收缩段、所述喉道、以及所述超音速段组成;所述收缩段的气体流速为亚音速,所述喉道的气体流速为音速,所述超音速段的气体流速为超音速;所述拉瓦尔喷管用于将气体的速度加速至超音速。
7、具体地,所述旋流器由外壳、所述中心轴、以及导向叶片组成;所述导向叶片的一端固定于所述外壳,所述导向叶片的另一端固定于所述中心轴,且所述中心轴的中心具有阶梯孔,所述阶梯孔用于所述调节杆的插入和往复运动;所述旋流器用于使气体通过所述导向叶片后产生旋转运动。
8、进一步地,所述t形管由垂直管和水平管组成;所述垂直管与进气管道连通,所述水平管为稳流管,且所述稳流管的长度为自身管径的5-10倍;所述t形管的所述水平管的一端通过所述法兰与所述密封管连通。
9、更进一步地,所述密封管的一端与带中心螺孔的所述法兰连通,所述密封管的另一端连接有法兰盲板;所述密封管用于阻止经所述法兰的中心孔溢出的气体外泄。
10、再进一步地,所述降速管采用内部为喇叭形的短管制成。
11、又进一步地,所述调节阀的一端与所述降速管连通,所述调节阀的另一端与外输气管道连通;所述调节阀用于调节流量,以改变制冷装置的工况。
12、优选地,所述t形管的所述垂直管和所述拉瓦尔喷管均安装有压力传感器,且所述压力传感器用于测量制冷装置的工作状态。
13、相对于现有技术,本发明所述的可调节流量的超音速膨胀制冷装置具有以下优势:
14、本发明提供的可调节流量的超音速膨胀制冷装置中,其能够在流量减小幅度超过设计最小值时,通过调节杆减小拉瓦尔喷管侯口流通面积,从而保证拉瓦尔喷管仍然在超音速状态下稳定工作;并且,该装置具有适应性强、效率高、体积小、无转动部件、检修量小、免维护的特点。
1.一种可调节流量的超音速膨胀制冷装置,其特征在于,包括:密封管和调节杆,且所述密封管连通有t形管;所述t形管连通有旋流器,所述旋流器连通有拉瓦尔喷管,所述拉瓦尔喷管连通有降速管,所述降速管连通有调节阀;
2.根据权利要求1所述的可调节流量的超音速膨胀制冷装置,其特征在于,所述调节杆的所述锥尖与所述中心轴具有相同的锥角度。
3.根据权利要求1或2所述的可调节流量的超音速膨胀制冷装置,其特征在于,所述拉瓦尔喷管由收缩段、所述喉道、以及所述超音速段组成;所述收缩段的气体流速为亚音速,所述喉道的气体流速为音速,所述超音速段的气体流速为超音速;所述拉瓦尔喷管用于将气体的速度加速至超音速。
4.根据权利要求3所述的可调节流量的超音速膨胀制冷装置,其特征在于,所述旋流器由外壳、所述中心轴、以及导向叶片组成;所述导向叶片的一端固定于所述外壳,所述导向叶片的另一端固定于所述中心轴,且所述中心轴的中心具有阶梯孔,所述阶梯孔用于所述调节杆的插入和往复运动;所述旋流器用于使气体通过所述导向叶片后产生旋转运动。
5.根据权利要求4所述的可调节流量的超音速膨胀制冷装置,其特征在于,所述t形管由垂直管和水平管组成;所述垂直管与进气管道连通,所述水平管为稳流管,且所述稳流管的长度为自身管径的5-10倍;所述t形管的所述水平管的一端通过所述法兰与所述密封管连通。
6.根据权利要求5所述的可调节流量的超音速膨胀制冷装置,其特征在于,所述密封管的一端与带中心螺孔的所述法兰连通,所述密封管的另一端连接有法兰盲板;所述密封管用于阻止经所述法兰的中心孔溢出的气体外泄。
7.根据权利要求6所述的可调节流量的超音速膨胀制冷装置,其特征在于,所述降速管采用内部为喇叭形的短管制成。
8.根据权利要求7所述的可调节流量的超音速膨胀制冷装置,其特征在于,所述调节阀的一端与所述降速管连通,所述调节阀的另一端与外输气管道连通;所述调节阀用于调节流量,以改变制冷装置的工况。
9.根据权利要求8所述的可调节流量的超音速膨胀制冷装置,其特征在于,所述t形管的所述垂直管和所述拉瓦尔喷管均安装有压力传感器,且所述压力传感器用于测量制冷装置的工作状态。