高效自过滤气体冷却涡旋调温器的制造方法
【专利说明】
[0001]技术领域本发明适用于食品、医药等卫生要求很高的生产企业中，对压缩气体进行高效过滤，对压缩气体进行涡旋冷却处理，提供无染防隐患的高效清洁气体供给。
[0002]【背景技术】换热设备在工、农业的各领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可缺少的工艺设备之一。换热技术的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视，随着研究的深入，工业应用取得了令人瞩目的成果，得到了大量的回报，如板翅式换热器、大型板壳式换热器和强化沸腾的表面多孔管、T形翅片管、强化冷凝的螺纹管、锯齿管等都得到了国际传热界专家的首肯。目前，在换热设备中，使用量最大的是壳管式换热器，壳管式换热器按用途分为无相变传热的换热器和有相变传热的冷凝器和重沸器。传统换热器都需要传热媒，例如油冷却器、水冷却器、空气冷却及其它化学冷媒等等。在制药、食品等行业，GMP (Good Manufacturing Practice)是一套强制性标准，GMP要求制药、食品等生产企业应具备良好的生产设备，合理的生产过程，完善的质量管理和严格的检测系统，确保最终产品质量(包括食品安全卫生)符合法规要求。换热器(热媒)泄漏污染在GMP企业里是非常大的隐患，所以，防止生产过程中产品污染，高效清洁无污染的空冷器是GMP企业的珍宝。
[0003]
【发明内容】
高效自过滤气体冷却润旋调温器，英文High EfficiencyAuto-Filtering Air Cooling Vortex Tube,缩写为AVT。空气经过多级压缩就会变成高温高压空气，压缩空气中含水量很高，尤其在我国南方高湿环境中，如果是有油压缩机那么空气中又富含油份；高压空气喷射进涡旋器，首先流经高效过滤芯，一般药企GMP要求滤芯精度0.2μπι;滤芯通过拦截效应、惯性效应、扩散效应、重力效应、静电效应等过程，过滤空气中的悬浮微粒和浮游菌，空气质量可被控制在卫生标准范围内。强制对流(ForcedConvect1n),是液体或气体在外力影响下所发生的对流传热的一种。本发明可使压缩空气发生强制对流，然后将冷、热交换后的空气分流得到我们需要的冷或热气流。
[0004]该涡旋管是一种无运动部件高可靠性气体冷却装置，该装置可为企业提供无染防隐患的高效洁净冷却空气。如图3所示，首先，含水含油高温压缩空气被注入过滤器，通过0.2μπι的高精度过滤芯后即生成符合卫生需求的洁净空气；然后，高温洁净空气进入涡旋腔，沿着特殊设计的不锈钢管内壁一边高速涡旋(约1.5RR/S) —边向外流动，绕中心轴线润旋的内部润旋气流则反向流动，内、外层流空气间发生热交换，流出空气带走热量，冷却空气流向前端；最后，涡旋管尾端设置可旋进旋出的调节旋钮，可调节流出、流入空气比例；最终，可以得到符合卫生级标准的高洁净清洁冷却空气。根据各企业工艺需求不同，该冷却器过滤腔和涡旋腔可以设计为不同型号，产生不同热交换比率、不同清洁度的冷却空气；并且，若工艺需要，可将系统反设计得到加热的洁净空气。出于节能环保考虑可以将热空气亦收集利用。
【附图说明】
[0005]图1:高效过滤腔结构图；
[0006]图2:空气涡旋管结构图；
[0007]图3:高效过滤空气涡旋冷却工作原理演示；
[0008]【具体实施方式】依图例演示顺序逐一描述:
[0009]如图1所示，高温压缩空气(一般夏天100°C，冬天85°C，压力约6.5BAR)通过喷嘴喷射进高效过滤腔，滤腔中安装精密过滤芯，滤芯采用多层不同过滤材质，其中包含了硼矽酸盐的纤维层、超细玻璃纤维滤纸、活性炭纤维层、多层不织布层及不锈钢网层；滤后可以得到无油、无杂质高品质空气；新型聚氨酯密封胶密封，耐高温、无毒、无渗漏，密封性能好又能提高过滤精度；可以根据不同的过滤介质及设计工艺选择不同的过滤元件。
[0010]如图2所示，过滤腔出来的高效清洁压缩空气通过喷嘴喷射进涡旋腔，在涡旋腔沿特殊设计的内避产生涡旋，气体转变方向后在水平管内以1.5万R/S (理论)的速度高速旋转，并流向涡旋管尾端，有部分气流通过涡旋管尾端的控制阀流出并带走热量；其余气流掉转方向，继续在涡旋管内作旋风运动，该部分气流在管中心绕轴线涡旋，在这过程中，内部涡旋气流交换热量给外部涡旋气流，然后变成冷气流并从涡旋管前端流出，而外部旋涡的气流变成热气流在涡旋管尾端流出。
[0011]如图3所示，高效过滤空气涡旋冷却工作原理演示过程，压缩空气由进口喷射进入空冷涡旋器AVT，经过过滤腔再进入涡旋腔，然后分流为冷、热两股高效清洁空气输出。前端(冷气端)输出冷气，尾端(热气端)输出热气。尾端装有一个小型的可调节旋钮，手动调节旋钮，如此就可以手动控制冷、热空气的温度和排气量。流出量调到最大则流入量最小、温度最低，反之则流入量最大、温度最高。
【主权项】
1.该发明提供一种运行十分可靠，而且易于控制的高效自过滤气体冷却涡旋调温器(High Efficiency Auto-Filtering Air Cooling Vortex Tube,AVT) ? 当压缩空气进入润旋器的时候，可以得到高效清洁的压缩空气，然后从前端(冷气端)输出冷气，从尾端(热气端)输出热气。尾端装有一个小型的可调节旋钮，手动调节旋钮，如此就可以手动控制冷、热空气的温度和排气量。应用该装置可以避免因冷媒泄漏，而导致严峻的产品染防控制问题。
2.根据权利要求1所述的高效自过滤气体冷却涡旋调温器，其特征是可将企业工厂用的压缩空气经过高效过滤后分为两股气流，冷气流和热气流，该装置没有运动部件，简单、可靠性强；该装置不需要化学冷媒、亦不需要电力等能源供给，所以节能、环保；该装置工作过程中不产生任何废弃物，免清洗、免清洁；全不锈钢结构抗氧化、耐腐蚀、持久耐用、免维护。
3.根据权利要求1所述的高效自过滤气体冷却涡旋调温器，其特征是一钮控制，操作简便、效能稳定；高效自过滤，集成了精密过滤装置，可以给涡旋管提供高效清洁的压缩空气。涡旋腔及涡旋管内壁有特殊设计的纹理，可以促进压缩空气按要求产生涡旋；气体内部无传热介质的冷热交换，外层涡旋与内层涡旋之间进行热交换，外旋气流带走热量，内旋气流被冷却。高效自过滤气体冷却调温涡旋器具有很好的推广和实际市场应用价值。
【专利摘要】本发明适用于食品、医药等GMP企业，压缩气体经高效过滤，再涡旋分流热交换，得到高效清洁气体。高效自过滤气体冷却涡旋调温器(High Efficiency Auto-Filtering Air Cooling Vortex Tube，AVT)：首先，高温压缩空气注入过滤腔，通过高精度过滤芯后即生成符合卫生需求的洁净空气；然后进入涡旋腔，沿着特殊设计的不锈钢管内壁高速涡旋向外流动，绕中心轴线涡旋的内部涡旋气流则反向流动，内、外层流空气间热交换，流出空气带走热量，冷却空气流向前端；AVT尾端设置调节旋钮，流出大则流入小、温度最低，反之则流入量最大、温度最高。据工艺需求不同，该AVT过滤腔和涡旋腔可设计不同型号，产生不同热交换比率、清洁度的冷却空气；若工艺需要，可将系统反设计得到热的洁净空气。
【IPC分类】F25B9-04, B01D46-00
【公开号】CN104776628
【申请号】CN201410003022
【发明人】张永军
【申请人】张永军
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年1月3日