可调温的CO2自冷缓冲罐装置

可调温的co2自冷缓冲罐装置
技术领域
1.本发明涉及二氧化碳缓冲罐技术领域，特别涉及一种可调温的co2自冷缓冲罐装置。


背景技术：

2.在高压系统中，缓冲罐是最常见的缓冲用器，缓冲罐可以缓冲系统的压力波动，使系统介质更平稳，一般来说，高压系统需要加压泵对介质升压，但是由于高压泵的市场价格比较昂贵，这样便会提高了整个系统的成本，而且高压泵的维修成本和能量消耗都比较高。
3.对于使用二氧化碳的高压系统来说，可以通过二氧化碳自身高温加压的性质，可以对高压系统内的二氧化碳加热，从而使二氧化碳增压，达到的高压效果不低于高压泵，但对于二氧化碳加热增压一段时间后，需要对系统内的二氧化碳快速降温，否则系统不能够持续使用，而现有二氧化碳的高压系统的降温效果并不理想。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种可调温的co2自冷缓冲罐装置，以提供一种可调节自身温度，并快速降温的自冷缓冲罐。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种可调温的co2自冷缓冲罐装置，包括罐体、与所述罐体的进口连通的液态二氧化碳储罐、与所述罐体的出口连通的流通管、用于向所述罐体加热的温控器，以及连接于所述罐体的出口与进口之间散热单元；
7.所述散热单元用于降低所述罐体内二氧化碳的温度。
8.进一步的，所述散热单元包括包裹于所述罐体外壁的外夹套、连通于所述罐体的出口与所述外夹套的进入口之间的冷却进管，以及连通于所述罐体的进口与所述外夹套的排出口之间的冷却出管；
9.所述冷却出管上设置有冷却器，所述外夹套的排出口与所述冷却器之间安装有第四阀，所述冷却进管上设置有第二阀。
10.进一步的，所述罐体外壁螺旋设置有螺旋翅片。
11.进一步的，沿所述冷却器至所述罐体进口的方向，所述冷却出管上依次设置有第二压力器、第六阀、单向阀、低压二氧化碳储罐以及第七阀，所述低压二氧化碳储罐处设置有第五压力器，所述第五压力器的测量端设置于所述低压二氧化碳储罐内。
12.进一步的，所述第四阀与所述冷却器之间连通有第一排空管，所述第一排空管上设置有第五阀。
13.进一步的，所述外夹套的进入口与排出口分别设置于所述罐体的两端。
14.进一步的，所述罐体的进口处设置有第三阀，所述罐体的出口处设置有第一阀，所述液态二氧化碳储罐的出口处设置有第八阀，所述液态二氧化碳储罐处设置有第四压力器，所述第四压力器的测量端设置于所述液态二氧化碳储罐内，所述罐体的进口处设置有
第三压力器，所述罐体的出口处设置有第一压力器。
15.进一步的，所述流通管上套接有管路夹套，所述管路夹套一端开设有第二排空管，另一端与所述罐体的出口之间连通有管路冷却管，所述管路冷却管上安装有第九阀。
16.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
17.本发明通过温控器对罐体加热，使罐体内的二氧化碳达到合适的压力，并且可以利用散热单元对罐体快速降温，再利用温控器对罐体加热，使罐体内的二氧化碳再次达到合适的压力，可以使整个系统持续使用。
18.其中，散热单元中的冷却进管与外夹套的进入口连通，开启第二阀后，罐体出口处瞬间泄压通过冷却进管进入到外夹套与罐体外壁之间，根据热力学原理，进入外夹套与罐体外壁之间的二氧化碳减压膨胀吸收大量的罐体外壁的热量，产生高压干冰和二氧化碳气体的混合射流，并且在螺旋翅片的扰流下，强化冷却换热，使处于高温状态下的罐体快速冷却，并且打开第四阀后，进入到外夹套与罐体之间的二氧化碳可以通过外夹套的排出口进入到冷却出管中，再经过冷却器对二氧化碳快速冷却，并通过打开第六阀进入到低压二氧化碳储罐中储存，待系统内的压力正常后，打开第七阀可以将低压二氧化碳储罐中的二氧化碳重新充入罐体内，通过两种冷却方式，可以实现对罐体的快速冷却，并对二氧化碳气体冷却，实现系统的快速降温，能够提高系统使用的持续性。
19.再者，罐体内的温度比较高，而从罐体出口喷出的二氧化碳气体受到温度影响，进入到流通管内后，会有部分二氧化碳气化，因此设置管路夹套，同样根据热力学原理，打开第九阀后，瞬间泄压，二氧化碳通过管路冷却管进入到管路夹套内，可以对流通管快速降温，使通过流通管流至下一道工序的二氧化碳保持液体状态，以供下一道工序正常使用。
附图说明
20.构成本发明的一部分的附图，是用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明是用于解释本发明，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1为本发明的结构示意图；
22.附图标记说明：
23.1、罐体；2、液态二氧化碳储罐；3、流通管；4、温控器；5、外夹套；6、进入口；7、冷却进管；8、排出口；9、冷却出管；10、冷却器；11、第四阀；12、第二阀；13、螺旋翅片；14、第二压力器；15、第六阀；16、单向阀；17、低压二氧化碳储罐；18、第七阀；19、第五压力器；20、第一排空管；21、第五阀；22、第三阀；23、第一阀；24、第八阀；25、第四压力器；26、第三压力器；27、第一压力器；28、管路夹套；29、第二排空管；30、管路冷却管；31、第九阀。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本发明的限制；若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，亦或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
28.本实施例涉及一种可调温的co2自冷缓冲罐装置，提供了一种可调控温度，并快速降温的自冷缓冲罐；其一种示例性结构如图1所示。
29.整体而言，该可调温的co2自冷缓冲罐装置包括罐体1、与罐体1的进口连通的液态二氧化碳储罐2、与罐体1的出口连通的流通管3、用于向罐体1加热的温控器4，以及连接于罐体1的出口与进口之间散热单元；
30.散热单元用于降低罐体1内二氧化碳的温度。
31.液态二氧化碳储罐2内的液态二氧化碳通过罐体1进口进入到罐体1中，再通过温控器4对罐体1加热，使罐体1内的二氧化碳压力增加，从而使罐体1内的液体二氧化碳可以通过流通管3流入到下一工序的管路中，在使用温控器4对罐体1加热一段时间后，当罐体1内的二氧化碳需要补充时，由于罐体1的温度较高，液态二氧化碳储罐2内的液态二氧化碳无法补充进罐体1中，所以需要通过散热单元对罐体1快速降温。
32.具体而言，散热单元包括包裹于罐体1外壁的外夹套5、连通于罐体1的出口与外夹套5的进入口6之间的冷却进管7，以及连通于罐体1的进口与外夹套5的排出口8之间的冷却出管9；
33.冷却出管9上设置有冷却器10，外夹套5的排出口8与冷却器10之间安装有第四阀11，冷却进管7上设置有第二阀12。
34.通过打开第二阀12，可以使罐体1出口处的二氧化碳快速泄压，通过冷却进管7进入到外夹套5与罐体1外壁之间，根据热力学原理，进入到外夹套5与罐体1外壁之间的二氧化碳会减压膨胀吸收大量的罐体1外壁的热量，产生高压干冰和二氧化碳气体的混合射流，使处于高温状态下的罐体1快速冷却，并且打开第四阀11后，进入到外夹套5与罐体1之间的二氧化碳可以通过外夹套5的排出口8进入到冷却出管9中，再经过冷却器10对二氧化碳快速冷却，经过冷却器10冷却的二氧化碳会通过罐体1的进口进入到罐体1内。
35.为了增强对罐体1的散热效果，在罐体1外壁螺旋设置有螺旋翅片13，并且将外夹套5的进入口6与排出口8分别设置于罐体1的两端。
36.进入到外夹套5与罐体1外壁之间的混合射流在螺旋翅片13的扰流下，强化冷却换热，将外夹套5的进入口6与排出口8分置于罐体1的两端，可以增大混合射流与罐体1外壁的接触面积，最大程度上提高对罐体1的冷却效果以及冷却速度。
37.并且，沿冷却器10至罐体1进口的方向，在冷却出管9上依次设置有第二压力器14、第六阀15、单向阀16、低压二氧化碳储罐17以及第七阀18，低压二氧化碳储罐17处设置有第五压力器19，第五压力器19的测量端设置于低压二氧化碳储罐17内。
38.打开第六阀15后，经过冷却器10冷却的二氧化碳会进入到低压二氧化碳储罐17
中，通过打开第七阀18，可以将低压二氧化碳储罐17中的二氧化碳通过罐体1进口，充入到罐体1中，实现二氧化碳的循环利用。
39.同时，在第四阀11与冷却器10之间连通有第一排空管20，第一排空管20上设置有第五阀21。
40.通过观察第二压力器14和第五压力器19的示数，待两者示数相近时，可打开第五阀21，使部分二氧化碳通过第一排空管20排出。
41.在罐体1的进口处设置有第三阀22，罐体1的出口处设置有第一阀23，液态二氧化碳储罐2的出口处设置有第八阀24，液态二氧化碳储罐2处设置有第四压力器25，第四压力器25的测量端设置于液态二氧化碳储罐2内，罐体1的进口处设置有第三压力器26，罐体1的出口处设置有第一压力器27。
42.第三阀22用于控制二氧化碳进入到罐体1中，第二阀12用于控制二氧化碳流入下一工序的管路中，第八阀24用于控制液态二氧化碳储罐2内二氧化碳的流出，通过观察第三压力器26和第四压力器25，能够保证液态二氧化碳储罐2内的二氧化碳顺利进入到罐体1内，第一压力器27用于观察罐体1出口处的压力。
43.由于流通管3内的二氧化碳处于高温状态，所以会导致进入到流通管3的部分二氧化碳会呈气体状态，所以在流通管3上套接有管路夹套28，管路夹套28一端开设有第二排空管29，另一端与罐体1的出口之间连通有管路冷却管30，管路冷却管30上安装有第九阀31。
44.通过打开第九阀31，使罐体1出口处的二氧化碳经过管路冷却管30进入到管路夹套28中，同样根据热力学原理，进入到管路夹套28内的二氧化碳瞬间泄压形成混合射流，可以对冷却管路降温，使进入到冷却管路中的二氧化碳处于液体状态，以供下一工序使用，进入到管路夹套28中的混合射流可以通过第二排空管29排出。
45.综上，可调温的co2自冷缓冲罐装置的工作过程如下：
46.首先，观察第三压力器26和第四压力器25，当两者的示数相近时，打开第八阀24，使液态二氧化碳储罐2中液态二氧化碳通过管路流入到罐体1内，再通过温控器4对罐体1加热，使罐体1内的二氧化碳具有一定压力，再打开第一阀23，使罐体1内的二氧化碳通过流通管3进入到下一工序。
47.当罐体1内的二氧化碳过少需要补充时，需要通过散热单元对罐体1降温，可以打开第二阀12和第四阀11，使罐体1出口处的二氧化碳经过冷却进管7喷射进外夹套5与罐体1外壁之间，根据热力学原理，进入到外夹套5与罐体1外壁之间的二氧化碳会吸收罐体1的热量形成混合射流，并且在螺旋翅片13的作用下强化对罐体1的降温效果，混合射流在外夹套5的进入口6进入后，与罐体1外壁大量接触后通过外夹套5的排出口8进入到冷却出管9内，可以打开第五阀21，通过第一排空管20排出，或者经过冷却器10进行冷却，打开第六阀15后，冷却后的二氧化碳会进入到低压二氧化碳储罐17内收集起来，待对罐体1的冷却结束后，打开第七阀18，将低压二氧化碳储罐17内的二氧化碳充入到罐体1内，实现二氧化碳的循环利用。
48.可以打开第九阀31，使罐体1内的二氧化碳经过管路冷却管30进入到管路夹套28内，根据热力学原理瞬间泄压对流通管3冷却，进入到管路夹套28内的二氧化碳通过第二排空管29排出。
49.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和
原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。