矿用液态CO₂气化装置的制作方法

专利名称：矿用液态CO₂气化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于煤矿防灭火的装置，一种可以将低温液态CO2气化为气态CO2的气化装置，具体为一种矿用液态CO2气化装置。
背景技术：
CO2气化装置是煤矿防灭火应急救援的重要设备之一，也是防止火区瓦斯爆炸的有力武器之一。但是，目前空气自热式前置气化装置因其内部热传导管受地面气温的影响而使热交换效果不好，存在着液态CO2不能被彻底气化的问题，从而影响了火区灭火工作的进行。因此，CO2气化装置气化效果的好坏会直接影响到火区灭火工作的成败。

发明内容本实用新型是为了解决现有CO2气化装置因其内部热传导管的热交换效果不好，存在液态CO2不能被彻底气化的问题，而提供一种矿用液态CO2气化装置。该气化装置内的换热管上设有翅片且换热管采用折绕方式设计，使热传导管的热交换效率得到了极大的提闻。本实用新型是通过以下技术方案实现的一种矿用液态CO2气化装置，包括设有介质进、出口的壳体、固定于壳体内部的电加热器以及设于壳体内部的气化器，所述的气化器包括平行设置的若干组热交换器、分别与若干组热交换器两端端口连接相通的第一、第二支管以及分别与第一、第二支管连接相通的输入、输出总管，其中，所述的热交换器由并排设置的U形管依次连接而成，或者由两排交错设置的U形管逐个依次连接而成(即第I排的第I个U形管和第2排的第I个U形管连接，第2排的第I个U形管和第I排的第2个U形管连接，第I排的第2个U形管和第2排的第2个U形管连接…，以此类推)，且U形管上设有翅片，输入、输出总管穿过壳体壳壁后露于壳体外部。工作时，将水(或导热油等介质)由介质进口注入壳体内，直至淹没所有热交换器，启动电加热器，将水(或导热油等介质)加热。在温度为31. 1°C、压力为7. 09MPa时，二氧化碳处于液态和气态的分界点，当环境温度高于31. 1°C时，其压力无论如何变化，二氧化碳只能以气态方式存在，因此为确保气化顺利进行，应该将壳体内水(或导热油等介质)的温度加热到大于31. 1°C，一般保持在35 70°C为宜，此时便可将液态的CO2从输入总管注入，液态CO2通过第一支管流入到每个热交换器内的U形管中，并在热交换器的U形管内与热水(或热导热油等介质)进行热交换，热交换器由于是采用单排或双排U形管依次连接设置，所以可以大大增加热水(或热导热油等介质)和热交换器的接触面积，从而极大地提高了热水(或热导热油等介质)和液态CO2之间的热交换效率，吸热后液态CO2被气化成气态CO2,再经第二支管后由输出总管输出，最后CO2气体被输送到煤矿井下需要防灭火的区域，使之降低该区域内空气中所含的氧气浓度，以达到煤矿井下防火和灭火的目的。本实用新型气化器在使用完后，可将壳体内的水(或导热油等介质)通过介质出口放出。[0007]进一步地，所述的气化器上设有支撑架，支撑架由两根相对的边框以及固定于两边框之间且套设在各组热交换器上的的支撑板组成，各组热交换器的U形管穿插并固定在支撑板上，支撑架的两边框分别与固定在壳体内壁上的连接耳固接。支撑架上的各支撑板可以将若干组热交换器连接在一起，并且支撑架的两边框与固定在壳体内壁的连接耳固接后，可以使整个气化器与壳体连接固定在一起，增加了气化器的稳定性。所述壳体的侧壁上安装有温度计。可以实时监测壳体内热水(或热导热油等介质)的温度，以保证液态CO2气化的正常进行。所述壳体的侧壁顶部设有液面计，同时还开设有溢流口。液面计可以实时监测壳体内水(或导热油等介质)的液面高度，溢流口可以使壳体内多余的水(或导热油等介质)自动&出。本实用新型气化装置中的各热交换器由于是采用单排或双排的U形管依次连接设置，所以大大的增加了热交换器的各U形管与热水(或热导热油等介质)的接触面积，从而提高了液态CO2与热水(或热导热油等介质)间的换热效率。另外，由于U形管上还设有翅 片，能更进一步的增强换热效果，最终达到了将液态CO2彻底气化的目的。此外，本实用新型还具有设计合理、结构简单、操作容易等优点，值得推广使用。

图I为本实用新型的结构示意图。图2为图I的俯视图。图3为本实用新型中气化器的结构示意图。图4为图3的俯视图。图5为图3的左视图。图中1-壳体、2-电加热器、3-气化器、3-1-热交换器、3-2-第一支管、3-3-第二支管、3-4-输入总管、3-5-输出总管、3-6-U形管、3-7-翅片、4-介质进口、5-介质出口、6-支撑架、6-1-边框、6-2-支撑板、7-温度计、8-液面计、9-溢流口、10-连接耳。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述如图I至图5所示，一种矿用液态C02气化装置，包括设有介质进、出口 4、5的壳体I、固定于壳体I内部的电加热器2以及设于壳体内部的气化器3，所述的气化器3包括平行设置的若干组热交换器3-1、分别与若干组热交换器3-1两端端口连接相通的第一、第二支管3-2、3-3以及分别与第一、第二支管3-2、3-3连接相通的输入、输出总管3_4、3_5，其中，所述的热交换器3-1由并排设置的U形管3-6依次连接而成或者由两排交错设置的U形管3-6逐个依次连接而成，且U形管3-6上设有翅片3-7，输入、输出总管3_4、3_5穿过壳体I壳壁后露于壳体I外部。在具体实施时，气化器3中热交换器3-1的数量可根据实际需要气化的CO2量来确定，其中U形管3-6的材质可选用耐高压软管或无缝钢管。本实用新型气化装置除了可以将水、导热油等作为换热介质外，也可以将热气体作为换热介质，即从壳体的介质进口 4鼓入热气体,热气体与液态CO2换热降温后,再从壳体I的介质出口 5排出，这样也可以实现液态CO2气化的目的。此外，本实用新型气化装置除了可以用于气化液态CO2外，还可用于气化液氮、液氧、液化天然气、液化石油气等低温液 体，适用范围广泛。
权利要求1.一种矿用液态CO2气化装置，包括设有介质进、出口(4、5)的壳体(I)、固定于壳体(I)内部的电加热器(2)以及设于壳体内部的气化器(3)，其特征在于所述的气化器(3)包括平行设置的若干组热交换器(3-1)、分别与若干组热交换器(3-1)两端端口连接相通的第一、第二支管(3-2、3-3)以及分别与第一、第二支管(3-2、3-3)连接相通的输入、输出总管(3-4、3-5)，其中，所述的热交换器(3-1)由并排设置的U形管(3-6)依次连接而成或者由两排交错设置的U形管(3-6)逐个依次连接而成，且U形管(3-6)上设有翅片(3-7)，输入、输出总管(3-4、3-5)穿过壳体(I)壳壁后露于壳体(I)外部。
2.根据权利要求I所述的矿用液态CO2气化装置，其特征在于所述的气化器(3)上设有支撑架(6)，支撑架(6)由两根相对的边框(6-1)以及固定于两边框(6-1)之间且套设在各组热交换器(3-1)上的的支撑板(6-2 )组成，各组热交换器(3-1)的U形管(3-6 )穿插固定在支撑板(6-2)上，支撑架(6)的两边框(6-1)分别与固定在壳体(I)内壁上的连接耳 (10)固接。
3.根据权利要求I或2所述的矿用液态0)2气化装置，其特征在于壳体(I)的侧壁上安装有温度计(7)。
4.根据权利要求I或2所述的矿用液态0)2气化装置，其特征在于壳体(I)的侧壁顶部设有液面计(8)，同时还开设有溢流口(9)。
5.根据权利要求3所述的矿用液态CO2气化装置，其特征在于壳体(I)的侧壁顶部设有液面计(8)，同时还开设有溢流口(9)。
专利摘要本实用新型为一种矿用液态CO2气化装置，解决了现有气化装置因其热传导管的热交换效果不好，存在液态CO2不能被彻底气化的问题。该气化装置包括设有介质进、出口的壳体、固定于壳体内部的电加热器以及设于壳体内部的气化器，气化器包括平行设置的若干组热交换器、分别与若干组热交换器两端端口连接相通的第一、第二支管以及分别与第一、第二支管连接相通的输入、输出总管，其中，热交换器由并排设置的U形管依次连接而成或者由两排交错设置的U形管逐个依次连接而成，且U形管上设有翅片，输入、输出总管穿过壳体壳壁后露于壳体外部。本实用新型结构简单，操作方便，换热效率高，气化效果好，值得推广使用。
文档编号E21F5/00GK202467889SQ20112056185
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者杜兰洁, 梁福明 申请人:山西吉天利煤矿安全装备有限公司