专利名称：空分设备的主冷凝蒸发器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空分设备，尤其涉及空分设备中的主冷凝蒸发器。
背景技术：
空分设备，即空气分离设备，是利用空气中各组分物理性质不同，从空气中分离出氧气、氮气，或同时提取氦气、氩气等稀有气体的过程。最常用的方法是深度冷冻法，其原理是先制冷将空气液化，然后使液化空气中在不同的温度条件下进行冷凝蒸发，利用各组分的沸点不同，分离出氧、氮等所需气体。主冷凝蒸发器是空分设备的重要部件，液化空气在其中进行冷凝蒸发，从而分离 出所需要的气体。为了增加分离出的气体量，需要增加主冷凝蒸发器的容量。由于受到工艺和运输的限制，单个主冷凝蒸发器的尺寸无法做成很大。因此，传统的主冷凝蒸发器通常是由多层冷凝蒸发腔构成。图3所示为传统的主冷凝蒸发器。该主冷凝蒸发器从上至下包括依次连通的四层冷凝蒸发腔，即第一腔体11、第二腔体12、第三腔体13和第四腔体14。液化空气依次进入该第一腔体11、第二腔体12、第三腔体13和第四腔体14。第一腔体11、第二腔体12和第三腔体13的侧壁离各自底部的预定高度处分别设有第一溢流口 110、第二溢流口 120和第三溢流口 130。这样，当进入第一腔体11的液化空气超过第一溢流口 110时，其向下溢流到第二腔体12 ;当进入第二腔体12的液化空气超过第二溢流口 120时，其向下溢流到第三腔体13 ;当进入第三腔体13的液化空气超过第三溢流口 130时，其向下溢流到第四腔体14。第四腔体14上连接有流量阀19，用于控制第四腔体14的流量。这样的多层腔体结构能够增加主冷凝蒸发器的整体容量，从而提高分离的产量。但是，这样的结构具有以下的缺点。首先、液化空气是依次流入第一腔体11、第二腔体12、第三腔体13和第四腔体14的。装置刚启动升温时，流入第三腔体13和第四腔体14的流量比较少，有可能出现液氧完全被蒸干，导致甲烷等杂质积聚在第三和第四腔体的底部而引起微爆现象，存在安全隐患。其次，现有的流量阀19仅能调节第四腔体14的流量，很难对整个主冷凝蒸发器的流量进行有效调节，操作难度大。最后，在第二腔体12和第三腔体13之间另设有气管(未示出)，起气体连通平衡压力的作用。由于进入第三腔体13的流量无法控制，液化空气的流量过大时，可能上升到气管(未示出)位置将该气管堵塞。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是让液化空气尽量均匀地流入到主冷凝蒸发器的各个腔体中，防治出现蒸干现象。为此，本实用新型提供一种空分设备的主冷凝蒸发器，由上至下至少包括第一腔体、第二腔体和至少一组腔体对，每组腔体对由一个上腔体和一个下腔体构成，其中所述第一腔体包括设置在所述第一腔体侧壁上离底部预定高度处的第一溢流口，以及至少一个流出口 ；所述第二腔体通过所述第一溢流口与所述第一腔体连通，并且包括设置在所述第二腔体侧壁上离底部预定高度处的第二溢流口 ；所述至少一组腔体对中的上腔体通过所述至少一个流出口与所述第一腔体连通，并且包括设置在所述上腔体侧壁上离底部预定高度处的上腔溢流口 ；所述至少一组腔体对中的下腔 体通过所述上腔溢流口与所述至少一组腔体对中的上腔体连通，并且包括设置在所述至少一组腔体对中的下腔体侧壁上离底部预定高度处的下腔溢流口。较佳地，所述第二溢流口和所述下腔溢流口分别连接有流量阀。较佳地，所述流出口位于所述第一腔体的底部或者位于靠近底部的侧壁上。较佳地，所述腔体对为多组，所述第一腔体包括多个流出口分别连通所述多组腔体对。在一实施例中，所述腔体对为一组，其中第三腔体为上腔体，第四腔体为下腔体，所述第一腔体包括与所述第三腔体连通的流出口。在另一实施例中，所述腔体对为两组，其中第三腔体和第五腔体为上腔体，第四腔体和第六腔体为下腔体，所述第一腔体包括分别与所述第三腔体和所述第五腔体连通的两个流出口。本实用新型具有以下优点I.第三腔体直接从第一腔体中获得液化空气，即使是在设备启动的初期，也不会出现液氧蒸干导致杂质积聚的现象。2.在第二腔体上增设流量阀，能够控制其流量，更方便调节，并能防止液体的流量过多堵塞气管。
图I为本实用新型空分设备的主冷凝蒸发器的结构示意图。图2为本实用新型空分设备的主冷凝蒸发器另一实施例的结构示意图。图3为现有的空分设备的主冷凝蒸发器的结构示意图。
具体实施方式
参考图1，本实用新型空分设备的主冷凝蒸发器由上至下包括第一腔体I、第二腔体2、第三腔体3和第四腔体4。其中，第一腔体I包括形成在腔体侧壁离底部预定高度的第一溢流口 101，和流出口 102。第一溢流口 101与第二腔体2相连通，使得从第一腔体I溢流出的液化空气流入到第二腔体2中。流出口 102设在第一腔体I的底部或者设在靠近底部的侧壁上，并与第三腔体3连通，从而使第一腔体I内的一部分液化空气直接流入到第三腔体3中。第二腔体2包括形成在腔体侧壁离底部预定高度的第二溢流口 201，该第二溢流口 201不与第三腔体3连通，而是单独连接一流量阀9，用于调节第二腔体2内的流量。第三腔体3包括形成在腔体侧壁离底部预定高度的第三溢流口 301，其与第四腔体4连通。当进入第三腔体3的液化空气超过第三溢流口 301时，其向下溢流到第四腔体4。[0024]第四腔体4包括第四溢流口 401，该第四溢流口 401连接有另一流量阀9，用于控制第四腔体4的流量。当液化空气流入第一腔体I时，一部分液化空气先从流出口 102流出，进入到第三腔体3中；然后随着更多液化空气进入到第一腔体I并超过第一溢流口 101时，超出部分的液化空气溢流到第二腔体2。而进入第三腔体3的那一部分液化空气则在超过第三溢流口301时，溢流到第四腔体4中。这样，第三腔体3和第四腔体4中能在设备启动的初期，就获得足够量的液化空气，不至于发生液氧蒸干和杂质积聚，消除了安全隐患。本实用新型的另一实施例中，该空分设备的主冷凝蒸发器包括六个腔体。如图2所示，该主冷凝蒸发器包括由上至下包括第一腔体I、第二腔体2、第三腔体3、第四腔体4、第五腔体5和第六腔体6。其中的第一至第四腔体中与图I所示实施例相同的结构不再赘述。 第一腔体I的流出口 101同时连通第三腔体3和第五腔体5，使得第一腔体I内的一部分液化空气同时流入到第三腔体3和第五腔体5中。第五腔体5还包括形成在腔体侧壁离底部预定高度的第五溢流口 501。第五溢流口 501与第六腔体6相连通,使得从第五腔体5溢流出的液化空气向下流入到第六腔体6中。第六腔体6包括第六溢流口 601,该第六溢流口 601连接有另一流量阀9,用于控制第六腔体6的流量。这样，当增设第五和第六腔体时，使第一腔体I中的液化空气通过流出口 102可同时流入到第三腔体3和第五腔体5中，避免发生液氧蒸干和杂质积聚，消除了安全隐患。上述实施例中，液化空气是经由同一流出口 102流到第三腔体3和第五腔体5中，也可以设置两个流出口 102，分别连通第三腔体3和第五腔体5。在本实用新型的另外实施例中，主冷凝蒸发器可以包括更多的腔体，例如八个、十个，对此不作限制。从以上的说明可知，每增加两个腔体，则使第一腔体I与其中的前一个(例如第七、第九等)相连通，而后一个腔体(例如第八、第十等)与前一个腔体相连通。第一腔体I上也可根据腔体的数量来设置流出口的数量。
权利要求1.一种空分设备的主冷凝蒸发器，由上至下至少包括第一腔体(I)、第二腔体(2)和至少一组腔体对，每组腔体对由一个上腔体和一个下腔体构成，其特征在于 所述第一腔体(I)包括设置在所述第一腔体(I)侧壁上离底部预定高度处的第一溢流口(101)，以及至少一个流出口(102)； 所述第二腔体(2)通过所述第一溢流口(101)与所述第一腔体(I)连通，并且包括设置在所述第二腔体(2)侧壁上离底部预定高度处的第二溢流口(201)； 所述至少一组腔体对中的上腔体通过所述至少一个流出口(102)与所述第一腔体(I)连通，并且包括设置在所述上腔体侧壁上离底部预定高度处的上腔溢流口(301、501) 所述至少一组腔体对中的下腔体通过所述上腔溢流口(301、501)与所述至少一组腔体对中的上腔体连通，并且包括设置在所述至少一组腔体对中的下腔体侧壁上离底部预定高度处的下腔溢流口(401、601)。
2.如权利要求I所述的空分设备的主冷凝蒸发器，其特征在于所述第二溢流口(201)和所述下腔溢流口(401、601)分别连接有流量阀(9)。
3.如权利要求I所述的空分设备的主冷凝蒸发器，其特征在于所述流出口(102)位于所述第一腔体(I)的底部或者位于靠近底部的侧壁上。
4.如权利要求I所述的空分设备的主冷凝蒸发器，其特征在于所述腔体对为多组，所述第一腔体(I)包括多个流出口(102)分别连通所述多组腔体对。
5.如权利要求I所述的空分设备的主冷凝蒸发器，其特征在于所述腔体对为一组，其中第三腔体(3)为上腔体，第四腔体(4)为下腔体，所述第一腔体(I)包括与所述第三腔体(3)连通的流出口 (102)。
6.如权利要求I所述的空分设备的主冷凝蒸发器，其特征在于所述腔体对为两组，其中第三腔体(3)和第五腔体(5)为上腔体，第四腔体(4)和第六腔体(6)为下腔体，所述第一腔体(I)包括分别与所述第三腔体(3)和所述第五腔体(5)连通的两个流出口(102)。
专利摘要本实用新型是一种空分设备的主冷凝蒸发器，由上至下至少包括第一腔体、第二腔体和至少一组腔体对，每组腔体对由一个上腔体和一个下腔体构成，其中第一腔体包括设置在第一腔体侧壁上离底部预定高度处的第一溢流口，以及至少一个流出口；所述第二腔体通过第一溢流口与所述第一腔体连通，并且包括设置在第二腔体侧壁上离底部预定高度处的第二溢流口；所述至少一组腔体对中的上腔体通过至少一个流出口与第一腔体连通，并且包括设置在所述上腔体侧壁上离底部预定高度处的上腔溢流口；所述至少一组腔体对中的下腔体通过上腔溢流口与所述至少一组腔体对中的上腔体连通，并且包括设置在所述至少一组腔体对中的下腔体侧壁上离底部预定高度处的下腔溢流口。
文档编号F25J5/00GK202547277SQ201120341798
公开日2012年11月21日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者周智勇, 张玉明, 戴张龙, 毛央平, 瓦尔特·克劳斯 申请人:杭州杭氧股份有限公司, 梅塞尔格里斯海姆(中国)投资有限公司