冷凝阱的制作方法
【专利摘要】一种冷凝阱设置有液体供给孔(1)和液体排出孔(9)，以及位于壳体(2)的上侧的蒸汽排出孔(6)。柱形腔室(12)位于壳体(2)中，膨胀活塞(3)能够在该腔室中移动。中空活塞杆(13)附接至膨胀活塞的下侧。液体供给孔(1)与围绕活塞杆(13)的腔室连通。活塞杆(13)的壁具有在切向方向上延伸的节流端口(4)。虹吸管(7)位于活塞杆中节流端口(4)下方。另一节流端口(8)位于在活塞杆中虹吸管下方，其由于膨胀活塞(3)向上移动而能够与液体排出孔(9)连通。在另一腔室(10)中活塞杆的底部下方的空间经由通道(11)与液体排出孔(9)连通。
【专利说明】冷凝阱
【技术领域】
[0001]为了将冷凝液排出至更低的压力，已知有许多方案，特别是在蒸汽【技术领域】中。
[0002]如果我们将自己限制于机械实施例，它们被细分为恒温冷凝阱、机械冷凝阱和热力冷凝阱(冷凝阱或蒸汽阱)。在工业制冷工程中，它们限于多种高度可靠的高压浮子水尺(float gauge)构造。本质上,操作蒸发缩减至浮子,该浮子当液位(冷凝液位)上升时进一步打开节流端口。图1示出了其典型的应用。压缩的冷却剂气体在冷凝器21中冷凝并且被接收在压力容器22中(见图1)。浮子水尺23安装在该压力容器中。浮子水尺包括浮子，该浮子借助于杠杆附接至节流阀24。液位越高，更多的冷凝液被允许流过。通过此概念，避免了允许还没有被压缩的气体或惰性气体。这与用于蒸汽技术中的许多其他方案形成对照的。膨胀的冷凝液在组合的液滴分离器/循环容器25中终结。在该容器中，在节流操作期间生成的气体与液体分开。沸腾状态下的液体在重力(热虹吸管)的作用下或借助于泵26进入蒸发器27。蒸发的液体和多余的液体返回到容器，在容器中蒸汽被压缩机28吸走以再次压缩。
[0003]如果想要使用在冷凝液膨胀时释放的能量，存在使用二级膨胀的可能性。释放的气体从而能够用于驱动膨胀器。在制冷工程中，如果使用了螺旋压缩机29，则通常使用二级膨胀(见图2)。膨胀的冷却剂在液滴分离器(节热器)30中终结，在液滴分离器中，闪蒸气体与液体分开并且被无液滴地添加至螺旋压缩机。这个过程提高了整个制冷机设备的冷却效率。
【背景技术】
[0004]对于在专利申请NL2006332中描述的膨胀器驱动的泵，需要相似的二级膨胀。上述节热器系统及其两个浮子水尺和液滴分离器过于庞大，因而对这来说是昂贵的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供用于二级膨胀的成本有效的冷凝阱。为此，根据本发明的冷凝阱的特征在于其包括设置有位于侧壁中的液体供给孔和位于侧壁中液体供给孔下方的液体排出孔的壳体，该壳体容纳连接至液体供给孔的柱形腔室，在腔室中膨胀活塞能够移动，该活塞具有附接至其下侧的中空活塞杆并且该活塞杆具有小于膨胀活塞的外直径的外直径，同时液体供给孔与围绕活塞杆的腔室连通，活塞杆的壁具有至少单个节流端口，虹吸管位于活塞杆中节流端口下方，该虹吸管经由敞开的上侧与活塞杆中的空间连通并经由敞开的下侧与活塞杆中活塞杆底部上方的空间连通，在活塞杆的底部上方的空间处，另一个节流端口位于活塞的壁中虹吸管的上侧下方，并且由于膨胀活塞向上的位移，能够使该节流端口与液体排出孔连通，同时在又一腔室中活塞杆的底部下方的空间经由通道与液体排出孔连通。
[0006]找到的方案是全新类型的冷凝阱，并且该方案是基于如果在某个所谓的临界压差下膨胀(节流)介质则存在质量流差异。超过某个所谓的临界压差后，扼流将出现。从而，节流作用的龙骨中的速度是音速。结果，通过龙骨的容积流量是固定的。当节流作用开始时，节流作用导致的质量流因而仅取决于介质的密度。
[0007]根据本发明的冷凝阱的一个实施例的特征在于节流端口在活塞杆的切向方向延伸。
[0008]根据本发明的冷凝阱的另一实施例的特征在于蒸汽排放孔位于壳体的上侧中。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]将基于根据本发明的冷凝阱的实施例的示例同时参考所附的附图在下文中更全面地阐述本发明，其中:
[0010]图1示出了包括冷凝器的已知环境；
[0011]图2示出了包括冷凝器的另一已知环境；
[0012]图3以纵向截面示出了根据本发明的冷凝阱的实施例；
[0013]图4示出了图3中示出的冷凝器的沿着线IV-1V截取的截面；以及
[0014]图5示出了图3中示出的冷凝器的沿着线V-V截取的截面。
【具体实施方式】
[0015]图3至5示出了根据本发明的冷凝阱的实施例。冷凝阱包括壳体2，该壳体2具有位于侧壁中的液体供给孔1、位于侧壁中液体供给孔下方的液体排出孔9以及位于壳体2的上侧中的蒸汽排放孔6。
[0016]壳体2容纳连接至液体供给孔的柱形腔室12，膨胀活塞3在该柱形腔室中能够移动。中空活塞杆13附接至膨胀活塞的下侧。该活塞杆具有小于膨胀活塞的外直径的外直径，同时液体供给孔I围绕活塞杆13与腔室连通。
[0017]活塞杆13的壁具有在切向方向上延伸的节流端口 4。在节流端口 4下方，活塞杆具有虹吸管7，该虹吸管7经由敞开的上侧连接至活塞杆13的空间5并且经由敞开的下侧连接至活塞杆中位于活塞杆底部上方的空间。另一个节流端口 8位于活塞杆的壁中位于虹吸管的上侧下方，并且由于膨胀活塞3向上的位移能够与液体排出孔9连通。
[0018]在另一腔室10中活塞杆的底部下方的空间经由通道11与液体排出孔9连通。
[0019]冷凝阱的操作将在下文中描述。介质通过液体供给孔I进入壳体2。经由壳体2中围绕膨胀活塞3的环形腔室，介质从而流入切向的节流端口 4。它们可以是狭槽或多个竖直地设置的膛孔，其具有或不具有插入件或涂层以对付附近的气穴。
[0020]在切向的节流端口 4中，介质膨胀至中空活塞杆13的空间5(小气旋)中普遍的压力。如果通过液体供给孔I进入的介质是纯液体(冷凝液)，闪蒸气体将在节流后生成。切向节流端口 4导致膨胀的冷凝液经历快速的自旋，从而液体和闪蒸气体分离。闪蒸气体通过蒸汽排出孔6被排出。蒸汽排出孔6可具有图3所示的构造，其也可以接通至空间5。
[0021]液体向下旋转，从而经由虹吸管7和另一个节流端口 8膨胀至液体排出孔9中的退出压力。以下压力在膨胀活塞3上普遍:
[0022]1、围绕活塞杆并且在膨胀活塞3下方的环形腔室中的进入压力(冷凝压力)，
[0023]2、在膨胀活塞3上方和活塞杆13的底部上方的中间压力(节热器压力或膨胀器馈送压力)，和[0024]3、活塞杆13的底部下方的退出压力(蒸发器压力)。
[0025]膨胀活塞3与活塞杆13的直径的选择结合节流端口 4和所述另一节流端口 8的选择是获得的中间压力的决定因素。
[0026]如果气体代替液体出现，通过节流端口 4的质量流将由于堵塞而显著减小。稍后这样将在所述另一节流端口 8中发生。因为在节流端口 8中的第二节流操作相比于节流端口 4中的第一节流操作总能够处理更少的质量流，中间压力将上升并且迫使膨胀活塞3向下运动，并由此减小节流端口。在活塞杆13的底部下方总有经由通道11普遍的退出压力。当活塞阻断两个节流端口时，空间5中的压力将下降并且膨胀活塞3将恢复其向上的移动。
[0027]膨胀活塞3和活塞杆13的直径的选择结合节流端口 4和所述另一节流端口 8的大小的选择取决于:
[0028]1、将膨胀的介质；和
[0029]2、普遍的进入和退出压力，以及
[0030]3、期望的中间压力，以及
[0031]4、闪蒸气体是否排出。
[0032]根据本发明的冷凝阱的独一无二之处在于:
[0033]1、其基于如果气体而非液体被节流，质量流会显著地减小的原理工作。其基于的物理现象称为扼流。在允许气体通过时，中间压力上升，并且因此将在膨胀活塞上生成力，从而膨胀活塞向下运动并减小节流端口；
[0034]2、其能够用作用于螺旋压缩机的膨胀器或节热器端口的气体供给；
[0035]3、其能够用作没有闪蒸气体排出的“普通”冷凝阱；
[0036]4、其仅包括单个运动部分。
[0037]虽然在上面通过参照附图描述了本发明，应观察到的是本发明并不通过任何方式或手段被限制于附图中示出的实施例。本发明还可延伸至在权利要求限定的范围和宗旨中不同于附图中示出的实施例的所有实施例。
【权利要求】
1.一种冷凝阱，其特征在于所述冷凝阱包括壳体(2)，该壳体设置有位于侧壁中的液体供给孔(I)和位于侧壁中所述液体供给孔下方的液体排出孔(9)，所述壳体容纳连接至液体供给孔的柱形腔室(12)，在该柱形腔室中膨胀活塞(3)能够移动，所述膨胀活塞具有附接至其下侧的中空活塞杆(13)，并且该活塞杆具有小于所述膨胀活塞的外直径的外直径，而液体供给孔与围绕活塞杆的腔室连通，并且所述活塞杆的壁具有至少单个节流端口(4)，虹吸管(7)位于所述活塞杆中所述节流端口下方，该虹吸管经由敞开的上侧与活塞杆的空间(5)连通并且经由敞开的下侧与活塞杆中活塞杆底部上方的空间连通，在活塞杆底部上方空间处，另一节流端口(8)位于所述活塞杆的壁中虹吸管的上侧下方，并且由于所述膨胀活塞的向上位移，所述另一节流端口(8)能够与所述液体排出孔(9)连通，而另一腔室(10)中活塞杆的底部下方的空间经由通道(11)与所述液体排出孔(9)连通。
2.如权利要求1所述的冷凝阱，其特征在于所述节流端口(4)在所述活塞杆(13)的切向方向上延伸。
3.如权利要求1或2所述的冷凝阱，其特征在于蒸汽排出孔(6)位于所述壳体(2)的上侧。
【文档编号】F16T1/14GK103998850SQ201280061331
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年10月11日 优先权日:2011年10月12日
【发明者】T.M.C.巴塞洛缪斯 申请人:Th 维特冷却机制造厂有限责任公司