[發明專利]高溫環境防滅火氮氣冷卻裝置

有效

• 申請號: 200910012822.0
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN101988771A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 梁樹金
• 申請（專利權）人: 阜新金昊空壓機有限公司
• 主分類號: F25B5/00
• 分類號: F25B5/00;F25B41/06;F25B49/02;F25B41/04
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技術領域

本發明屬于制冷設備，主要應用于工業高溫氮氣的冷卻，它是采用多級蒸發逐級降溫方式的制冷裝置。

背景技術

以前，煤礦防滅火的常規方法是使用制氮裝置制成的常溫氮氣完成的。這種方法的缺陷是：在高溫環境，特別是在高溫礦井下煤層發生自燃時，通入的氮氣首次將自燃的煤層熄滅后，由于氮氣溫度較高，使得已經熄滅的煤層因時間的延長溫度再度升高，造成煤層再次自燃。這就是以前氮氣常規方法防滅火不徹底的缺陷所在。

為了解決上述問題，目前、在高溫礦井下，通常采用液態氮防滅火。這種方法是將液態氮釋放出低溫氮氣送至防滅火區域，實現防滅火目的。但這種方法工藝設施復雜、費用較高，極不利于工業推廣。故此，不適宜高溫工礦的使用。

發明內容：

本發明的目的正是克服上述缺陷，采用多級蒸發逐級降溫的方式，將制氮機制出的高溫氮氣分級降溫、降到所需的低溫氮氣，直接送至防滅火區域，實現徹底防滅火之目的。這即解決了高溫礦井或工業廠區使用常溫氮氣防滅火不徹底的問題，又解決了使用液態氮來防滅火工藝設施復雜、高成本的弊端。是一種適用高溫環境利用氮氣防滅火的新方法。

氮氣冷卻裝置的技術方案是：在常規制冷裝置中設計了(1、2，……N)個多級蒸發器和不同蒸發溫度的膨脹閥，構成了新型的蒸發系統，將該蒸發系統所構成的制冷裝置應用于氮氣防滅火領域。

第一、氮氣制冷裝置的結構特征是：由電機經聯軸器驅動壓縮機，使氮氣制冷裝置開始工作，壓縮制冷劑氣體形成的高溫高壓氣體，送到冷凝器冷凝，產生的熱量通過由冷卻電機驅動的冷卻風機冷卻散出。冷凝后的制冷劑被送到儲液罐、經過濾器分離，送至蒸發系統。

第二、蒸發降溫系統的總體特征：

1、蒸發系統的結構特征是：蒸發系統由第一級、第二級至第N級膨脹閥和噴液膨脹閥、第一級、第二級至第N級蒸發器構成。其中第一級、第二級或第N級膨脹閥的出口分別聯接第一級、第二級或第N級蒸發器制冷劑端的入口；第一級、第二級或第N級膨脹閥的感溫包安裝于第一級、第二級或第N級蒸發器制冷劑循環出口處；制冷劑蒸發后分別經單向閥、壓力調節閥平衡匯集、送至過濾器后進入壓縮機壓縮，完成制冷循環；噴液膨脹閥的出口聯接制冷壓縮機的吸氣端，噴液膨脹閥的感溫包安裝于壓力調解閥的出口處。第一級、第二級或第N級膨脹閥的開啟度分別由第一級、第二級或第N級膨脹閥感溫包的感溫來控制，實現逐級降溫的蒸發效果。

2、蒸發系統的氮氣降溫特征是：由制冷裝置制出的一定壓力的氮氣從第一級蒸發器的冷卻循環的入口進入后被進行第一階段冷卻，然后經冷卻的氮氣從蒸發器冷卻循環的出口經聯接管進入第二級蒸發器冷卻循環的入口被進行第二階段的冷即，以此類推，實現第N次逐級冷卻；降溫后的低溫氮氣從第N級蒸發器的冷卻循環出口排出，用于防滅火使用。

3、噴液膨脹閥的功能特征是：本發明設計聯接于制冷壓縮機吸氣端的噴液膨脹閥是為了使制冷壓縮在額定溫度下正常運行，用它膨脹少量制冷劑給壓縮機降溫，確保壓縮機可靠運行。噴液膨脹閥通過噴液膨脹閥感溫包來控制開啟度。

4、吸氣平衡結構特征是：本發明設計的在壓縮機吸氣過程中，制冷劑從第一級、第二級及第N級蒸發后，由于各級蒸發溫度的不同，使蒸發器出口的壓力不同，增加單向閥、壓力調節閥，使不同溫度蒸發制冷劑氣體的壓力平衡、送到吸氣過濾器回到制冷壓縮機。

5、特別說明：本實例為N級蒸發器的氮氣冷卻裝置，N表示為多級可以是3、4、5……M，這取決于氮氣冷卻的溫度要求，如氮氣輸入的溫度越高、氮氣輸出的溫度越低，則需要的蒸發器級數越多。

本發明的顯著效果是：解決工礦企業使用高溫氮氣防滅火效果差的缺陷。采用多級蒸發、逐級降溫和噴液冷卻的制冷方法，低成本的制造深度低溫氮氣，是填補煤礦氮氣深度制冷的空白產品。

附圖說明：高溫環境防滅火氮氣冷卻裝置(標號說明)

1-第一級膨脹閥；2-第二級膨脹閥；

3-第N級膨脹閥；?4-第N級膨脹閥感溫包；

5-第N級蒸發器；?6-氮氣連接管；

7-第二級蒸發器；8-第二級膨脹閥感溫包；

9-第一級蒸發器；10-第一級膨脹閥感溫包；

11-氮氣連接管；?12-高溫氮氣入口；

13-單向閥???????14-壓力調節閥；

15-吸氣過濾器；?16-壓力調節閥；

17-噴液膨脹閥感溫包；18-壓縮機；

19-電動機；??????????20-聯軸器；

21-冷凝器；??????????22-風機；