一种汽化器的防冻装置

技术领域

本申请涉及汽化器的领域，尤其是涉及一种汽化器的防冻装置。

背景技术

在热电厂中需要使用氮气对发电机组内部的气体进行置换，然而氮气在运输时，通常会被压缩成液态进行运输，因此在使用时，需要通过汽化器对液氮进行汽化。液氮在汽化时会吸收大量热量，使得汽化器四周的空气中的水分会凝固成冰固结在汽化器的管道上，进而使得汽化器对液氮的液化效果降低，液化效率下降。

发明内容

为了解决汽化器在对液氮进行汽化时空气中的水分冰结在汽化器上导致汽化器的汽化效率降低的问题，本申请提供一种汽化器的防冻装置。

本申请提供的一种汽化器的防冻装置采用如下的技术方案：

一种汽化器的防冻装置，包括水池和机架，所述机架上安装有热交换箱，所述热交换箱的侧壁上安装有进气管和出气管，所述进气管与热电厂内的蒸汽排放处连接，所述出气管用于对印染厂提供蒸汽，所述热交换箱顶壁上安装有进水管，所述进水管与水池连接，所述热交换箱上安装有第一水泵，所述第一水泵用于抽取热交换箱中的水，所述第一水泵的出水端上安装有出水管，所述出水管用于延伸至汽化器处对汽化器喷水，所述水池用于回收所述出水管喷出的水，所述水池设置有第二水泵，所述第二水泵与所述进水管连接。

通过采用上述技术方案，热电厂在日常运作时产生的高温高压蒸汽通过进气管送入到热交换箱内与进水管喷出至热交换箱中的水进行热交换，经过降温降压后的蒸汽通过出气管输送到印染厂中使用，经过高温蒸汽加热后的水被第一水泵抽取至出水管处对汽化器进行喷水加热化冰，使得汽化器在对液氮汽化时汽化器上不易结冰；

相对于直接对汽化器冲水化冰，经过蒸汽加热后的水化冰效果更好，且相比较与常规的直接将高温蒸汽送入到大空间内进行降温降压，通过水对蒸汽进行降温降压，且吸收热量后的水用于对汽化器进行化冰，高温蒸汽中被释放的部分热量被重复利用与对汽化器进行化冰，热量的利用率较高，同时通过温度更高的水对高温蒸汽进行降温降压速度较快。

可选的，所述进气管与所述热交换箱连接的一端延伸至所述出气管的进气端内，所述进气管与所述出气管之间有间隙，所述热交换箱内设置有安装管，所述安装管与所述进水管连接，所述安装管与所述进气管平行，所述安装管上沿其长度方向间隔开设有若干出水口，所述出气管上设置有湿度计，所述出气管上设置有用于调节所述进气管和所述出气管之间的间隙总面积的调节机构。

通过采用上述技术方案，由于热电厂输出的蒸汽压力较高，经过冷却和大直径的出气管降压后任然有可能会超出印染厂所需要的蒸汽压力上限，此时通过调节机构调节进气管与出气管之间的间隙面积来对出气管内部进行泄压，且泻出的高温蒸汽会对热交换箱内的水进行进一步的加热，进一步提高了喷到汽化器上的水的温度。

可选的，所述调节机构包括安装在所述出气管内的固定环，所述进气管的一端同轴穿设在所述固定环内，所述固定环的一端面上绕所述固定环的轴线周向间隔开设有若干气孔，所述固定环上还同轴转动安装有挡环，所述挡环用于调节所述气孔的开通面积，所述出气管上还设置有用于驱动所述挡环转动的驱动机构。

通过采用上述技术方案，固定环用于对进气管进行固定，转动挡环后可对固定环上的气孔的开通面积进行调节，且由于通过挡环的转动进行调节，出气管内部的高压蒸汽的压力不易对挡环的调节功能产生干扰。

可选的，所述机架的一侧设置有安装架，所述安装架用于对所述出气管进行支撑，所述驱动机构包括螺纹安装在所述安装架上的两根定位杆，所述定位杆的一端密封滑移穿过所述出气管位于所述出气管内，所述定位杆位于所述出气管的一端的端面呈圆锥状，所述挡环侧壁上开设有与所述定位杆的圆锥端相嵌设配合的呈圆锥状的定位孔，所述定位孔沿所述挡环的径向开设，转动所述定位杆可将所述定位杆的圆锥端配合嵌设在相对应的所述定位孔中，当一根所述定位杆的圆锥端配合嵌设在相对应的所述定位孔中时，所述挡环将所有所述气孔封闭，另一根所述定位杆的圆锥端仅尖端的侧壁与所述定位孔的孔口处的侧壁相抵紧。

通过采用上述技术方案，反向同步转动两根定位杆，即可通过定位杆的圆锥端与圆锥状的定位孔之间的配合带动挡环转动，又由于定位杆螺纹安装在出气管上，两根定位杆可对挡环进行固定，又由于定位杆的圆锥面与定位孔的侧壁之间的配合为线性的，挡环对气孔的遮挡百分比可调节至任意大小，调节范围较大，调节较为方便。

可选的，所述安装架上转动安装有一根调节轴，所述调节轴的两端的所述安装架上均转动安装有一根连接轴，所述连接轴的一端与所述调节轴通过锥齿轮连接，所述连接轴的另一端与所述定位杆之间通过锥齿轮连接，所述调节轴的两端分别通过两根所述连接轴与两根所述定位杆传动连接，所述定位杆与所述锥齿轮之间周向固定且轴向滑移。

通过采用上述技术方案，转动手轮带动连接轴转动，连接轴通过锥齿轮带动两根定位杆同步转动，由于两根定位杆上的螺纹旋向相反，两根定位杆反向同步转动，进而通过两根反向同步转动的定位杆带动挡环转动，且转动时仅需通过转动连接轴即可带动两根定位杆转动，转动时较为方便。

可选的，所述出气管侧壁上安装有一根检测管，所述安装架上设置有安装箱，所述安装箱内设置有隔板，所述隔板将所述安装箱内部分隔成压力室以及调节室，所述检测管远离所述出气管的一端与所述安装箱连接且与所述压力室连通，所述调节室内滑移安装有调节杆，所述调节杆的一端密封滑移穿过所述隔板位于所述压力室内，所述调节室内设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与所述调节室内壁及所述调节杆远离所述隔板的一端连接，所述弹簧的伸缩方向与所述调节杆的滑移方向平行，所述弹簧用于对所述调节杆进行支撑，所述安装箱上转动安装有一个与所述定位杆上的锥齿轮相啮合的锥齿轮，所述调节室内转动安装有调节齿轮，所述调节杆上沿其长度方向设置有卡齿，所述卡齿与所述调节齿轮啮合，所述调节齿轮与所述安装箱上的锥齿轮同轴连接。

通过采用上述技术方案，由于压力室通过检测管与出气管内部连通，使得压力室内部的气压与出气管内部的气压相同，当出气管内部的蒸汽压力过大时，会同步带动压力室内的气压增大，进而推动调节杆朝向背离压力室的方向滑移，滑移的调节杆带动调节齿轮转动，调节齿轮通过两个锥齿轮之间的配合带动定位杆转动，两根定位杆通过调节轴、连接轴及锥齿轮之间的配合进行同步反向转动带动挡环转动调节固定环上的气孔的打开程度，出气管内的高压蒸汽会从固定环上的气孔排出至热交换箱中进行降压，当压力降低至安全线以下后，弹簧推动调节杆转动，反向重复上述过程将固定环上的气孔封闭，通过上述设计，使得出气管不易因为其内的蒸汽压力过高而导致出气管爆炸。

可选的，所述出气管中设置有温度计，所述热交换箱中转动安装有两块挡板，所述挡板位于所述进气管正上方，所述安装管位于所述挡板正上方，两块所述挡板可转动至相互拼合对所述进气管上方进行遮挡，所述挡板上贯穿开设有若干排水口，所述排水口在所述热交换箱底壁上的投影位于所述进气管位于所述热交换箱底壁上的投影范围外，所述热交换箱上设置有用于驱动所述挡板转动的驱动件。

通过采用上述技术方案，转动两块挡板对进气管上方进行遮挡，进而通过两块挡板的开合程度即可调节水排放到进气管上的量，进而调节进气管内的蒸汽的降温程度。

可选的，所述驱动件包括两个转动安装在所述热交换箱侧壁上的驱动齿轮，两个所述驱动齿轮相互啮合且分别与两块挡板同轴连接，所述热交换箱侧壁上还滑移安装有滑块，所述滑块上设置有若干与所述驱动齿轮相配合的卡齿，所述卡齿与任一所述驱动齿轮啮合，所述热交换箱上转动安装有丝杆，所述丝杆的轴线与所述滑块的滑移方向平行，所述丝杆穿过所述滑块且与所述滑块螺纹配合。

通过采用上述技术方案，转动丝杆带动滑块滑移，滑块通过卡齿带动与之啮合的驱动齿轮转动，转动的驱动齿轮带动另一个驱动齿轮转动，进而通过两个驱动齿轮带动两块挡板转动，两块挡板的转动较为方便。

可选的，所述机架呈笼状将所述热交换箱包围，所述机架位于汽化器的一侧。

通过采用上述技术方案，由于机架处的空气较热会导致机架处的热空气上升，在机架处形成负压，机架周围的空气会在大气压力的作用下朝向机架处流动，又由于机架位于汽化器的一侧，使得汽化器处下沉的冷空气会朝向机架处流动，进而促进了汽化器处的空气的流动速度，增强了汽化器的汽化效果，且流速较高的气流也会使得汽化器上更加不易结冰。

可选的，所述出水管延伸至汽化器上方，位于汽化器上方的出水管的下侧安装有若干喷头，所述喷头朝向汽化器喷水。

通过采用上述技术方案，从上向下对汽化器进行喷水，水流对汽化器的覆盖较为全面，进一步提高了水流的防结冰效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.热电厂在日常运作时产生的高温高压蒸汽通过进气管送入到热交换箱内与进水管喷出至热交换箱中的水进行热交换，经过降温降压后的蒸汽通过出气管输送到印染厂中使用，经过高温蒸汽加热后的水被第一水泵抽取至出水管处对汽化器进行喷水加热化冰，使得汽化器在对液氮汽化时汽化器上不易结冰，相对于直接对汽化器冲水化冰，经过蒸汽加热后的水化冰效果更好，且相比较与常规的直接将高温蒸汽送入到大空间内进行降温降压，通过水对蒸汽进行降温降压，且吸收热量后的水用于对汽化器进行化冰，高温蒸汽中被释放的部分热量被重复利用与对汽化器进行化冰，热量的利用率较高，同时通过水对高温蒸汽进行降温降压速度较快；

2.由于压力室通过检测管与出气管内部连通，使得压力室内部的气压与出气管内部的气压相同，当出气管内部的蒸汽压力过大时，会同步带动压力室内的气压增大，进而推动调节杆朝向背离压力室的方向滑移，滑移的调节杆带动调节齿轮转动，调节齿轮通过两个锥齿轮之间的配合带动定位杆转动，两根定位杆通过调节轴、连接轴及锥齿轮之间的配合进行同步反向转动带动挡环转动调节固定环上的气孔的打开程度，出气管内的高压蒸汽会从固定环上的气孔排出至热交换箱中进行降压，当压力降低至安全线以下后，弹簧推动调节杆转动，反向重复上述过程将固定环上的气孔封闭，通过上述设计，使得出气管不易因为其内的蒸汽压力过高而导致出气管爆炸；

3.机架设置在汽化器的一侧且由于机架处的空气温度较高，汽化器处由于在对液氮进行汽化使得汽化器处的空气温度较低，两者之间的冷热空气会出现对流，加强了汽化器处的空气流动，进而加强了汽化器的汽化效果，且被热交换箱加热后的空气流动至汽化器处对汽化器吹热风，进一步提高了对于进气管内的蒸汽热量的利用率，且进一步减小了汽化器的结冰概率。

附图说明

图1是本申请的进气管方向的立体结构示意图。

图2是本申请的立体结构示意图，图中将热交换箱剖切，图中省略汽化器及水池。

图3是本申请的立体结构示意图，图中将安装架及出气管剖切，图中省略汽化器及水池，图中固定环的气孔被遮挡未示出，图中挡环上的气孔仅画出六个以作示意。

图4是图3中A部的放大示意图。

图5是本申请的安装箱处的立体结构示意图，图中将安装箱剖切。

附图标记：1、水池；2、机架；21、进水管；22、出水管；221、喷头；3、热交换箱；31、第一水泵；32、第二水泵；33、安装管；331、出水口；34、挡板；341、排水口；4、进气管；5、出气管；53、温度计；6、调节机构；61、固定环；611、气孔；62、挡环；621、定位孔；7、定位杆；8、安装架；81、调节轴；82、连接轴；83、锥齿轮；9、驱动件；91、驱动齿轮；92、滑块；921、卡齿；93、丝杆；10、安装箱；101、隔板；102、调节杆；103、调节齿轮；104、导轨；105、弹簧；106、安装轴；107、压力室；108、调节室；109、检测管。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种汽化器的防冻装置，参照图1，包括固定安装在汽化器一侧的机架2，机架2呈笼状，在机架2中心处固定安装有一个呈长方体状的热交换箱3，在热交换箱3的相对两侧壁上分别固定安装有一根进气管4和一根出气管5，进气管4与热电厂的蒸汽排放口连接，出气管5连接至印染厂的蒸汽供应口对印染厂供应蒸汽。由于高温蒸汽的原因，使得机架处的空气温度较高，热空气上升后形成的负压会带动汽化器处的空气加速流动，对汽化器进行初步的防结冰。

参照图1和图2，在汽化器下侧的地面上开设有一个水池1，汽化器位于水池1的正上方。在机架2上固定安装有一根进水管21和一根出水管22，进水管21的一端与热交换箱3的顶壁固定连接且伸入到热交换箱3内部。进水管21位于热交换箱3内部的一端上固定安装有一根呈水平的安装管33，安装管33与进水管21连通，安装管33的长度方向沿蒸汽管的长度方向设置，安装管33沿其长度方向的相对两侧的侧壁上均沿其长度方向间隔开设有若干出水口331。

参照图1和图2，出气管5的直径大于进气管4的直径，进气管4的一端同轴穿入到出气管5中，水池1内固定安装有第二水泵32，第二水泵32的出水端与进水管21固定连接，通过第二水泵32将水池1内的水抽取输入到进水管21中，然后沿进水管21运输至安装管33中从出水口331喷出对进气管4进行喷水冷却，进气管4中的高温蒸汽经过水冷降温降压后从出气管5处输送至印染厂中使用。

参照图1，热交换箱3的底壁上固定安装有第一水泵31，第一水泵31与热交换箱3内腔连通，第一水泵31的出水口331与出水管22固定连接，出水管22的一端延伸至汽化器的正上方且固定安装在用于遮挡汽化器的顶棚上，出水管22位于汽化器上方的一端呈矩形且固定安装有若干朝向汽化器喷射的喷头221，第一水泵31将热交换箱3中的热水运输至出水管22位于汽化器上方的一端中，然后从喷头221中喷出对汽化器进行冲淋，通过热水的流动使得汽化器表面不易结冰。

参照图3和图4，在出气管5上设置有调节机构6，调节机构6包括一个同轴固定安装在出气管5内的固定环61以及同轴转动安装在固定环61背离进气管4一侧上的挡环62，固定环61的一端面上沿其轴线周向间隔贯穿开设有若干气孔611，挡环62的一端面上也沿其轴线周向间隔贯穿开设有若干气孔611，挡环62可转动至其上的若干气孔611与固定环61上的若干气孔611一一同轴对应，挡环62可转动至将固定环61上的若干气孔611均封闭。进气管4的一端同轴密封固定安装在固定环61上。

参照图3和图4，在机架2的一侧的地面上固定安装有一个安装架8，安装架8用于对出气管5进行固定支撑，且在安装架8上设置有用于驱动挡环62转动的驱动机构。

参照图3和图4，驱动机构包括两根同轴螺纹安装在安装架8上的定位杆7，两根定位杆7分别位于出气管5的两侧，且两根定位杆的轴线均沿出气管5的径向设置。两根定位杆7的相对一端的端面均呈圆锥形，且两根定位杆7的圆锥端均密封滑移穿过出气管5的侧壁位于出气管5内部。

参照图3和图4，挡环62的侧壁上开设有两个与定位杆7的圆锥端面相嵌设配合的定位孔621。挡环62的两个定位孔621均沿挡环62的径向开设，且挡环62的两个定位孔621的两根轴线之间的夹角小于180度，转动第一根定位杆7可将定位杆7的圆锥端滑移伸入到定位孔621中且配合嵌设在第一个定位孔621中，此时挡环62将固定环61的所有气孔611均封闭，此时转动第二根定位杆7，第二根定位杆7拧紧后其圆锥端的尖端侧壁与挡环62的第二个定位孔621的孔口侧壁抵紧。

参照图3和图4，参照图3和图4，同理，反向转动第一根定位杆7，正向转动第二根定位杆7，使得第二根定位杆7的圆锥端配合嵌设在第二个定位孔621中，第一根定位杆7的圆锥端的尖端与第一个定位孔621的孔口侧壁抵紧后，挡环62的若干气孔611与固定环61的若干气孔611一一同轴对应连通，此时出气管5内的蒸汽排放量达到峰值。

参照图3和图4，安装架8上转动安装有一根呈水平的调节轴81，调节轴81的轴线与出气管5的轴线垂直，调节轴81的两端处的安装架8上均转动安装有一根呈竖直的连接轴82，调节轴81的两端均通过锥齿轮83分别与两根连接轴82的上端传动连接，两根连接轴82的下端均通过锥齿轮83分别与两根定位杆7的相背一端传动连接，且定位杆7上的锥齿轮83转动安装在出气管5侧壁上，定位杆7与其上的锥齿轮83周向固定且轴向滑移。

参照图3和图5，在安装架8上固定安装有一个安装箱10，安装箱10内固定安装有一块呈竖直的隔板101，隔板101将安装箱10内部分隔成相互独立的压力室107以及调节室108。在出气管5侧壁上固定安装有一根检测管109，检测管109的一端与出气管5内部连通，检测管109的另一端与安装箱10的侧壁固定连接且与压力室107内部连通。

参照图4和图5，在调节室108内固定安装有一个导轨104，导轨104上滑移安装有一根矩形调节杆102，调节杆102的一端密封滑移穿过隔板101位于压力室107内，调节杆102远离隔板101的一端处设置有一根弹簧105，弹簧105的一端与调节室108的内壁固定连接，弹簧105的另一端与调节杆102固定连接，弹簧105的压缩方向与调节杆102的滑移方向相同。

参照图4和图5，安装箱10顶壁上转动安装有一个与定位杆7上的锥齿轮83相啮合的锥齿轮83，锥齿轮83通过安装轴106转动安装在安装箱10上，安装轴106的一端伸入到调节室108内，且安装轴106位于调节室108内的一端上同轴固定安装有调节齿轮103，调节杆102沿其长度方向间隔设置有若干卡齿921，卡齿921与调节齿轮103啮合。调节杆102滑移可带动调节齿轮103转动，继而通过安装轴106及锥齿轮83带动定位杆7转动，定位杆7转动时，通过调节轴81及连接轴82带动另一根定位杆7反向同步转动带动挡环62转动。

参照图4和图5，由于压力室107内部与出气管5通过检测管109连通，压力室107内的气压与出气管5内的气压相同，当出气管5内的蒸汽压力过高时，气压克服弹簧105的弹力推动调节杆102朝向背离压力室107方向滑移，滑移的调节杆102通过上述过程带动挡环62转动将固定环61上的气孔611打开进行泄压，在出气管5内的压力下降的过程中，弹簧105逐渐推动调节杆102反向滑移带动挡环62反向转动将固定环61上的气孔611逐渐闭合，通过上述过程对出气管5内的气压进行平衡，使得出气管5不易因为蒸汽压力过高出现爆炸。且排放到热交换箱3内的高温蒸汽会对热交换箱3内的水进行进一步的加热，进一步提高对于汽化器的化冰及防结冰的效果。

参照图2和图4，出气管5上还固定安装有温度计53以测量出气管5内的蒸汽温度，在热交换箱3内转动安装有两块挡板34，两块挡板34的转动轴线均与进气管4的轴线平行，且两块挡板34位于进气管4正上方。两块挡板34可转动至相互拼合对进气管4正上方进行遮挡，且两块挡板34上均贯穿开设有若干排水口341，排水口341的竖直投影位于进气管4的竖直投影的范围外，当挡板34将进气管4上方遮挡后，安装管33中排出的水被挡板34阻拦后从出水口331中排出，使得水与进气管4无接触。

参照图2和图4，根据温度计53的指示，通过转动挡板34调节挡板34的打开程度，进而调节水与进气管4的接触量以控制进气管4中的蒸汽的降温程度。热交换箱3上还设置有驱动件9，驱动件9包括两个转动安装在热交换箱3侧壁上且相互啮合的驱动齿轮91，两个驱动齿轮91分别与两块挡板34同轴固定连接，在热交换箱3侧壁上还滑移安装有滑块92，滑块92上设置有若干卡齿921，卡齿921与其中一个齿轮啮合，热交换箱3侧壁上转动安装有一根丝杆93，丝杆93穿过滑块92且与滑块92螺纹配合，丝杆93的一端延伸至机架2范围外且同轴固定安装有手轮，通过转动丝杆93带动滑块92滑移，进而带动两个齿轮相向或者相背转动以带动两块挡板34相向或者相背转动。

本申请实施例一种汽化器的防冻装置的实施原理为：热电厂产生的高温蒸汽在进气管4的运输下从热交换箱3中经过，第二水泵32将水池1内的水输送至安装管33处从安装管33的出水口331喷出至进气管4上，水与进气管4内的高温蒸汽发生热交换，水被加热后通过第一水泵31抽取至出水管22处对汽化器进行喷淋，降温降压后的蒸汽被出气管5输送至印染厂中使用。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。