專利名稱：混合式液態(tài)co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利的名稱是混合式液態(tài)CO2冷風(fēng)發(fā)生裝置，屬制冷與低溫技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在金屬切削加工技術(shù)中，目前使用低溫冷風(fēng)代替切削劑加工的技術(shù)活躍起來，這種技術(shù)采用-30℃左右的低溫冷風(fēng)去冷卻切削點(diǎn)，起到了很好的效果。在此技術(shù)中，一種方法是使用低沸點(diǎn)工質(zhì)作冷源來降低空氣溫度的，目前，主要是使用液氮。因?yàn)橐旱诔合聹囟葹?196℃，空氣與液氮是在間壁式熱交換中進(jìn)行換熱的，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且液氮的成本也較高，要制取-30℃的空氣，用-196℃的液氮在經(jīng)濟(jì)上是不合適的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補(bǔ)上述金屬切削加工用冷風(fēng)發(fā)生裝置技術(shù)上的不足而提供一種混合式液態(tài)CO2冷風(fēng)發(fā)生裝置，通常由液態(tài)CO2貯藏罐、旋風(fēng)除濕器、冷風(fēng)罐、除濕器進(jìn)氣噴嘴、冷風(fēng)罐進(jìn)氣噴嘴、流量調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥和相應(yīng)的液態(tài)CO2聯(lián)接管、氣體聯(lián)接管及容器外側(cè)的保溫層組成，其特征在于壓縮空氣降溫冷卻靠液體CO2經(jīng)節(jié)流后呈霧狀噴入氣流中形成混合氣體，霧狀液體CO2在混合氣體中不斷氣化吸收熱量。使用的旋風(fēng)除濕器由除濕器外殼和與之同心且置于外殼內(nèi)的混合氣干燥風(fēng)排氣筒組成，二者之間形成環(huán)形流道，室溫混合氣體從環(huán)形通道的除濕器進(jìn)氣噴嘴加速后切向流入，在通道的對(duì)面成180°位置上裝有液態(tài)CO2的霧化噴嘴，CO2液霧的噴出方向與混合氣流旋向相同，其溫度控制在0-2℃，分離出的水滴聚集在除濕器下部。冷風(fēng)罐進(jìn)氣噴嘴的特點(diǎn)是漸縮噴嘴的末端有一液態(tài)CO2引射口，經(jīng)節(jié)流減壓的液態(tài)CO2進(jìn)入引射口后立即被高速混合氣流霧化并可從該噴嘴的末端出口排走。
在液態(tài)CO2貯藏罐1中貯藏的CO2吸收了穿過保溫層2的熱量后部分氣化，CO2氣體從貯藏罐1的頂端CO2平衡管17和壓縮空氣站供應(yīng)的壓縮空氣在室溫混和氣體管11中混合后，流經(jīng)除濕器進(jìn)口噴嘴13加速，并切向高速流入旋風(fēng)除濕器14中，在旋風(fēng)除濕器14上，還有一支管道經(jīng)節(jié)流膨脹閥5和流量調(diào)節(jié)閥4與液態(tài)CO2供液管接通，低溫高壓的液態(tài)CO2經(jīng)這一支管道以霧狀方式高速噴入旋風(fēng)除濕器14的殼體間隙，CO2迅速氣化使混合氣流溫度降到2℃±0.5℃，混合氣流中的水蒸氣便凝結(jié)成液滴，隨氣流繞旋風(fēng)除濕器14中的干燥風(fēng)排氣管10高速旋轉(zhuǎn)，氣流中的水滴被分離出來并順旋風(fēng)除濕器14內(nèi)側(cè)流下，聚集在下部的水井19中。干燥風(fēng)從旋風(fēng)除濕器14中的干燥風(fēng)排氣筒10內(nèi)排出，被低溫混合氣管9引到冷風(fēng)罐進(jìn)氣噴嘴12，在冷風(fēng)罐進(jìn)氣噴嘴12的下部有一液態(tài)CO2霧化管16，液態(tài)CO2從液態(tài)CO2供液管3經(jīng)液量調(diào)節(jié)閥4、節(jié)流閥5后，高速地呈霧狀，與冷風(fēng)罐進(jìn)氣噴嘴12中的干燥空氣混合后并使溫度從2℃降到-30℃，進(jìn)入冷風(fēng)罐7中蓄存，外部有保溫層2防止冷量散失，在冷風(fēng)罐7的上方設(shè)有冷風(fēng)供氣管8和排水管6。


圖1是混合式液態(tài)CO2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是旋風(fēng)除濕器剖視圖。
圖3是液態(tài)CO2引射器結(jié)構(gòu)圖。
其中1—液態(tài)CO2貯藏罐；2—保溫層；3—液態(tài)CO2供液管；4—流量調(diào)節(jié)閥；5—節(jié)流膨脹閥；6—排水管；7—冷風(fēng)罐；8—冷風(fēng)供氣管；9—低溫混合氣管；10—旋風(fēng)除濕器干燥風(fēng)排氣筒；11—室溫混合氣體管；12—冷風(fēng)罐進(jìn)氣噴嘴；13—除濕器進(jìn)氣噴嘴；14—旋風(fēng)除濕器；15—漸縮噴嘴接口；16—液態(tài)CO2霧化管；17-CO2平衡管；18—CO2貯藏安全閥；19—排水井。
具體實(shí)施例方式圖1也表示一個(gè)每分鐘供2M3溫度為-30℃的混合式液態(tài)CO2冷風(fēng)發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)圖。圖中所示，在φ400高800mm的鋼質(zhì)液態(tài)CO2貯藏罐1的外部，包裹著50mm厚的聚胺脂泡沫保溫層2，可貯藏液態(tài)CO2150kg，安全閥18控制罐內(nèi)CO2狀態(tài)為溫度-20℃，壓力為2.0MPa，上部還有一根CO2平衡管17，將罐內(nèi)因熱量傳入而氣化的CO2排放到壓力為0.5MPa，溫度為30℃的壓縮空氣管內(nèi)，二股氣體混合后溫度會(huì)有所下降，混合氣體被管道11經(jīng)除濕器進(jìn)氣噴嘴13高速切向噴入旋風(fēng)除濕器14外筒與干燥風(fēng)排氣筒10之間的狹縫內(nèi)，在狹縫的另一側(cè)，液體CO2經(jīng)管路3、調(diào)節(jié)閥4、節(jié)流閥5后呈霧狀高速噴入，低溫CO2霧和室溫混合氣流進(jìn)一步混合，使氣流溫度降到2℃左右，過飽和的蒸氣便凝成水滴，被分離出來，沿旋風(fēng)除濕器14內(nèi)壁匯聚在其下部的排水井19中，2℃的混合氣體從排氣管排到低溫混合氣管9中，并經(jīng)冷風(fēng)罐進(jìn)氣噴嘴12加速。同時(shí)，從液態(tài)CO2管中引射一股CO2液體經(jīng)調(diào)節(jié)閥后，以霧狀在冷風(fēng)罐進(jìn)氣噴嘴12和低溫混合氣體再次混合，氣流溫度進(jìn)一步下降到-30℃，然后貯存在冷風(fēng)罐7內(nèi)。冷風(fēng)罐直徑為1000mm，高1500mm，可貯藏0.25MPa、-30℃的混合氣體3.7m3。
權(quán)利要求
1.一種混合式液態(tài)CO2冷風(fēng)發(fā)生裝置，通常由液態(tài)CO2貯藏罐、旋風(fēng)除濕器、冷風(fēng)罐、除濕器進(jìn)氣噴嘴、冷風(fēng)罐進(jìn)氣噴嘴、流量調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥和相應(yīng)的液態(tài)CO2聯(lián)接管、氣體聯(lián)接管及容器外側(cè)的保溫層組成，其特征在于壓縮空氣降溫冷卻靠液體CO2經(jīng)節(jié)流后呈霧狀，噴入氣流中形成混合氣，霧狀液體CO2在混合氣體中不斷氣化吸收熱量。
2.如權(quán)利要求1所述的混合式液態(tài)CO2冷風(fēng)發(fā)生裝置，其特征在于旋風(fēng)除濕器由除濕器外殼和與之同心且置于外殼內(nèi)的混合氣干燥風(fēng)排氣筒組成，二者之間形成環(huán)形流道，室溫混合氣體從環(huán)形通道的除濕器進(jìn)氣噴嘴加速后切向流入，并且，在通道的對(duì)面成180°位置上裝有液態(tài)CO2的霧化噴嘴，CO2液霧的噴出方向與混合氣流的旋向相同，分離出的水滴聚集在除濕器的下部。
3.如權(quán)利要求1所述的混合式液態(tài)CO2冷風(fēng)發(fā)生裝置，其特征在于冷風(fēng)罐進(jìn)氣噴嘴的末端前的液態(tài)CO2引射口，經(jīng)節(jié)流減壓的液態(tài)CO2進(jìn)入引射口后立即被高速混合氣流霧化，并可從該噴嘴末端出口排入冷風(fēng)罐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合式液態(tài)CO
文檔編號(hào)F24F9/00GK1370958SQ01133718
公開日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2001年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月19日
發(fā)明者童明偉, 張昌義 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)