[发明专利]一种可移动式无电力驱动液体冷却装置及液体冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可移动式无电力驱动液体冷却装置及液体冷却方法，更具体地说，涉及一种适用于可挥发低温液体储存过程中的空气动力驱动冷却装置及空气动力驱动液体冷却方法。

背景技术

井下救生舱也叫“井下避难所”，其功能为：在井下发生透水、火灾、瓦斯煤尘爆炸、水害等灾变事故后，在逃生路径被阻和其他逃生不能实施的情况下，为无法及时撤退的人员提供一个安全的密闭空间。根据世界各国对矿井事故的调查，在火灾、爆炸等事故发生现场瞬间受到伤害死亡的矿工只占事故伤亡人数的一部分，有相当一部分矿工都是因为在矿井透水或火灾、爆炸后不能及时升井或逃离高温、有毒有害气体现场，导致溺水、窒息或中毒死亡的。因此，各国都在大力建设矿井避难硐室和研制矿用救生舱，以便为矿井发生事故后无法及时撤离的矿工提供一个安全的密闭空间，对外能够抵御爆炸冲击、高温烟气，隔绝有毒有害气体，对内能为被困矿工提供氧气、食物和水，去除有毒有害气体，赢得较长的生存时间。在军事医疗方面，很多场合需要把伤员置于密闭环境中如高压氧舱进行治疗，同样需要对舱内进行温度湿度等参数进行控制和调节，并且对医疗设备进行冷却。由于矿难发生情况下，井下已经不具备电力供应的能力，蓄电池的蓄电能力也有限；并且由于煤炭安全认证的限制，使得大电流的制冷空调设备应用几乎不可能。在战地救护方面，由于战场的不确定性和战况的变化，更加无法保证电力供应，从而使传统电力驱动制冷方法很难应用于战地救护设备。因此，大量的矿山救生舱以及战地救护装备都是用液体二氧化碳等进行制冷空调和设备冷却。

液体二氧化碳等液体工质应用于救生舱和战地救护设备的制冷空调，使这些装备摆脱了对于电力设施的依赖，增加了矿井救生舱的实用性，提高了战地救护装备的机动性。但是，尽管这种液体制冷设备解决了费电制冷的问题，由于环境温度的变化，效率降低。对于矿井企业，由于救生舱要常年装备在井下，但井下温度很多在三十多度，超过了二氧化碳的临界点，导致液体二氧化碳蒸发，压力上升；一旦达到安全阀值，安全阀便会打开，放掉部分二氧化碳，直接导致存贮的液体二氧化碳减少，系统制冷能力下降。对于战地救护装备，环境更加恶劣，既可能布置在沙漠边缘，也可能布置于南方高热地区，液体二氧化碳的损失就更多。

现有的矿井和战地二氧化碳液体储存技术，基本上没有解决液体蒸发损耗的问题，使得储存效率下降。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种可移动式无电力驱动液体冷却装置及液体冷却方法，以压缩空气为动力，实现对储存液体的冷却，提高液体工质的储存效率，降低蒸发损耗。

本发明的目的之一在于提供一种适用于挥发性液体冷却的可移动式无电力驱动液体冷却装置，包括冷却单元、低温液体储藏单元以及控制单元，所述冷却单元与低温液体储藏单元之间通过冷气管相连接。

本发明所述的冷却单元包括稳压装置、干燥过滤装置以及透平膨胀机，各装置间通过连接管依次连接。冷却单元组装在一个壳体内，壳体保温后构成冷箱，壳体下面装有移动装置，可以移动。冷却单元有进气、出气两根空气管接口和信号线接口。其中进气管接口接空气源，出气管接口接低温液体储罐液体冷却器冷空气入口接管。信号线接低温液体储罐液体温度传感器。

本发明所述稳压装置由稳压减压阀、高压表以及缓冲罐组成，稳压减压阀把高压气体减压并稳定到透平膨胀机的工作压力，送入缓冲罐；缓冲罐用来减少空气压力波动，保证透平膨胀机入口的空气压力合适，波动小，稳定在设计工况。本领域技术人员能够获知的其他能够实现将高压气体减压并稳定到特定压力的装置均可用于本发明，此处稳压减压阀、高压表以及缓冲罐结构为优选，并非限制。

本发明所述干燥过滤装置主要由空气过滤器和内置干燥剂组成。本发明优选的干燥过滤装置并非限制，其他能够实现对空气的净化干燥功能的装置皆可用于实施本发明。该装置对缓冲罐过来的空气进行净化和干燥预处理，防止进入透平膨胀机的空气夹带杂质和水汽，造成叶轮损毁。

本发明所述透平膨胀机安装在电磁阀后面，透平膨胀机膨胀叶轮的进气口通过连接管接电磁阀出口，膨胀叶轮的出口接冷却单元的出气管，并通过冷却单元与低温液体储罐的连接管接入液体冷却器。所述透平膨胀机主要有膨胀叶轮及蜗壳、轴、轴承、制动增压叶轮及蜗壳等组成。