[其他]空气膨胀涡轮连续制冷装置

说明书

本实用新型属于制冷装置中的膨張渦轮制冷装置。

本实用新型是一种用在工业生产流水线上能进行快速连续制冷、温度可以无级调节的冷冻设备。目前在工业生产中使用的制冷方法，一般是用喷液氮、固体二氧化碳（干冰）、或氟里昂等。采用这些方法其结果是设备复杂、成本高、效率低、同时还造成对环境的污染。使用本实用新型将克服以上的缺点。例如，在高压胶管的生产过程中，将未经硫化的胶管冷冻成型后，再在胶管的外表面进行编织金属网的工作。采用本实用新型可以进行连续操作，而且设备简单，耗能少成本低。

本实用新型与已有的同类技术相比较有很大的改进。例如美国专利US－3213640也是一种空气膨張渦轮制冷装置，它是由压气机、膨張渦轮、二个交替工作的换热器，冷冻室和电动机及减速齿轮箱等主要部件组成。它的工作介质是环境中的空气。在工作过程中，电动机通过减速器驱动压气机，压气机进口的空气是环境中的空气流经换热器之一，再经过冷冻室而进入压气机的。经压气机增压的空气进入渦轮机膨脹降温和降压而变成低温空气进入另一个备用换热器，将换热器中的大量物质冷却到予定的低温，此时再对二个换热器的工作状态进行交换，使原来的换热变成备用而进行降温，原来的备用换热器变成工作状态。使外界环境中进来的空气流经已被冷却了的换热器时降温，使其在进入冷冻室时对工件进行冷冻。它的结构复杂，尺寸很大，而且冷冻室的空气压力是低于外界大气压的，同时压气机的进口处，于节流状态，为了避免压气机喘振，其允许的工作转速范围将十分狭窄。因而温度不能无级调节。另外该装置必须有电动机和相应的减速器。

本实用新型所述的空气膨脹渦轮连续制冷装置，所使用的工作介质是一般工厂各车间通用的压缩空气。经过净化、干燥和过滤后再经过膨脹渦轮降温，直接进入冷冻室工作。

图1是本实用新型的系统图，图中：1.气源閥，2.硅胶干燥器，3.消音器，4.电气转换器，5.气动薄膜閥、6.空气过滤器，7.热交换器，8.气动薄膜开关，9.减压器，10.密封充气开关，11.空气轴承过滤器，12.冷冻胶管，13.冷冻室密封机构，14.胶管冷冻室，15.鉑电阻温度计（37WZB－210），16.冷气进口法兰盘，17.空气轴承，18.压气机，19.渦轮膨脹机，20.硅胶干燥器，21.放水閥，22.分离器，23.24、25、26、27、28、29、30为8个同类的閥门，31、32、33、34为四个同类的蝶閥、35冷气出口法兰盘。图中虚线所包括的部分可以装在一个1300×1300×1900毫米³的箱子内，其他部份装在流水生产线上。

图2是用在生产高压胶管时的冷冻室。用它将未经硫化的胶管先冷冻成型后，再在其表面上编织金属网。图中：1.被冷冻的胶管，2.压紧螺母，3.端盖法兰，4.吹气管，5.隔热层，6.压衬，7.密封杯，8.衬套，9.密封圈，10.温度感头接管，11.冷气管，12.密封圈，13.衬垫，14.冷冻室壳体，15.螺钉。

图3是图2的A－A剖视图。图中：16.滚子架，17.滚子。

本实用新型的工作原理如图1所示，从气源来的压缩空气经过气源閥（1），进入油水分离器（22），进行初步除油、除水、然后经过閥门（23）进入硅胶干燥器（2），干燥后经过閥门（29）进入空气过滤器（6）进行过滤。过滤后的空气一小部分经过空气轴承过滤器（11） 再进入渦轮膨脹机的空气轴承（17），维持转子的高速度旋转。经过空气过滤器（6）的绝大部分空气经过气动薄膜閥（5）、热交换器（7）进入渦轮膨脹机（19）作功，将气体的压力位能转变为机械能驱动压气机（18）工作。经过渦轮膨脹机（19）膨脹后的气体的压力温度都降低了，因而变成了一股低温冷空气，通过蝶閥（33），（34）进入冷冻室（14）以强迫对流的方式与被冷冻的物体进行换热，将被冷冻的物体冷却到予期的温度。工作后的冷气再经过蝶閥（31）、（32）流出冷冻室，进入热交换器（7）用以冷却渦轮膨脹机（19）的入口空气，以便使进入渦轮膨脹机的空气温度降低。

经过热交换器（7）的空气吸收了渦轮入口空气的热量后，温度再次提高，再进入压气机（18）进行增压，再经过閥门（28）进入硅胶干燥器。将已经吸湿了的硅胶烘干。最后经过閥门（16）、消音器（3）排入大气。

在工作过程中，两个硅胶干燥器（图1－2，20）可以    图1所示的閥门（23），（24），（25），（26），（27），（28），（29）的控制，使    其中一个在对空气进行干燥，另一个在利用工作完了的气体对硅胶进行烘干。这样反复交替工作，可以使设备的连续工作时间不受限制。