CN105276853A - 多层复合吸附剂床 - Google Patents

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武卫东
王闯
张华�
苏林
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Abstract

本发明涉及一种多层复合吸附剂床，不锈钢管内部中央设有作为制冷剂轴向蒸汽通道的圆筒形金属网筛，圆筒形金属网筛沿轴向两端分别由两个金属圆环卡套式固定，紧贴圆筒形金属网筛内侧装有网筛固定骨架，紧贴圆筒形金属网筛外侧装有若干金属圆环，圆筒形金属网筛外侧与不锈钢管内壁间通过金属圆环固定连接若干翅片，相邻两个翅片间形成制冷剂径向蒸汽通道，径向蒸汽通道之间填充多层吸附剂，多层吸附剂中的不同吸附剂间用金属网筛隔开。本发明结构合理，多层吸附剂的叠加，能适应吸附剂床传热过程温度梯度的变化，利用翅片构成蒸汽通道，同时强化了传热和传质效率，提高了吸附制冷整体性能。

Description

多层复合吸附剂床
技术领域
本发明涉及吸附式制冷技术，具体涉及一种多层复合吸附剂床。
背景技术
吸附式制冷作为一种可有效利用低品位能量，且对环境无破坏性的新型有潜力的制冷技术，受到国内外越来越多的关注。固体吸附式制冷设备使用的制冷剂采用天然工质作为制冷剂，对环境更为友好。但是，在实际的运用过程中，吸附式制冷技术仍面临一些技术难题，其中吸附剂的性能和吸附床的结构对制冷性能的影响巨大。良好的吸附剂及其床层结构主要体现在吸附能力强和传热传质效果好。公开号为CN103007884A的专利中制备了一种复合烧结型沸石吸附剂，由沸石、碳纤维和添加剂烧制成型，具有较高的导热系数和机械强度，但因添加剂和碳纤维的加入降低了吸附剂质量的填充进而吸附性能有所降低，且吸附床传热过程中存在温度梯度，使得吸附剂难以充分解析。公开号为203454456U的专利中提到了一种应用分子筛13X/氯化钙作为吸附剂的板翅式吸附床，包括一导热平板，在导热平板上下表面分别设置翅片组，在两翅片组之间填充固化有吸附剂，翅片间距小于等于2.5毫米，并在吸附剂内部设置了蒸汽通道。该专利的优点是结构紧凑、传热均匀、传热能力强等，但是翅片组两边的吸附剂没有传质通道，降低了传质速率，其次，吸附剂间蒸汽通道过多，影响吸附剂质量的填充，降低了吸附性能，而过多的蒸汽通道也会影响传热性能。
发明内容
本发明为了解决吸附床中存在的温度梯度导致内层吸附剂解析不充分以及传热传质效率低等问题，而提供一种多层复合吸附剂床。
本发明的技术方案是：一种多层复合吸附剂床，由不锈钢管、多层吸附剂、翅片、金属网筛、圆筒形金属网筛、网筛固定骨架组成，所述不锈钢管内部中央设有作为制冷剂轴向蒸汽通道的圆筒形金属网筛，所述圆筒形金属网筛沿轴向两端分别由两个金属圆环卡套式固定，紧贴圆筒形金属网筛内侧装有网筛固定骨架，紧贴圆筒形金属网筛外侧装有若干金属圆环，所述圆筒形金属网筛外侧与锈钢管内壁之间通过金属圆环固定连接若干翅片，相邻两个翅片之间形成制冷剂径向蒸汽通道，径向蒸汽通道之间填充有多层吸附剂，多层吸附剂中的不同吸附剂之间用金属网筛隔开。
所述翅片一端固定连接在不锈钢管的内壁开有的凹槽内或直接焊接在不锈钢管内壁上，另一端由金属圆环通过焊接定位固定。
所述翅片上开有均布小孔，以方便制冷剂蒸汽进出吸附剂床层。
所述金属网筛通过金属半圆环定位固定，金属半圆环的两端焊接在翅片上。
所述多层吸附剂由高温吸附剂和低温吸附剂组成，所述高温吸附剂置于不锈钢管内壁与金属网筛之间，所述低温吸附剂置圆筒形金属网筛与金属网筛之间。
所述高温吸附剂为沸石分子筛，所述低温吸附剂为硅胶。
本发明的有益效果是：
本发明能解决吸附床中存在的温度梯度导致内层吸附剂解析不充分以及传热传质效率低等问题。本发明结构科学合理，多层吸附剂的叠加，能适应吸附剂床传热过程温度梯度的变化，利用翅片构成蒸汽通道，同时强化了传热和传质效率，提高了吸附制冷整体性能。具有传热均匀、传热传质能力强以及吸附性能好等优点。
附图说明
图1是本发明的多层复合吸附剂床的横断面图;
图2是图1中沿A-A的剖视图；
图3是图1中沿B-B的剖视图；
图4是吸附床轴向蒸汽通道骨架结构俯视图；
图5是图4的左视图；
图6是吸附床翅片及径向蒸汽通道一体化结构俯视图；
图7是图6的左视图；
图8是吸附床分层隔断结构图。
具体实施方式
下面就结合附图对本发明专利作进一步详细说明。
如图1至图8所示，一种多层复合吸附剂床，包括不锈钢管1、沸石分子筛2、金属半圆环3、金属网筛4、硅胶5、翅片6、制冷剂径向蒸汽通道7、金属圆环8、圆筒形金属网筛9、焊点10、网筛固定骨架11。
不锈钢管1内部中央设有作为制冷剂轴向蒸汽通道的圆筒形金属网筛9，圆筒形金属网筛9沿轴向两端分别由两个金属圆环8卡套式固定，紧贴圆筒形金属网筛9内侧装有网筛固定骨架11，紧贴圆筒形金属网筛9外侧装有若干金属圆环8，圆筒形金属网筛9外侧与锈钢管内壁之间通过金属圆环8固定连接若干翅片6，相邻两个翅片6之间形成制冷剂径向蒸汽通道7，径向蒸汽通道之间填充有多层吸附剂，多层吸附剂中的不同吸附剂之间用金属网筛4隔开。
该吸附剂床层结构分为两层，套装在不锈钢管1内部，由于热源温度在吸附床径向扩散，且由外向内温度递减，因此，外层选择解析温度较高的沸石分子筛2，内层选择解析温度较低的硅胶3。不同吸附剂之间用金属网筛4隔开，既能防止吸附剂混合，又提供了制冷剂的流通通道。为了提高吸附床的传热能力，在吸附床中沿径向设置翅片6，翅片6一端通过在不锈钢管1的内壁开有凹槽固定或焊接连接，另一端由金属圆环8通过焊接定位固定。吸附床内部设有轴向蒸汽通道和径向蒸汽通道便于制冷剂流通，且轴向蒸汽通道内部有网筛固定骨架11。
如图4，5所示，制冷剂轴向蒸汽通道由圆筒形金属网筛9构成，内侧装有网筛固定骨架11（类似拉伸的弹簧），紧贴圆筒形金属网筛9外侧装有若干金属圆环8，用于固定翅片6。
如图6，7所示，为了提高传质能力，翅片6表面开有均匀的圆孔，且翅片沿一定的宽度对折，这就形成了径向蒸汽通道，其中一端（不闭合）焊接在金属圆环8上，共设有4组这样的翅片及蒸汽通道一体结构。
如图8所示，在图4，5中的两组相邻翅片间***金属网筛4，将紧贴金属网筛的金属半圆环3的两端焊接到翅片6上，用于隔断多层吸附剂。
本发明还可以通过扩大不锈钢管管径，增加吸附剂的层数和填充量，合理利用梯级温度和空间，在提高整体吸附床的吸附量同时，使得***结构更加紧凑。
该吸附床的装配工艺，首先，在圆筒形金属网筛9外表面套上若干金属圆环8，将网筛骨架11***圆筒形金属网筛9内部以起支撑固定作用，其次，将对折好的4组翅片6的一端（不闭合）依次焊接到金属圆环8上，然后，放入开有凹槽的不锈钢管1内部，在相邻的两组翅片6间分别***金属网筛4，并将紧贴其外表面的金属半圆环3的两端焊接到翅片6上，最后分别在内外两层填充硅胶5和沸石分子筛2。

Claims (6)

1.一种多层复合吸附剂床，由不锈钢管(1)、多层吸附剂、翅片(6)、金属网筛(4)、圆筒形金属网筛(9)、网筛固定骨架(11)组成，其特征在于：所述不锈钢管(1)内部中央设有作为制冷剂轴向蒸汽通道(7)的圆筒形金属网筛(9)，所述圆筒形金属网筛(9)沿轴向两端分别由两个金属圆环(8)卡套式固定，紧贴圆筒形金属网筛(9)内侧装有网筛固定骨架(11)，紧贴圆筒形金属网筛(9)外侧装有若干金属圆环(8)，所述圆筒形金属网筛(9)外侧与锈钢管(1)内壁之间通过金属圆环(8)固定连接若干翅片(6)，相邻两个翅片(6)之间形成制冷剂径向蒸汽通道(7)，制冷剂径向蒸汽通道(7)之间填充有多层吸附剂，多层吸附剂中的不同吸附剂之间用金属网筛(4)隔开。
2.根据权利要求1所述的多层复合吸附剂床，其特征在于，所述翅片(6)一端固定连接在不锈钢管(1)的内壁开有的凹槽内或直接焊接在不锈钢管(1)内壁上，另一端由金属圆环(8)通过焊接定位固定。
3.根据权利要求1所述的多层复合吸附剂床，其特征在于：所述翅片(6)上开有均布小孔，以方便制冷剂蒸汽进出吸附剂床层。
4.根据权利要求1所述的多层复合吸附剂床，其特征在于：所述金属网筛(4)通过金属半圆环(3)定位固定，金属半圆环(3)的两端焊接在翅片(6)上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的多层复合吸附剂床，其特征在于：所述多层吸附剂由高温吸附剂和低温吸附剂组成，所述高温吸附剂置于不锈钢管(1)内壁与金属网筛(4)之间，所述低温吸附剂置圆筒形金属网筛(9)与金属网筛(4)之间。
6.根据权利要求5所述的多层复合吸附剂床，其特征在于：所述高温吸附剂为沸石分子筛(2)，所述低温吸附剂为硅胶(5)。
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