CN111692523B - 一种用于sf6液体高速汽化的加热装置 - Google Patents

一种用于sf6液体高速汽化的加热装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及了SF6液体汽化领域,提供了一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，用于将SF6液体钢瓶中的气体汽化，包括：罐体、输送装置、管状件，以及聚集汽化结构，输送装置连通所述SF6液体钢瓶和所述进液口，以将所述SF6液体钢瓶中的SF6液体输送至所述罐体内；所述管状件装设在所述汽化腔内壁上，与所述进液口连通，且所述管状件朝向所述罐体的底部上开设有出液孔；聚集汽化结构连接在所述汽化腔的内壁上，所述聚集汽化结构包括第一加热部、两个第二加热部，两个所述第二加热部位于所述第一加热部两侧，两个所述第二加热部与所述第一加热部呈夹角设置，且所述第一加热部与所述罐体的内底壁呈距离设置。

Description

一种用于SF6液体高速汽化的加热装置
技术领域
本发明涉及SF6液体汽化领域，尤指一种用于SF6液体高速汽化的加热装置。
背景技术
目前在高压电器现场需要大量充注SF6液体时，装满SF6液体的钢瓶会很快结冰，从而钢瓶内部压力变低，因此现场只能采用2种办法处理，一种是将水烧开，然后浇在钢瓶底部予以升温，另一种是用电加热包在钢瓶底部，通过加热使钢瓶升温，这样速度又慢，操作又不方便，而且还有安全隐患。大规模充气需耗时8-10小时以上。
发明内容
本发明将解决现有SF6液体汽化慢的技术问题，提供提供一种用于SF6液体高速汽化的加热装置。
本发明提供的技术方案如下：
一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，用于将SF6液体钢瓶中的气体汽化，包括：
罐体，所述罐体具有一汽化腔，所述罐体的上端开设有进液口，所述罐体的侧壁开设有出气口；
输送装置，连通所述SF6液体钢瓶和所述进液口，以将所述SF6液体钢瓶中的SF6液体输送至所述罐体内；
管状件，所述管状件装设在所述汽化腔内壁上，与所述进液口连通，且所述管状件远离所述进液口的一侧上开设有出液孔；
聚集汽化结构，连接在所述汽化腔的内壁上，所述聚集汽化结构位于所述管状件的下方，所述聚集汽化结构包括第一加热部、两个第二加热部，两个所述第二加热部位于所述第一加热部两侧，两个所述第二加热部与所述第一加热部呈夹角设置，且所述第一加热部与所述汽化腔内的底部呈一定距离设置。
在本技术方案中，通过设置管状件以及聚集汽化结构，通过输送装置将SF6液体从钢瓶中输送至管状件内，输送至管状件的SF6液体从出液孔向不同的方向喷出，喷出的SF6液体流到聚集汽化结构上进行加热汽化，在本技术方案中，通过将聚集汽化结构设置成盆状的结构，这样在管状件喷出液体后，能够散落至第一加热部和第二加热部上进行汽化，相较于现有的汽化装置而言，液体进入罐体内是散开的，而不是聚集性的进入到罐体内，这样更有利于SF6液体汽化，当第一加热部上的液体聚集过多来不及汽化时，此时第一加热部上的液体就会没过第一加热部与两侧的第二加热部接触，两侧的第二加热部将第一加热部上积压的SF6液体就会很快汽化。
优选地，还包括：
第一隔板，所述第一隔板的一端连接在其中一所述第二加热部远离所述第一加热部的一端上，所述第一隔板的另一端连接在汽化腔的内壁上；
第二隔板，所述第二隔板连接在汽化腔的内壁上，且所述第二隔板的下端与另一所述第二加热部的侧壁呈一定距离设置，以形成气流通道；
其中所述第一隔板、第二隔板、聚集汽化结构、以及汽化腔的内壁围设形成汽化区，可使所述汽化区汽化后的SF6气体沿所述气流通道流动至汽化区以外的区域。
在本技术方案中，通过设置第一隔板和第二隔板，第一隔板、第二隔板、聚集汽化结构以及容纳腔内壁围设形成汽化区，以使管状件落下来液体只会落在汽化区内汽化，而且第一加热部、第二加热部散发出来的温度会使汽化区内的温度升高，这有利于SF6液体汽化，汽化后的气体从汽化通道流出汽化区外，这样在对SF6气体汽化时，汽化后的气体就不会折流，汽化区内与汽化区以外互不干扰，这就会使得SF6液体能够充分汽化，且能够加快汽化速度。
优选地，还包括一加热板，所述加热板连接在所述汽化腔内壁上，所述加热板位于所述第一加热部的正上方，且所述加热板水平方向上的长度大于第一加热部的长度。
在本技术方案中，通过设置一加热板，且加热板位于所述管状件和第一加热部之间，以使管状件落下来的液体不会直接落到第一加热部上，不会出现SF6液体聚集，而是先通过加热板进行初步加热汽化，汽化掉部分液体，未汽化的液体会沿着加热板的边缘落下，气体也会因聚集汽化结构上方气压较大的原因，气体也会向下流动，因为加热板水平方向上的长度大于第一加热部水平方向上的长度，这样落下来的向下的气液混合物会先落到两侧的第二加热部，进行汽化，最后未汽化的液体再通过第一加热部进行汽化，这样就会使进入罐体内的液体能够充分汽化。
优选地，所述加热板上端面上向上延伸出若干凸起，且所述凸起远离所述加热板的一端为波浪状结构。
在本技术方案中，通过将加热板靠近所述进液口的一侧上开设若干凸起，且凸起的形状呈波浪状结构，以增加所述加热板上方的表面积，在对SF6液体汽化时，液体滴落在加热板上表面后，较大的接触面积，能够使滴落下来的液体尽可能多的汽化，而加热板上未汽化的液体滴落在聚集汽化结构上进行汽化，以使汽化更加充分。
优选地，所述加热板上位于所述凸起处开设有若干流液孔。
在本技术方案中，通过在加热板上开设流液孔，以使加热板在加热时，过多的未汽化的液体部分可以直接通过流液孔滴落在第一加热部上，以使在加热板上未汽化的液体能够同时滴落在第一加热部和第二加热部上，使进入罐体内的液体快速汽化，缩短汽化时间。
优选地，所述流液孔的孔径为5-10mm。
优选地，所述出液孔的孔径为2-3毫米，且若干所述出液孔呈矩阵分布在所述管状件上靠近所述加热板的一侧圆弧面上。
在本技术方案中，通过将出液孔的孔径设置成2-3毫米，且出液孔呈矩阵分布，当孔径为2-3毫米，输送装置将液体输送至管状件时，从出液孔喷出来的液体呈雾状，能够加快液体汽化，缩短汽化时间。
优选地，两个所述第二加热部与所述第一加热部的夹角为145-150度。
在本技术方案中，通过将第二加热部与所述第一加热部的夹角设置在145-150度，以使液体流至第二加热部上时，不会过快的流至第一加热部上，以使液体尽可能多的在第二加热部上汽化，这样就不会导致第一加热部上累积过多的未汽化液体，通过夹角的设计以使进入罐体内的气体能够很快的汽化。
优选地，所述出气口连接有第一控制阀；
所述罐体上连接有压力传感器，用于检测所述汽化腔内的压力；
所述罐体上连接有与所述汽化腔相导通的安全阀。
与现有技术相比，本发明提供的一种用于SF6液体高速汽化的加热装置具有以下有益效果：
1、本发明通过设置管状件和聚集汽化结构，输送装置将SF6液体从钢瓶中输送至管状件内，并从出液孔喷出，喷出的SF6液体落到聚集汽化结构上进行加热汽化，两个第二加热部与第一加热部呈夹角设置，这样在管状件喷出液体后，能够散落至第一加热部和第二加热部上进行汽化，当第一加热部上的液体聚集过多来不及汽化时，此时第一加热部上的液体就会没过第一加热部与两侧的第二加热部接触，进行汽化从而可加快对SF6液体的汽化。
2、本发明通过设置加热板，通过加热板对管状件喷出的液体进行初步汽化，以汽化部分液体，剩余的液体落至聚集汽化结构，以使SF6液体能够快速汽化，不至于落下的液体有过多的积压。
3、本发明通过设置第一隔板和第二隔板，以使第一隔板、第二隔板、聚集汽化结构和汽化腔的内壁围设形成内部的汽化区，这样就避免汽化后的气体能够沿着气流通道流至汽化区以外，这样在汽化时，汽化区内和汽化区外互不干扰，汽化后的气体和正在汽化的液体之间不会相互干涉，气体也不会折流，能够更好的将SF6液体汽化。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种用于SF6液体高速汽化的加热装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
附图标号说明：罐体100、管状件110、聚集汽化结构120、第一加热部121、第二加热部122、加热板130、第一隔板140、第二隔板150、输送装置200、压力传感器300、安全阀400、第一控制阀500、第二控制阀600、第三控制阀700、钢瓶800、汽化区900、气流通道1000。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
根据本发明提供的一种实施例，如图1所示，一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，用于将SF6液体钢瓶800中的气体汽化，包括：罐体100、输送装置200、管状件110以及聚集汽化结构120，罐体100具有一汽化腔，罐体100的上端开设有进液口，罐体100的侧壁开设有出气口；输送装置200连通SF6液体钢瓶800和进液口，以将SF6液体钢瓶800中的SF6液体输送至罐体100内；在具体实施时，输送装置200为打液泵，打液泵的输入端和输出端分别通过管路连通在罐体100和钢瓶800上，且位于打液泵的输入端和钢瓶800之间导通连接有第二控制阀700，打液泵的输出端和罐体之间的管路上导通连接第一控制阀600，用于控制液体的流入或者流出；
管状件110装设在汽化腔内壁上，与进液口连通，且管状件110远离进液口的一侧开设有出液孔；在具体实施时，管状件110的两端为封闭的中空管道，
聚集汽化结构120连接在汽化腔的内壁上，聚集汽化结构120包括第一加热部121、两个第二加热部122，两个第二加热部122位于第一加热部121的两侧，两个第二加热部122与第一加热部121呈夹角设置，且第一加热部121与罐体100的内底壁呈距离设置，具体的距离可根据实际的装置大小进行设计。
具体的，出气口上连接有第一控制阀500，用于控制气体流出；罐体100上连接有压力传感器300，用于检测汽化腔内的压力；罐体100上连接有与汽化腔相导通的安全阀400，用于在罐体100内压力过大时，通过安全阀400进行泄压，以保护罐体100，防止压力过大产生危险，在本实施例中，不限定聚集汽化结构120的具体形状，即聚集汽化结构120中的第一加热部121和第二加热部122的具体相对位置关系，而且在本实施例中，第一加热部121和第二加热部122可以一体成型，也可以通过后期连接形成一个整体；
罐体100内的两个第二加热部122和一个第一加热部121为3个15KW的加热板130，三者可以一体成型形成聚集汽化结构120，也可以是分体的加热板130连接形成聚集汽化装置，第一加热部121平铺，两个第二加热部122与第一加热部121呈夹角设置，内置恒温探头确保第一加热部121、第二加热部122的温度不大于50摄氏度，上层滴落的液体，在这里得到充分的汽化，从而完全变成气体流出，侧面两个第二加热部122主要功能是辅助加热，用来防止超大量SF6液体长时间充气时，而第一加热部121来不及工作，此时液体就会积压在第一加热部121上，但是一旦液体碰到两侧的第二加热部122就会立刻汽化。
在本发明的另一实施例中，还包括：第一隔板140和第二隔板150，第一隔板140的一端连接在其中一第二加热部122远离第一加热部121的一端上，第一隔板140的另一端连接在汽化腔的内壁上；第二隔板150连接在汽化腔的内壁上，且第二隔板150的下端与另一第二加热部的侧壁呈一定距离设置，以使以形成气流通道1000；其中第一隔板140、第二隔板150、以及聚集汽化结构120围设形成汽化区900，以使汽化区900汽化后的SF6气体沿气流通道1000流动至汽化区900以外的区域，在具体实施时，第一隔板140、第二隔板150、聚集汽化结构120以及汽化腔的内壁围设形成汽化区900，SF6液体汽化后的气体仅在汽化区900内，汽化后的气体会沿着气流通道1000流动至汽化区900外，并进一步输送至外部随着汽化区900内不断产生汽化后的气体，汽化区900内的压力会大于汽化区900以外的压力，以使气体不断的流出汽化区900外，不会折返，同时，第一加热部121和第二加热部122散发出来的热量会使汽化区内的温度整体升高，这也利于SF6液体流下来后能够很快的被汽化，使SF6液体能够快速汽化。
在具体使用时，打液泵的输入端可以同时对外连通10个接口，10个接口与10个SF6气瓶连通充气。将气瓶躺倒后，在底部垫上木头或者砖块，让气瓶底部抬高约10度，然后通过打液泵高速将SF6气瓶液体打入罐体100内进行汽化。
在本发明的另一实施例中，还包括一加热板130，加热板130连接在汽化腔内壁上，加热板130位于第一加热部121的正上方，且加热板130水平方向上的长度大于第一加热部121的长度，在具体实施时，加热板130位于第一加热部121的正上方，位于管状件110的正下方，在本实施例中，管状件110的长度为0.45-0.6m，在具体实施时为管长为0.5m，管道横向放置，在本实施例中，不局限于孔径的大小以及孔距，只需要管状件110中的液体能够通过出液孔落至下方即可。
具体的，加热板130上端面上向上延伸出若干凸起，且凸起远离加热板130的一端为波浪状结构；加热板130上位于凸起处开设有若干流液孔；流液孔的孔径为5-10mm。
在本实施例中，加热板130为功率20KW，长度为0.6米，宽度为0.4米的304不锈钢材质，内置恒温探头，确保加热板130温度不大于50摄氏度，在板上开有多个流液孔，孔径为10毫米，孔距为8毫米，滴落的液体在这块板上加热后部分变成气体，形成气液混合物一起再往下层走，形成的气液混合物能够在汽化区内的温度以及聚集汽化结构120的作用下，能够快速汽化。
在本发明的另一实施例中，出液孔的孔径为2-3毫米，且若干出液孔呈矩阵分布在管状件110上靠近下文所述的加热板130的一侧圆弧面上，两个第二加热部122与第一加热部121的夹角为145-150度；
在具体实施时，管状件110的直径为40毫米的总管，长度为0.5米，横向放置，其上的出液孔孔径为2.5毫米，孔距为4毫米，液体收到压力后从小孔中成雾状喷淋而下，然后滴落到下层的多孔加热板130，由于出液孔的孔径为2.5毫米，以使在打液泵将SF6液体输送至罐体100内时，一定流速的液体经过出液孔后，呈雾状喷出，雾状的SF6液体能够在汽化区内的温度以及在加热板130和聚集汽化结构120的作用下，能够更快的汽化，以缩短汽化时间。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，用于将SF6液体钢瓶中的气体汽化，其特征在于，包括：
罐体，所述罐体具有一汽化腔，所述罐体的上端开设有进液口，所述罐体的侧壁开设有出气口；
输送装置，连通所述SF6液体钢瓶和所述进液口，以将所述SF6液体钢瓶中的SF6液体输送至所述罐体内；
管状件，所述管状件装设在所述汽化腔内壁上，与所述进液口连通，且所述管状件远离所述进液口的一侧上开设有出液孔；
聚集汽化结构，连接在所述汽化腔的内壁上，所述聚集汽化结构位于所述管状件的下方，所述聚集汽化结构包括第一加热部、两个第二加热部，两个所述第二加热部位于所述第一加热部两侧，两个所述第二加热部与所述第一加热部呈夹角设置，且所述第一加热部与所述汽化腔内的底部呈一定距离设置；
第一隔板，所述第一隔板的一端连接在其中一所述第二加热部远离所述第一加热部的一端上，所述第一隔板的另一端连接在汽化腔的内壁上；
第二隔板，所述第二隔板连接在汽化腔的内壁上，且所述第二隔板的下端与另一所述第二加热部的侧壁呈一定距离设置，以形成气流通道；
其中所述第一隔板、第二隔板、聚集汽化结构、以及汽化腔的内壁围设形成汽化区，可使所述汽化区汽化后的SF6气体沿所述气流通道流动至汽化区以外的区域。
2.根据权利要求1所述的一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，其特征在于：所述SF6液体高速汽化的加热装置还包括一加热板，所述加热板连接在所述汽化腔内壁上，所述加热板位于所述第一加热部的正上方，且所述加热板水平方向上的长度大于第一加热部的长度。
3.根据权利要求2所述的一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，其特征在于：
所述加热板上端面上向上延伸出若干凸起，且所述凸起远离所述加热板的一端为波浪状结构。
4.根据权利要求3所述的一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，其特征在于：所述加热板上位于所述凸起处开设有若干流液孔。
5.根据权利要求4所述的一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，其特征在于：所述流液孔的孔径为5-10mm。
6.根据权利要求2所述的一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，其特征在于：所述出液孔的孔径为2-3毫米，且若干所述出液孔呈矩阵分布在所述管状件上靠近所述加热板的一侧圆弧面上。
7.根据权利要求1所述的一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，其特征在于：两个所述第二加热部与所述第一加热部的夹角为145-150度。
8.根据权利要求1所述的一种用于SF6液体高速汽化的加热装置，其特征在于：
所述出气口连接有第一控制阀；
所述罐体上连接有压力传感器，用于检测所述汽化腔内的压力；
所述罐体上连接有与所述汽化腔相导通的安全阀。
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