一种提高氮气汽化器汽化率的氮气汽化系统及方法
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体涉及氮气汽化器。
背景技术
井式炉是用于金属热处理的设备。
目前井式炉内需要不断的输送氮气，氮气是通过液氮经过汽化器后产生的，汽化器工作中不断的释放热量，汽化器的出口端会有冷凝水的现象，如若长时间工作，严重的会造成出口端结有薄冰，影响汽化器的工作效果，影响汽化率。
而井式炉内的电机等工作部件需要输送冷却水，冷却水通常采用冷却塔产生。冷却塔需要用电能耗较高。
现有的汽化器与冷却塔是两套独立的工作，容易造成能源的浪费，目前不存有针对于汽化器与冷却水循环系统进行结合的装置。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种提高氮气汽化器汽化率的氮气汽化系统，以解决现有的汽化器出口端容易结有薄冰影响汽化效果的技术问题。
本发明还提供一种提高氮气汽化器的汽化率的方法，以解决现有的汽化器出口端容易结有薄冰影响汽化效果的技术问题。
本发明的技术方案是：一种提高氮气汽化器汽化率的氮气汽化系统，包括一氮气汽化系统，所述氮气汽化系统包括沿着导流方向顺序连接的液氮输送管路、汽化器以及氮气输送管路，其特征在于，还包括一冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括冷却水箱，所述汽化器浸没在所述冷却水箱内；
所述冷却水箱的出水口与井式炉的冷却水进口导通；
还包括一用于防止冷却水箱表面结冰的热水循环系统，所述热水循环系统包括一热水箱；
所述热水箱的出口通过循环水泵与所述冷却水箱的进口导通，所述热水箱的进口与所述冷却水箱通过一循环管道导通；
所述热水箱或者所述冷却水箱的进水口与所述井式炉内进行热交换后的冷却水出口对接导通；
所述热水箱以及所述冷却水箱内均安装有温度传感器。
本专利避免汽化器的出口端结有薄冰的问题，提高了汽化器的汽化率以及使用寿命。
本专利直接替换无需冷却塔，通过直接将汽化器直接浸没在冷却水箱内，通过液氮汽化吸热实现冷却水箱内水体的降温，实现井式炉的部件冷却水的供给，同时，通过热水箱的设置，避免了冷却水箱内温度过低的问题，同时，避免了传统出口端结有薄冰影响汽化器的工作效果的问题。
当冷却水箱内温度低于15摄氏度时，热水箱向冷却水箱内循环导入水体，避免冷却水箱内的温度过低，而导致的表面结冰的问题的发生。当冷却水箱内温度高于40摄氏度时，热水箱停止向冷却水箱内供水。
进一步优选的，所述冷却水箱的进水口与所述井式炉的冷却水出口之间依次途径所述热水箱以及循环水泵。
便于实现单个循环水泵，实现循环管道以及井式炉的冷却水出口的这两路水体的同步驱动。
进一步优选的，还包括一辅助汽化器，所述辅助汽化器与所述汽化器并联设置，所述辅助汽化器与所述汽化器的进口分别通过阀门连接所述液氮输送管路，所述辅助汽化器与所述汽化器的出口分别通过阀门连接所述氮气输送管路。
通过辅助汽化器的设置，避免了汽化器在吸热过程中冷却水箱的水面结冰问题的产生。当冷却水箱内的温度低于设定值(比如10℃)或者汽化器工作一定时间(比如4小时)后，汽化器气化能力下降，汽化器内不输送液氮，辅助汽化器工作，将液氮经辅助汽化器产生氮气。工作2小时左右后，切换回汽化器继续进行液氮汽化吸热。
进一步优选的，所述辅助汽化器安装在所述冷却水箱的上方。
便于控制占地面积的同时，还可以实现辅助汽化器出口将空气中的水分冷凝成的冷凝水直接滴落在冷却水箱内，实现水的收集。
进一步优选的，所述冷却水箱的侧壁上安装有用于支撑固定辅助汽化器的支架。
便于辅助汽化器的安装。
一种提高氮气汽化器的汽化率的方法，其特征在于，包括一氮气汽化系统，所述氮气汽化系统包括沿着导流方向顺序连接的液氮输送管路、汽化器以及氮气输送管路；
还包括一冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括冷却水箱，所述汽化器浸没在所述冷却水箱内；
所述冷却水箱的出水口与井式炉的冷却水进口导通；
还包括一用于防止冷却水箱表面结冰的热水循环系统，所述热水循环系统包括一热水箱；
所述热水箱的出口通过循环水泵与所述冷却水箱的进口导通，所述热水箱的进口与所述冷却水箱通过一循环管道导通；
所述热水箱的进水口与所述井式炉内进行热交换后的冷却水出口对接导通；
所述热水箱以及所述冷却水箱内均安装有温度传感器；
还包括一辅助汽化器，所述辅助汽化器与所述汽化器并联设置，所述辅助汽化器与所述汽化器的进口分别通过阀门连接所述液氮输送管路，所述辅助汽化器与所述汽化器的出口分别通过阀门连接所述氮气输送管路；
初始工作状态下，汽化器工作，冷却水箱降温，当冷却水箱温度低于15℃时，辅助汽化器工作，汽化器不工作，此时，循环水泵将热水箱内的水体循环导入冷却水箱，实现冷却水箱内温度的调整；
冷却水箱内的温度超过40°时，汽化器工作，辅助汽化器不工作，且循环水泵停止将热水箱内的水体循环导入冷却水箱。
汽化器工作时，所述汽化器的进口与所述液氮输送管路导通，所述汽化器的出口与所述氮气输送管路导通；
汽化器不工作时，所述汽化器的进口与所述液氮输送管路不导通，所述汽化器的出口与所述氮气输送管路不导通；
辅助汽化器工作时，所述辅助汽化器的进口与所述液氮输送管路导通，所述辅助汽化器的出口连接所述氮气输送管路导通；
辅助汽化器不工作时，所述辅助汽化器的进口与所述液氮输送管路不导通，所述辅助汽化器的出口连接所述氮气输送管路不导通。
进一步优选的，所述热水箱以及所述冷却水箱内的温度传感器连接一控制系统；
所有的阀门均是电磁阀，所述控制系统控制连接所述电磁阀以及所述循环泵，控制系统根据温度传感器检测到的情况，控制阀门的开闭，进而控制汽化器的工作情况以及辅助汽化器的工作情况；
所述控制系统还连接一计时器以及存储器，存储器记录汽化器的工作情况信息以及辅助汽化器的工作情况信息；
汽化器的工作情况信息包括每一次汽化器工作的起始时间、停止时间、单次工作时长以及总工作时长；
辅助汽化器的工作情况信息包括每一次汽化器工作的起始时间、停止时间、单次工作时长以及总工作时长。
附图说明
图1为本发明的具体实施例1的一种结构示意图；
图2为本发明的具体实施例1的另一种结构示意图；
图3为本发明具体实施例2的一种结构示意图。
图中：1为辅助汽化器，2为汽化器，3为井式炉，4为冷却水箱，5为循环水泵，6为热水箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
具体实施例1，参见图1以及图2，一种提高氮气汽化器汽化率的氮气汽化系统，包括一氮气汽化系统，氮气汽化系统包括沿着导流方向顺序连接的液氮输送管路、汽化器2以及氮气输送管路，还包括一冷却水循环系统，冷却水循环系统包括冷却水箱4，汽化器2浸没在冷却水箱4内；冷却水箱4的出水口与井式炉3的冷却水进口导通；还包括一用于防止冷却水箱4表面结冰的热水循环系统，热水循环系统包括一热水箱6；热水箱6的出口通过循环水泵5与冷却水箱4的进口导通，热水箱6的进口与冷却水箱4通过一循环管道导通；热水箱6或者冷却水箱4的进水口与井式炉3内进行热交换后的冷却水出口对接导通(分别参见图1以及图2的两者导流方式)；热水箱6以及冷却水箱4内均安装有温度传感器。本专利直接替换无需冷却塔，通过直接将汽化器2直接浸没在冷却水箱4内，通过液氮汽化吸热实现冷却水箱4内水体的降温，实现井式炉3的部件冷却水的供给，同时，通过热水箱6的设置，避免了冷却水箱4内温度过低的问题。当冷却水箱4内温度低于15摄氏度时，热水箱6向冷却水箱4内循环导入水体，避免冷却水箱4内的温度过低，而导致的表面结冰的问题的发生。当冷却水箱4内温度高于40摄氏度时，热水箱6停止向冷却水箱4内供水。
参见图1，冷却水箱4的进水口与井式炉3的冷却水出口之间依次途径热水箱6以及循环水泵5。便于实现单个循环水泵5，实现循环管道以及井式炉3的冷却水出口的这两路水体的同步驱动。
当然，也可以参见图2，冷却水箱4的进水口与井式炉3内进行热交换后的冷却水出口对接导通。
工作原理为：初始工作状态下，汽化器2工作，冷却水箱4降温，当冷却水箱4温度低于15℃时，循环水泵5将热水箱6内的水体循环导入冷却水箱4，实现冷却水箱4内温度的调整。当冷却水箱4内的温度超过40°时，循环水泵5停止将热水箱6内的水体循环导入冷却水箱4。
具体实施例2，参见图3，在具体实施例1的基础上，还包括一辅助汽化器1，辅助汽化器1与汽化器2并联设置，辅助汽化器1与汽化器2的进口分别通过阀门连接液氮输送管路，辅助汽化器1与汽化器2的出口分别通过阀门连接氮气输送管路。通过辅助汽化器1的设置，避免了汽化器2在吸热过程中冷却水箱4的水面结冰问题的产生。当冷却水箱4内的温度低于设定值(比如10℃)或者汽化器2工作一定时间(比如4小时)后，汽化器2气化能力下降，汽化器2内不输送液氮，辅助汽化器1工作，将液氮经辅助汽化器1产生氮气。工作2小时左右后，切换回汽化器2继续进行液氮汽化吸热。
辅助汽化器1安装在冷却水箱4的上方。便于控制占地面积的同时，还可以实现辅助汽化器1出口将空气中的水分冷凝成的冷凝水直接滴落在冷却水箱4内，实现水的收集。冷却水箱4的侧壁上安装有用于支撑固定辅助汽化器1的支架。便于辅助汽化器1的安装。
汽化器2与辅助汽化器1的工作的切换，通过阀门实现导流方向的控制，进而实现两者工作的切换。
工作原理为：初始工作状态下，汽化器2工作，冷却水箱4降温，当冷却水箱4温度低于15℃时，辅助汽化器1工作，汽化器2不工作，此时，循环水泵5将热水箱6内的水体循环导入冷却水箱4，实现冷却水箱4内温度的调整。当冷却水箱4内的温度超过40°时，汽化器2工作，辅助汽化器1不工作，且循环水泵5停止将热水箱6内的水体循环导入冷却水箱4。
一种提高氮气汽化器的汽化率的方法，包括一氮气汽化系统，氮气汽化系统包括沿着导流方向顺序连接的液氮输送管路、汽化器以及氮气输送管路，其特征在于，还包括一冷却水循环系统，冷却水循环系统包括冷却水箱，汽化器浸没在冷却水箱内；冷却水箱的出水口与井式炉的冷却水进口导通；
还包括一用于防止冷却水箱表面结冰的热水循环系统，热水循环系统包括一热水箱；
热水箱的出口通过循环水泵与冷却水箱的进口导通，热水箱的进口与冷却水箱通过一循环管道导通；热水箱的进水口与井式炉内进行热交换后的冷却水出口对接导通；热水箱以及冷却水箱内均安装有温度传感器；
还包括一辅助汽化器，辅助汽化器与汽化器并联设置，辅助汽化器与汽化器的进口分别通过阀门连接液氮输送管路，辅助汽化器与汽化器的出口分别通过阀门连接氮气输送管路；
初始工作状态下，汽化器工作，冷却水箱降温，当冷却水箱温度低于15℃时，辅助汽化器工作，汽化器不工作，此时，循环水泵将热水箱内的水体循环导入冷却水箱，实现冷却水箱内温度的调整；
冷却水箱内的温度超过40°时，汽化器工作，辅助汽化器不工作，且循环水泵停止将热水箱内的水体循环导入冷却水箱。
采用本装置的结构，气化率提高了40％，通常汽化器与辅助汽化器需要2小时切换工作一次，当汽化器浸没在冷却水箱内后6-8小时，才需要切换为辅助汽化器。针对于氮气用气量少的时候比如三台以下的井式炉的氮气供给，直接无需切换至辅助汽化器。
汽化器工作时，汽化器的进口的阀门开启，并与所述液氮输送管路导通，所述汽化器的出口的阀门开启，并与所述氮气输送管路导通。
汽化器不工作时，汽化器的进口的阀门闭合，汽化器的进口与所述液氮输送管路不导通，汽化器的出口的阀门闭合，汽化器的出口与所述氮气输送管路不导通。
辅助汽化器工作时，辅助汽化器的进口的阀门开启，辅助汽化器的进口与所述液氮输送管路导通，辅助汽化器的出口的阀门开启，所述辅助汽化器的出口连接所述氮气输送管路导通。
辅助汽化器不工作时，辅助汽化器的进口的阀门闭合，辅助汽化器的进口与所述液氮输送管路不导通，辅助汽化器的出口的阀门闭合，所述辅助汽化器的出口连接所述氮气输送管路不导通。
热水箱以及冷却水箱内的温度传感器连接一控制系统；所有的阀门均是电磁阀，控制系统控制连接电磁阀以及循环泵，控制系统根据温度传感器检测到的情况，控制阀门的开闭，进而控制汽化器的工作情况以及辅助汽化器的工作情况；控制系统还连接一计时器以及存储器，存储器记录汽化器的工作情况信息以及辅助汽化器的工作情况信息；汽化器的工作情况信息包括每一次汽化器工作的起始时间、停止时间、单次工作时长以及总工作时长；辅助汽化器的工作情况信息包括每一次汽化器工作的起始时间、停止时间、单次工作时长以及总工作时长。
以上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。
