[发明专利]一种煤矿井下专用低温液体换热装置

说明书

本发明提供了一种煤矿井下专用低温液体换热装置，属于煤矿防灭火技术领域，其特征在于，包括壳体，壳体包括主体冷却段以及与主体冷却段相连的混合段，主体冷却段的一端设置有阻化剂入口Ⅰ和两个冷却介质出口，主体冷却段另一端与混合段相连接，且主体冷却段该端设置有两个冷却介质入口，混合段的外端设置有阻化剂出口，主体冷却段侧壁上设置有至少一个与壳体内部相通的阻化剂入口Ⅱ；冷却管设置在主体冷却段内部，冷却管包括在壳体内螺旋布置的第一冷却管和第二冷却管，第一冷却管和第二冷却管的一端分别与两冷却介质入口相连通，第一冷却管和第二冷却管的另一端分别与两冷却介质出口相连通；尤其适用于煤矿井下低温液氮换热。

技术领域

本发明涉及煤矿防灭火技术领域，具体涉及一种应用于煤矿井下高效注液氮防灭火系统中的煤矿井下专用低温液体换热装置。

背景技术

随着科技的进步，煤矿防灭火技术也在不断的发展，目前，我国大部分煤矿普遍采用的高效注氮防灭火技术就是一种新型、高效地防灭火技术。高效注氮防灭火技术，是指通过雾化装置将低温阻化剂雾化成细微液滴，混合至氮气风流中送入防灭火区域进行火灾防治。换热器作为高效注氮系统的核心设备之一，要求具有换热效率高、体积小、换热均匀等特点。

现有技术中，专利号为200610044148.0的中国发明专利“逆流螺旋形换热器”及专利号为200710016301.3的中国发明专利“二次逆流筒式换热器”，二者应用领域均为采暖供热管路中的换热，但其单从换热的角度来说，也存在一些问题，“逆流螺旋形换热器”虽然采用逆流螺旋结构，换热效率高，但问题在于二者内部结构复杂，若用于低温液体换热，会造成其内部结构易变形，失去原有功能，且换热后的液体温度混合不均匀，系热管附近的液体温度与筒体内壁的温度存在差异；另外，专利号为201110057631.3的中国发明专利“一种双层螺纹扰流换热器”中，通过设置扰流管，增大了换热面积，但此种结构若用于低温液体的换热会造成扰流管的螺纹段堵塞，从而失去原有功能。

综上，现有技术的换热设备在对低温液体的换热使用时存在巨大的应用障碍，无法满足高效注氮换热器的要求，因此无法适用于煤矿井下低温液氮的换热。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种煤矿井下专用低温液体换热装置，通过一次扰流使得换热器内的常温阻化剂与冷却管内的低温液氮通过冷却管换热，再进入到混合段通过二次扰流使得换热后的低温阻化剂进一步混合均匀，能够确保高效注氮系统的正常运行，为矿井安全开采提供保障，尤其适用于煤矿井下防灭火工作。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种煤矿井下专用低温液体换热装置，其特征在于，包括壳体及设置在壳体内的冷却管，壳体包括主体冷却段以及与主体冷却段相连的混合段，主体冷却段的一端设置有阻化剂入口Ⅰ和两个冷却介质出口，主体冷却段另一端与混合段相连接，且主体冷却段该端设置有两个冷却介质入口，混合段的外端设置有阻化剂出口，主体冷却段侧壁上设置有至少一个与壳体内部相通的阻化剂入口Ⅱ；所述冷却管设置在主体冷却段内部，冷却管包括在壳体内螺旋布置的第一冷却管和第二冷却管，第一冷却管和第二冷却管的一端分别与两冷却介质入口相连通，第一冷却管和第二冷却管的另一端分别与两冷却介质出口相连通；所述混合段内壁上设置有螺旋分布的扰流片。

进一步的，所述第一冷却管和第二冷却管呈双螺旋结构布置，第一冷却管固定设置在主体冷却段内壁上，其螺旋半径与主体冷却段内径相同，第二冷却管固定设置在靠近主体冷却段的中轴位置处，其螺旋半径为主体冷却段内径的1/3-1/2。

进一步的，所述主体冷却段和混合段均呈圆筒状且壳体内部首尾贯通，混合段内径小于主体冷却段内径。

进一步的，所述扰流片通过焊接方式固定设置在混合段内壁上。

进一步的，所述扰流片与混合段内壁呈10°-30°夹角。

进一步的，所述壳体为一体成型结构。

进一步的，壳体表面覆盖有保温层。