一种减少液态二氧化碳储罐残液率的增压装置的制作方法

本发明涉及容器封存，特别是指一种减少液态二氧化碳储罐残液率的增压装置。

背景技术：

1、随着科技的发展，社会的不断进步，对液态二氧化碳的应用也越来越多。液态二氧化碳指的是高压低温下将二氧化碳气体液化为液体形态。液态的二氧化碳是一种制冷剂，可以用来保藏食品，也可用于人工降雨。它还是一种工业原料，可用于制纯碱、尿素和汽水。

2、液态二氧化碳凭借其稳定的理化性能，广泛应用于工业焊接、食品加工、消防灭火、油气开采、碳捕集利用等诸多领域，是工业生产中不可或缺的重要低温流体介质。工业场景中普遍采用低温绝热储罐实现液态二氧化碳的密闭储存与稳压供给，常规储存工况下，储罐内部需维持1.7mpa～2.5mpa的稳压环境，以保障二氧化碳稳定维持液态形态，避免频繁汽化损耗。

3、现有技术中，行业主流改进方式多为优化储罐绝热结构、更换隔热材料、增设外置辅助增压泵，可以减少液态二氧化碳储罐残液，但是这样的设计，储罐液位较低时，仍可能出现局部压力低于液态二氧化碳饱和蒸气压的情况，引发汽蚀，损坏泵体叶轮等核心部件，导致设备整体运行不够稳定，存在安全隐患。

技术实现思路

1、为了解决以上技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

2、一种减少液态二氧化碳储罐残液率的增压装置，包括：

3、储液罐，以及固定安装在储液罐顶部的进液管，所述储液罐的底部固定安装有出液管，所述出液管的外侧安装有排液泵，是液态二氧化碳对外输出通道，所述储液罐顶部的边侧处安装有防回流组件，所述储液罐内腔的顶部安装有浮动封堵组件；

4、气化增压机构，所述气化增压机构包括保温箱、引流控制器和连接管，所述保温箱固定安装在储液罐外圆面的边侧处，所述连接管固定安装在保温箱内部的中间处，所述引流控制器固定安装在连接管与出液管的外侧之间，所述连接管的表面固定连接有导热板，所述导热板安装在保温箱的内部，所述保温箱的内部且靠近导热板的位置安装有加热组件，所述加热组件可自主加热，减少受到外界温度的影响，所述保温箱表面的边侧处固定安装有增压缓冲器，所述增压缓冲器的表面固定安装有弯折管，通过外置保温箱内部s形的连接管可增大接触面积，并配合大面积导热板，可延长低温液体换热行程，引流控制器少量引出的液态二氧化碳充分、快速气化为高压气体，摒弃传统储罐依靠自然温差气化增压的方式，且通过增压缓冲器对气化后的二氧化碳进行增压，在弯折管的输送下，高压气体持续补充至储液罐顶部气相区域，稳定提升储液罐内整体压力，对储液罐内残余液体形成持续下压作用，可将排液末期难以抽出的罐底滞留残液充分压送排出，有效解决了传统储罐末期压力不足、残液积存严重的问题，降低储罐残液率；

5、其中，所述加热组件包括第一加热棒和第二加热棒，所述第一加热棒固定安装在导热板的表面且靠近连接管的位置，所述第二加热棒固定安装在导热板的表面且靠近第一加热棒的位置，所述第一加热棒的顶端贯穿保温箱内腔的顶部并延伸至其外部，所述第一加热棒的顶端安装有上加热器，所述第二加热棒的底端贯穿保温箱内腔的底部并延伸至其外部，所述第二加热棒的底端安装有下加热器。

6、利用相互交错布设的第一加热棒和第二加热棒，并分别配套独立控制的上加热器与下加热器，可实现全方位快速加热，也可进行上下分区独立加热、单独功率调节，相较于单一加热结构，本结构可根据外界环境温度、介质温度、排液工况灵活切换单组或双组加热模式，有效规避冬季低温气化不足、夏季温度波动导致的增压不稳定问题，且更加节能，削弱外界环境温度对气化增压效果的干扰，保证全季节、全工况下气化速率均匀、罐内压力稳定，为持续平稳排液提供可靠动力。

7、优选的，所述防回流组件用于对气化增压后的二氧化碳输送至储液罐内，并及时封端防回流；

8、其中，所述防回流组件包括连接筒，所述连接筒固定安装在储液罐顶部的边侧处，所述连接筒的顶端与弯折管远离增压缓冲器的一端可拆卸固定安装，所述连接筒内部的中间处固定连接有圆筒形内芯，所述连接筒的内侧且靠近底部位置固定连接有支撑弹性条，所述支撑弹性条的中间处固定连接有锥形堵头，所述锥形堵头外侧的锥形面处固定安装有导向滑条，所述导向滑条与圆筒形内芯的内壁滑动安装。

9、在储液罐的顶部增压进气端设置锥形单向防回流组件，依靠支撑弹性条与锥形堵头之间的配合，实现单向导通、反向密封的功能，增压进气时，高压气体可顶推锥形堵头在导向滑条的滑动导向下，可使得锥形堵头与圆筒形内芯的底端分离，顺畅进气，且支撑弹性条受到压缩进行弹性变形，停止增压或罐内压力高于管路压力时，锥形堵头在支撑弹性条的弹力作用下，自动复位锥形堵头与圆筒形内芯进行锥面贴合密封，快速切断气路，有效防止储液罐内部高压二氧化碳气体回流至增压机构内，避免罐内气压泄漏、压力跌落，保证排液过程罐内压力持续充足，从结构上保障增压排液的连续性与稳定性。

10、优选的，所述连接筒为锥形，所述连接筒将弯折管与储液罐之间连通，形成输送通道，所述圆筒形内芯的轴线与连接筒的轴线重合。

11、优选的，所述支撑弹性条为弧形，所述锥形堵头外侧的圆锥面与连接筒底部的内侧面贴合，所述导向滑条为两个，且两个所述的导向滑条沿着锥形堵头轴线对称安装。

12、优选的，所述储液罐竖直安装，所述进液管与储液罐之间连通，所述出液管与储液罐之间连通。

13、优选的，所述连接管的底端贯穿保温箱内腔的底部并延伸至其外部，所述连接管的顶端贯穿保温箱内腔的顶部并延伸至其外部，所述连接管位于保温箱内部的位置为s形曲线状。

14、将连接管在保温箱内部设置为s形曲线结构，相较于现有技术的直管结构，可增加低温液态二氧化碳的换热接触长度和换热时间，单位时间内连接管内部的二氧化碳吸热增加，并配合全覆盖式导热板均匀导热，介质受热更加充分，气化转化效率显著提升，且在保证充足增压气量的前提下，可减少介质引流消耗量与加热能耗，节能高效，增压响应速度更快。

15、将连接管在保温箱内部设置为s形曲线结构，相较于现有技术的直管结构，可增加低温液态二氧化碳的换热接触长度和换热时间，单位时间内连接管内部的二氧化碳吸热增加，并配合全覆盖式导热板均匀导热，介质受热更加充分，气化转化效率显著提升，且在保证充足增压气量的前提下，可减少介质引流消耗量与加热能耗，节能高效，增压响应速度更快。

16、优选的，所述第一加热棒和第二加热棒均竖直安装，所述第一加热棒和第二加热棒之间交错排列，所述上加热器单独控制第一加热棒，所述下加热器单独控制第二加热棒。

17、优选的，所述浮动封堵组件包括三爪支架，所述三爪支架的顶端通过螺钉固定安装在储液罐内腔的顶部，所述三爪支架内腔的底部固定连接有支撑导柱，所述支撑导柱的外圆面滑动安装有圆筒形滑套，所述圆筒形滑套的表面固定连接有锥形漂浮块，所述锥形漂浮块外侧的圆锥面处固定连接有密封圈。

18、在储液罐内腔顶部的进液口位置设置液位自适应浮浮动封堵组件，锥形漂浮块可随储液罐内液位高度自动升降，储液罐高液位充装下，锥形漂浮块受浮力上移并通过锥形面贴合进液管顶端的进液口，并配合密封圈受到挤压实现可靠密封，杜绝储液罐内高压气体从进液管端口外泄，当液位降低时，锥形漂浮块受自重下滑自动解封进液口，不影响后续补液及储液罐正常通气，兼顾密封与工况适配性。

19、优选的，所述支撑导柱竖直安装，所述支撑导柱安装在进液管顶端出液口的正下方，所述支撑导柱从圆筒形滑套的中心处穿过。

20、优选的，所述锥形漂浮块从上往下内径逐渐增大，所述密封圈均匀分布在锥形漂浮块外侧的圆锥面处。

21、本发明相较于现有技术，通过增设独立可控气化增压机构、防回流单向结构以及罐内浮动封堵结构，协同解决了现有液态二氧化碳储罐排液末期罐压不足、液体残留量大、增压不稳定、压力易流失、环境适应性差等技术缺陷。

22、本发明将气化增压、加热换热、稳压引流等核心功能部件集成布置于储液罐外侧保温箱体内部，结构布局紧凑，占用空间小，整体性强，可直接适配常规液态二氧化碳储罐改造安装。各功能模块独立且配合精准，机械动作可靠，无复杂传动结构，长期运行故障率低，同时拆装、检修、维护便捷，适配工业长期连续排液作业场景，实用性与通用性强。

23、本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

24、一、通过外置保温箱内部s形的连接管可增大接触面积，并配合大面积导热板，可延长低温液体换热行程，引流控制器少量引出的液态二氧化碳充分、快速气化为高压气体，摒弃传统储罐依靠自然温差气化增压的方式，且通过增压缓冲器对气化后的二氧化碳进行增压，在弯折管的输送下，高压气体持续补充至储液罐顶部气相区域，稳定提升储液罐内整体压力，对储液罐内残余液体形成持续下压作用，可将排液末期难以抽出的罐底滞留残液充分压送排出，有效解决了传统储罐末期压力不足、残液积存严重的问题，降低储罐残液率。

25、二、利用相互交错布设的第一加热棒和第二加热棒，并分别配套独立控制的上加热器与下加热器，可实现全方位快速加热，也可进行上下分区独立加热、单独功率调节，相较于单一加热结构，本结构可根据外界环境温度、介质温度、排液工况灵活切换单组或双组加热模式，有效规避冬季低温气化不足、夏季温度波动导致的增压不稳定问题，且更加节能，削弱外界环境温度对气化增压效果的干扰，保证全季节、全工况下气化速率均匀、罐内压力稳定，为持续平稳排液提供可靠动力。

26、三、将连接管在保温箱内部设置为s形曲线结构，相较于现有技术的直管结构，可增加低温液态二氧化碳的换热接触长度和换热时间，单位时间内连接管内部的二氧化碳吸热增加，并配合全覆盖式导热板均匀导热，介质受热更加充分，气化转化效率显著提升，且在保证充足增压气量的前提下，可减少介质引流消耗量与加热能耗，节能高效，增压响应速度更快。

27、四、在储液罐的顶部增压进气端设置锥形单向防回流组件，依靠支撑弹性条与锥形堵头之间的配合，实现单向导通、反向密封的功能，增压进气时，高压气体可顶推锥形堵头在导向滑条的滑动导向下，可使得锥形堵头与圆筒形内芯的底端分离，顺畅进气，且支撑弹性条受到压缩进行弹性变形，停止增压或罐内压力高于管路压力时，锥形堵头在支撑弹性条的弹力作用下，自动复位锥形堵头与圆筒形内芯进行锥面贴合密封，快速切断气路，有效防止储液罐内部高压二氧化碳气体回流至增压机构内，避免罐内气压泄漏、压力跌落，保证排液过程罐内压力持续充足，从结构上保障增压排液的连续性与稳定性。

28、五、在储液罐内腔顶部的进液口位置设置液位自适应浮浮动封堵组件，锥形漂浮块可随储液罐内液位高度自动升降，储液罐高液位充装下，锥形漂浮块受浮力上移并通过锥形面贴合进液管顶端的进液口，并配合密封圈受到挤压实现可靠密封，杜绝储液罐内高压气体从进液管端口外泄，当液位降低时，锥形漂浮块受自重下滑自动解封进液口，不影响后续补液及储液罐正常通气，兼顾密封与工况适配性。