一种用于冷却地震前兆观测温泉井气的冷凝装置的制作方法

1.本发明属于地震监测技术领域，具体涉及一种用于冷却地震前兆观测温泉井气的冷凝装置。


背景技术：

2.地震灾害会给人类带来巨大的灾难和不可估量的经济损失，地震预防预报监测至关重要。监测地下水中气体的动态变化是地下流体地震前兆监测的重要手段之一，特别是对温泉井溢出气动态变化的监测。由于温泉井溢出气温度比较高，有的能达到90℃，因此不能直接进入仪器进行测量，需要先对溢出气进行冷却预处理之后才能测量。
3.地震监测点大多处于无市电的偏远地方，像带空气压缩机这种大功率的制冷设备并不适用于温泉井气的冷却。目前，对温泉井溢出气(简称温泉井气)冷却还采用传统的实验室玻璃冷凝管冷却的方式。由于玻璃材质易碎、制冷效果不理想；加之，玻璃对待测气体有吸附性，从而影响了测量结果的准确性。
4.因此，本领域亟需开发一种适用于地震前兆观测温泉井气冷却用的冷凝装置。


技术实现要素：

5.基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种用于冷却地震前兆观测温泉井气的冷凝装置。
6.为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种用于冷却地震前兆观测温泉井气的冷凝装置，包括冷凝主机和喷淋水循环系统；
8.所述冷凝主机包括外壳和安装于外壳之内的冷凝管、柔性制冷片和散热器，冷凝管包括竖向延伸的螺旋段和气液分离段，螺旋段顶部具有进气口，螺旋段底部的出气口与气液分离段连通，气液分离段的顶部和底部分别具有排气孔和排液孔，排气孔位于出气口的上方，排液孔位于出气口的下方；
9.所述柔性制冷片设于冷凝管与散热器之间，柔性制冷片的冷面与冷凝管贴合，柔性制冷片的热面与散热器贴合；
10.所述冷凝主机还包括位于外壳之内的喷淋头，用于对冷凝管进行喷淋降温；
11.所述喷淋水循环系统用于对喷淋头喷出的水循环至喷淋头。
12.作为优选方案，所述冷凝管采用石墨烯材质，其内壁涂覆聚四氟乙烯膜层。
13.作为优选方案，所述冷凝管的内壁设有朝其内腔倾斜延伸的散热条。
14.作为优选方案，所述散热条倾斜向上延伸，倾斜角度为30～60
°
。
15.作为优选方案，所述喷淋头对冷凝管的螺旋段的漩涡内侧进行喷淋降温。
16.作为优选方案，所述冷凝管的螺旋段的内径沿竖向线性降低。
17.作为优选方案，所述外壳的一侧安装有散热风扇，与其相对的另一侧具有散热通
风口。
18.作为优选方案，所述外壳的底部具有出水口；
19.所述喷淋水循环系统包括水箱、过滤器、水泵和回水管，水箱通过进水管与外壳的出水口连通，进水管上安装过滤器，水箱通过回水管与喷淋头连通，回水管上安装水泵。
20.作为优选方案，所述外壳安装有太阳能板，太阳能板与水泵、散热风扇电连接。
21.作为优选方案，所述柔性制冷片有两片，分别安装于冷凝管的螺旋段的中上部和中下部；冷凝管与散热器之间的间隙采用保温棉填充。
22.本发明与现有技术相比，有益效果是：
23.(1)本发明的冷凝管设计的螺旋段，增加了冷却气路，加大了喷淋水与冷凝管的摩擦阻力，从而大大提高了冷却效果；
24.(2)本发明采用耐腐蚀、低吸附的聚四氟乙烯薄膜作为冷凝管的内膜，减少冷凝管管路对气体的吸附，提升测量精度。
25.(3)本发明采用的制冷片为柔性制冷片，柔性设计更贴合冷凝管；分别在冷凝管的中上端和中下端安装两条柔性制冷片，使冷凝管受冷更均匀，相同冷却效果的前提，所需功率更低。
26.(4)本发明采用喷淋水冷却和制冷片制冷双重冷凝的方式提高了冷凝效果，同时利用冷凝管液化下来的水对冷凝管进行喷淋，有效地将水资源回收再利用，节约水资源。
27.(5)本发明采用太阳能供电，解决了无市电偏远地区温泉井气动态变化监测的难题。
附图说明
28.图1是本发明实施例的冷凝装置的结构示意图；
29.图2是本发明实施例的冷凝装置的内部结构剖面图；
30.图3是本发明实施例的冷凝管的内部结构剖面图。
具体实施方式
31.为了更清楚地说明本发明实施例，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。
32.如图1和2所示，本发明实施例的用于冷却地震前兆观测温泉井气的冷凝装置，包括冷凝主机和喷淋水循环系统两大部分。
33.具体地，冷凝主机包括外壳1和安装在外壳之内的冷凝管、柔性制冷片3、散热器4，外壳1的下方设有四根防滑支撑脚0，使得冷凝主机悬空安装，便于安装喷淋水循环系统。
34.冷凝管包括竖向延伸的螺旋段2
‑
1和气液分离段2
‑
2，螺旋段顶部具有进气口21，螺旋段底部的出气口22与气液分离段连通，气液分离段的顶部和底部分别具有排气孔23和排液孔24，排气孔23位于出气口的上方且延伸至外壳的顶壁之外，排液孔24位于出气口的下方且延伸至外壳的底壁之外。其中，螺旋段2
‑
1呈螺旋漩涡状紧密盘附在外壳内腔的中间，且螺旋段2
‑
1的内径沿竖向线性降低，增加喷淋水与冷凝管的接触面积；螺旋段2
‑
1的外
侧壁紧贴柔性制冷片3的冷面，柔性制冷片3的热面紧贴散热器4；柔性制冷片3有两片，分别环绕紧贴安装在螺旋段2
‑
1的中上部和中下部，且柔性制冷片通过高温导热硅脂与冷凝管紧贴；冷凝管与散热器之间的其他间隙填充有保温棉，对冷凝管进行保温。另外，与散热器4与柔性制冷片3的贴合区域具有凸台，进一步增加保温棉的填充厚度。
35.温泉井气通过进气口21进入到冷凝管内，气体沿着冷凝管内部的气路，自上而下螺旋向下，最后通过排气孔23排出进入到气体检测仪中。
36.其中，冷凝管采用比金属更高的导热系数的石墨烯制成，石墨烯具有比金属更高的导热系数，对温泉井气冷却效果更好。冷凝管内部涂覆一层500nm～10μm耐腐蚀、低吸附的聚四氟乙烯薄膜，避免冷凝管管路对待测气样的吸附影响，使测量结果更准确。另外，冷凝管内部设有向上倾斜30～60
°
的多层散热条20，如图3所示，进一步增加温泉井气与冷凝管之间的接触面，提高冷却效果。
37.外壳1内安装为喷淋头5，喷淋头5位于冷凝管的螺旋段的顶部正中心位置，喷淋头5将循环水喷洒在冷凝管漩涡内侧壁，对冷凝管进行喷淋降温。其中，外壳1的右侧设有若干2～5mm宽度的散热通风口1a，外壳1的左侧也设有若干2～5mm宽度的散热通风口1b，分别作为风入口和出口；相应地，外壳1右侧内壁安装有散热风扇6，风向正对散热器4，将散热器4的热量吹至外壳之外。
38.外壳1的前侧安装有显示面板7，用于显示冷凝装置当前制冷温度。
39.外壳1的底部具有出水口，出水口与排液孔24集成，用于排出温泉井气冷凝水、冷凝管外壁液化水以及喷淋循环水。
40.喷淋水循环系统包括水箱8、过滤器9、水泵10、回水管11，水箱8位于冷凝主机的外壳的下方，水箱8通过进水管12与外壳的出水口连接，进水管12上安装过滤器9，水箱8通过回水管11与喷淋头5连接，回水管11上安装水泵10，构成水循环回路。
41.上述散热器采用铝基散热翅片。
42.另外，外壳上还可以安装有太阳能板，太阳能板与水泵、显示面板、散热风扇等需要供电的部件电连接，实现原地供电，解决了无市电偏远地区温泉井气动态变化监测的难题。
43.以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。