專利名稱：節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種制氮系統(tǒng)，尤其涉及一種中空纖維膜制氮系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的中空纖維膜制氮系統(tǒng)一般采用手動控制氮氣純度工藝，由于在產(chǎn)生氮氣管路中 沒有設置背壓閥，因此，在手動控制氮氣純度工藝中，需要人工不斷地觀看純度顯示器， 同時，根據(jù)純度顯示器上的信息手動調(diào)節(jié)閥門，該手動控制氮氣純度調(diào)節(jié)方式存在的不足 之處是調(diào)節(jié)時間較長，在每次純度變化時都需要手動調(diào)節(jié)阓門，操作起來非常不便。另 外，氮氣純度會因為用戶的用氣量不同而經(jīng)常產(chǎn)生波動，用氣純度不能得到保證。

實用新型內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中中空纖維膜分離制氮機所存在的氮氣純度不能自動調(diào)節(jié)，因此造 成氮氣產(chǎn)品純度不穩(wěn)定的技術(shù)問題，本實用新型提供一種節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機， 其結(jié)構(gòu)新穎、能自動調(diào)節(jié)氮氣產(chǎn)品純度，調(diào)節(jié)可靠、穩(wěn)定、精度高，氮氣純度不會因為用 戶用氣量的大小而產(chǎn)生波動。
本實用新型節(jié)能中空纖維膜分離制氮機的目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:該系 統(tǒng)包括空壓機組、壓縮空氣預處理裝置、中空纖維膜分離制氮裝置和氮氣儲罐；所述壓縮 空氣預處理裝置包括自空氣進口用管道依次連接的多級過濾器組、碳床過濾器、加熱器和 過濾器并在所述多級過濾器與所述碳床過濾器之間設置有進氣控制閥；所述中空纖維膜 制氮裝置包括可編程控制器PLC，和用管道連接的膜組件、自動調(diào)節(jié)閥和背壓閥，由所 述背壓閥分出兩條支路，第一條支路通過排空閥連至系統(tǒng)的排空口，第二條支路通過出氣 電氣閥、單向閥和壓力開關(guān)連至系統(tǒng)的氮氣出口；上述可編程控制器PLC分別連接采樣 檢測支路、中空纖維膜制氮裝置中的閥體和開關(guān)。
本實用新型節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機，其中，所述多級過濾器為二級過濾器；所 述進氣控制閥為進氣電磁閥或氣動閥，所述進氣電磁閥采用德國寶得公司的常開型二位二 通電磁閥；所述壓力開關(guān)采用日本SMC公司的ISG-130-031雙觸點壓力開關(guān)；所述可編
程控制器PLC釆用日本歐姆龍公司的CPM1A-10CDR-A型控制器；所選用的純度自動調(diào) 節(jié)閥采用德國西門子公司的MXG461型電動針閥；所述背壓閥采用美國Kimray公司的 5-280psig壓力范圍氣體背壓閥。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是由于在本實用新型中空纖維膜分離制氮
裝置中采用純度自動調(diào)節(jié)閥、背壓閥，從而在可編程控制器PLC的控制下，可以實現(xiàn)氮 氣純度的自動調(diào)節(jié)，減輕了人員的工作量，保證了產(chǎn)品氮氣的穩(wěn)定輸出。另外，通過進氣 閥門和雙觸點壓力開關(guān)的控制實現(xiàn)了氮氣儲罐的自動灌充，節(jié)約了能耗，延長了設備的使 用壽命。


附圖是本實用新型中空纖維膜分離制氮機的結(jié)構(gòu)示意圖, 下面是說明書附圖中主要部位附圖標記的說明
1-
4-
10-13-
-加熱器
-背壓阓
-碳床過濾器
一單向閥
一過濾器
2——進氣電磁閥
-純度自動調(diào)節(jié)閥
8——出氣電磁閥 11——排空電磁閥
3-6-9~
-二級過濾器組
-膜組件
-壓力開關(guān)
12——PLC控制器
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實例對本實用新型做進一步詳細的描述。
本實用新型中空纖維膜分離制氮機是一種以空氣為原料由空壓機組、壓縮空氣預處理 裝置、中空纖維膜分離制氮裝置和氮氣儲罐組成的用以制取氮氣的成套設備。該系統(tǒng)包括 空壓機組、所述壓縮空氣預處理裝置包括自空氣進口用管道依次連接的二級過濾器組3、 碳床過濾器7、加熱器1和過濾器13;并在所述二級過濾器組3與所述碳床過濾器7之間 設置有進氣電磁閥2或氣動閥；所述中空纖維膜制氮裝置包括PLC (可編程控制器)12， 和用管道連接的膜組件6、純度自動調(diào)節(jié)閥5和背壓閥4，由所述背壓閥4分出兩條支路， 第一條支路通過排空電磁閥11連至系統(tǒng)的排空口，第二條支路通過出氣電氣閥8、單向 閥10和壓力開關(guān)9連至系統(tǒng)的氮氣出口；上述PLC12分別連接采樣檢測支路、中空纖維 膜制氮裝置中的閥體和開關(guān)。為了使本系統(tǒng)達到更好的制氮效果，上述進氣電磁閥2最好 采用德國寶得公司的常開型二位二通電磁閥，所述氣動閥最好采用德國寶得公司的角座式 閥；所述壓力開關(guān)9為雙觸點壓力開關(guān)，所述雙觸點壓力幵關(guān)為日本SMC公司的 ISG-130-031型產(chǎn)品；所述PLC12采用日本歐姆龍公司的CPM1A-10CDR-A型控制器； 所選用的純度自動調(diào)節(jié)閥5采用德國西門子公司的MXG461型電動針閥；所述背壓閥4 采用美國Kimray公司的5-280psig壓力范圍氣體背壓閥。
在本系統(tǒng)中的進行氮氣純度自動調(diào)節(jié)的工作過程是通過PLC12預設定氮氣純度值 后，系統(tǒng)通過PLC12和純度自動調(diào)節(jié)閥5的自動調(diào)節(jié)，達到所設定的純度值，如系統(tǒng)遇
到外部條件變化時，能夠自動調(diào)整各部件隨變化而變化，保證純度參數(shù)不隨外部條件的變 化而波動。其工作的基本原理是通過產(chǎn)品氣采樣檢測支路，由氧傳感器在線檢測產(chǎn)品氣 含氧量，并通過氧分析儀顯示當時氣體含氧量(即反饋當前產(chǎn)品氣純度值與設定值的比 較)通過PLC12向純度自動調(diào)節(jié)閥5發(fā)出指令，當含氧量高于設定值時，純度自動調(diào)節(jié)
閥5自動關(guān)小,這樣通過純度自動調(diào)節(jié)閥5的調(diào)節(jié)使得膜組件6獲得合理的壓差和流量來 達到產(chǎn)品氣設定純度的穩(wěn)定。
本實用新型中氮氣儲氣壓力聯(lián)控功能是這樣實現(xiàn)的當?shù)獨鈨迚毫Υ笥趬毫﹂_關(guān)設 定上限時，空壓機組和中空纖維膜分離制氮裝置自動卸載直至延時后停機；當?shù)獨鈨迚?力小于壓力開關(guān)設定下限時，空壓機組和中空纖維膜分離制氮裝置自動啟動和加載，并運 行，開始重新制氮。整個過程無需人為干預，具有自動化程度高，節(jié)省電力的優(yōu)點。這樣 可以達到無需人工守侯，實現(xiàn)自動化控制，節(jié)約人力。
使用本實用新型節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機，前期準備工作是獲得潔凈的壓縮空 氣首先，潔凈的空氣經(jīng)壓縮機壓縮后，進入空氣緩沖罐，穩(wěn)壓后并除去大部分液態(tài)水； 其次，經(jīng)過冷凍干燥機使壓縮空氣露點達到2 10°C;再次，通過四級高效除油過濾器(即 如附圖中的二級過濾器3、碳床過濾器7和接在膜組入口的過濾器13構(gòu)成)，使壓縮空氣 的含油量小于0.01卯m;經(jīng)過以上處理后的壓縮空氣的含油量顆粒度達到膜組的入口要
求，潔凈的壓縮空氣進入膜組中，實現(xiàn)了氮氧分離，達到生產(chǎn)合格氮氣的目的。
盡管上面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行了描述,但是本實用新型并不局限 于上述的具體實施方式
，上述的實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員在本實用新型的啟事下,在不脫離本實用新型的宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍 情況下，還可以做出更多形式的，這些均屬于本實用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機，包括空壓機組、壓縮空氣預處理裝置、中空纖維膜分離制氮裝置和氮氣儲罐；所述壓縮空氣預處理裝置包括自空氣進口用管道依次連接的多級過濾器組、碳床過濾器、加熱器和過濾器；其特征在于所述多級過濾器與所述碳床過濾器之間設置有進氣控制閥；所述中空纖維膜制氮裝置包括可編程控制器PLC，和用管道連接的膜組件、自動調(diào)節(jié)閥和背壓閥，由所述背壓閥分出兩條支路，第一條支路通過排空閥連至系統(tǒng)的排空口，第二條支路通過出氣電氣閥、單向閥和壓力開關(guān)連至系統(tǒng)的氮氣出口；上述可編程控制器PLC分別連接采樣檢測支路、中空纖維膜制氮裝置中的閥體和開關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機，其特征在于所述多級過濾 器為二級過濾器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機，其特征在于所述進氣控制 闊為進氣電磁閥或氣動閥，所述進氣電磁閥采用德國寶得公司的常開型二位二通電磁閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機，其特征在于所述壓力開關(guān) 為雙觸點壓力開關(guān)，所述雙觸點壓力開關(guān)采用日本SMC公司的ISG-130-031型產(chǎn)品。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機，其特征在于所述可編程控制器PLC釆用日本歐姆龍公司的CPM1A-10CDR-A型產(chǎn)品。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機，其特征在于所述純度自動 調(diào)節(jié)閥采用德國西門子公司的MXG461型電動針閥。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能型中空纖維膜分離制氮機，其特征在于所述背壓閥采 用美國Kimray公司的5-280psig壓力范圍氣體背壓閥。
專利摘要本實用新型公開了一種中空纖維膜分離制氮機，包括空壓機組、壓縮空氣預處理裝置、中空纖維膜分離制氮裝置和氮氣儲罐；壓縮空氣預處理裝置包括自空氣進口用管道依次連接的多級過濾器組、碳床過濾器、加熱器和過濾器；并在多級過濾器與碳床過濾器之間設置有進氣控制閥；中空纖維膜制氮裝置包括可編程控制器PLC，和用管道連接的膜組件、自動調(diào)節(jié)閥和背壓閥，由背壓閥分出兩條支路，第一條支路通過排空閥連至系統(tǒng)的排空口，第二條支路通過出氣電氣閥、單向閥和壓力開關(guān)連至系統(tǒng)的氮氣出口；上述可編程控制器PLC分別連接采樣檢測支路、中空纖維膜制氮裝置中的閥體和開關(guān)。本實用新型制氮機供氣純度沒有波動，可靠性高，而且節(jié)省能耗，自動化程度高，使用壽命長。
文檔編號C01B21/04GK201002974SQ20072009493
公開日2008年1月9日 申請日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者梁亞文, 趙之強, 高連振 申請人:天津市紐森科技有限公司