專利名稱：一種提純氣體的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種提純氣體的裝置涉及提純氣體的裝置。
背景技術(shù)：
在鈦、鎬、高純合金生產(chǎn)以及真空熔鑄過程中，采用惰性氣體為保護(hù)氣體，特別是在高純鈦、鎂、原子能級的鋯、合金以及真空熔鑄過程中。在市售的惰性氣體中含有少量的雜質(zhì)氣體(如氧氣、氫氣、水等)，在生產(chǎn)過程中雜質(zhì)氣體在高溫下與生產(chǎn)的金屬進(jìn)行反應(yīng)(在實(shí)際生產(chǎn)中，控制溫度大于1000°C)，從而降低產(chǎn)品的品質(zhì)，為了得到高品質(zhì)的產(chǎn)品減少從保護(hù)氣體帶入的雜質(zhì)的含量，要求保護(hù)氣體和原料的雜質(zhì)含量盡量的少，特別是部分雜質(zhì)直接影響產(chǎn)品的性能，如在海綿鈦、海綿鋯生產(chǎn)中氧的含量直接影響產(chǎn)品的硬度。目前在這一類的生產(chǎn)中大都直接采用外購的惰性氣體作為保護(hù)性氣體，其中保護(hù)·的惰性氣體雜質(zhì)氣體基本都進(jìn)入產(chǎn)品中。所以從降低產(chǎn)品的雜質(zhì)含量提供產(chǎn)品質(zhì)量的角度考慮必須探索與開發(fā)新的工藝方法來凈化提純保護(hù)性惰性氣體，提高惰性氣體的品質(zhì)。而現(xiàn)有的提純氣體的裝置存在著生產(chǎn)過程中有停頓，操作過程復(fù)雜，裝置中的氣體提純物質(zhì)的利用率不高，利用周期短的問題，使得氣體提純效率低，提純后的氣體的純度不能滿足實(shí)際合金生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的提純氣體的裝置存在著生產(chǎn)過程中有停頓，操作過程復(fù)雜，裝置中的氣體提純物質(zhì)的利用率不高和利用周期短，使得氣體提純效率低，提純后的氣體的純度不能滿足實(shí)際合金生產(chǎn)的需要的技術(shù)問題，而提供了一種提純氣體的裝置。一種提純氣體的裝置，是由進(jìn)氣管路，第一閥門，反應(yīng)器殼體，加熱器，顆粒物質(zhì)，冷卻器，第一過濾器，第二閥門，濕度計(jì)，出氣管路，第一旁路，第三閥門，第二旁路，第二過濾器和第四閥門組成，其中，反應(yīng)器殼體為圓柱狀，反應(yīng)器殼體充滿用于提純氣體的顆粒物質(zhì)，進(jìn)氣管路與反應(yīng)器殼體的上底面連通，出氣管路與反應(yīng)器殼體的下底面連通，在反應(yīng)器殼體左半部分的側(cè)面設(shè)置加熱器，在反應(yīng)器殼體右半部分的側(cè)面設(shè)置冷卻器，加熱器和冷卻器可以互換位置，在進(jìn)氣管路上從左至右依次設(shè)置有連通第一旁路起始端的三通接頭I、第一閥門和連通第二旁路起始端的三通接頭II，在出氣管路上從左至右依次設(shè)置有連通第一旁路末端的三通接頭III、第一過濾器、第二閥門、連通第二旁路末端的三通接頭IV和濕度計(jì)，在第一旁路上設(shè)置有閥門，在第二旁路上從左端到右端依次設(shè)置第二過濾器和第四閥門。工作原理本發(fā)明提供的一種提純氣體的裝置的工作方式為工作方式一、首先，打開第一閥門和第二閥門，關(guān)閉第三閥門和第四閥門，開啟加熱器和冷卻器，待提純氣體從進(jìn)氣管路的進(jìn)氣端通入，經(jīng)過第一閥門進(jìn)入反應(yīng)器殼體，經(jīng)過顆粒物質(zhì)凈化提純后，從反應(yīng)器殼體的出氣端進(jìn)入出氣管路，從左至右依次經(jīng)過第一過濾器、第二閥門和濕度計(jì)，然后在出氣管路的出氣端收集氣體；工作方式二 當(dāng)濕度計(jì)顯示的濕度超標(biāo)時(shí)，停止通入待提純氣體，關(guān)閉第一閥門和第二閥門，將冷卻器與加熱器互換位置，打開第三閥門和第四閥門，將待提純氣體從進(jìn)氣管路的進(jìn)氣端通入，進(jìn)入第一旁路，經(jīng)過第三閥門，進(jìn)入出氣管路的左端后，從右至左進(jìn)入反應(yīng)器殼體中，經(jīng)過顆粒物質(zhì)凈化提純后，進(jìn)入進(jìn)氣管路的右端，進(jìn)入第二旁路，從左至右依次經(jīng)過第二過濾器和第四閥門后，進(jìn)入出氣管路的中間部分，氣體流經(jīng)濕度計(jì)后，在出氣管路的末端收集氣體，當(dāng)濕度計(jì)顯示的濕度再次超標(biāo)時(shí)，重復(fù)工作方式一。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)一、本發(fā)明提供的一種提純氣體的裝置，通過調(diào)節(jié)加熱器和冷卻器的位置，將生產(chǎn)過程分為兩條線路，使得氣體提純物質(zhì)的利用率大大提高，氣體提純物質(zhì)的利用周期變長，氣體的提純過程沒有停頓；二、本發(fā)明提供的一種提純氣體的裝置，由于裝置中外接了濕度計(jì)，可以通過濕度計(jì)隨時(shí)掌握氣體提純的程度，操作簡便；三、本發(fā)明提供的一種提純氣體的裝置，提純氣體的純度可達(dá)到99. 999%。



圖I為本發(fā)明的一種提純氣體的裝置示意圖。圖2為圖I中的A-A面的剖視圖。圖3為本發(fā)明的一種提純氣體的裝置工作方式一的示意圖。圖4為本發(fā)明的一種提純氣體的裝置工作方式二的示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖I、圖2、圖3和圖4，本實(shí)施方式是一種提純氣體的裝置，一種提純氣體的裝置，是由進(jìn)氣管路1，第一閥門2，反應(yīng)器殼體3，加熱器4，顆粒物質(zhì)5，冷卻器6，第一過濾器7，第二閥門8，濕度計(jì)9，出氣管路10，第一旁路11，第三閥門12，第二旁路13，第二過濾器14和第四閥門15組成，其中，反應(yīng)器殼體3為圓柱狀，反應(yīng)器殼體3充滿用于提純氣體的顆粒物質(zhì)5，進(jìn)氣管路I與反應(yīng)器殼體3的上底面連通，出氣管路10與反應(yīng)器殼體3的下底面連通，在反應(yīng)器殼體3左半部分的側(cè)面設(shè)置加熱器4，在反應(yīng)器殼體3右半部分的側(cè)面設(shè)置冷卻器6，加熱器4和冷卻器6可以互換位置，在進(jìn)氣管路I上從左至右依次設(shè)置有連通第一旁路11起始端的三通接頭I、第一閥門2和連通第二旁路13起始端的三通接頭II，在出氣管路10上從左至右依次設(shè)置有連通第一旁路11末端的三通接頭III、第一過濾器7、第二閥門8、連通第二旁路13末端的三通接頭IV和濕度計(jì)9，在第一旁路上設(shè)置有閥門12，在第二旁路上從左端到右端依次設(shè)置第二過濾器14和第四閥門15。本實(shí)施方式提供的一種提純氣體的裝置的工作方式為工作方式一首先，打開第一閥門2和第二閥門8，關(guān)閉第三閥門12和第四閥門15，開啟加熱器4和冷卻器6，待提純氣體從進(jìn)氣管路I的進(jìn)氣端通入，經(jīng)過第一閥門2進(jìn)入反應(yīng)器殼體3，經(jīng)過顆粒物質(zhì)5凈化提純后，從反應(yīng)器殼體3的出氣端進(jìn)入出氣管路10，從左至右依次經(jīng)過第一過濾器7、第二閥門8和濕度計(jì)9，然后在出氣管路10的出氣端收集氣體；工作方式二 當(dāng)濕度計(jì)顯示的濕度超標(biāo)時(shí)，關(guān)閉第一閥門2和第二閥門8，將冷卻器6與加熱器4互換位置，打開第三閥門12和第四閥門15，將待提純氣體從進(jìn)氣管路I的進(jìn)氣端通入，進(jìn)入第一旁路11，經(jīng)過第三閥門12，進(jìn)入出氣管路10的左端后，從右至左進(jìn)入反應(yīng)器殼體3中，經(jīng)過顆粒物質(zhì)5凈化提純后，進(jìn)入進(jìn)氣管路I的右端，進(jìn)入第二旁路13，從左至右依次經(jīng)過第二過濾器14和第四閥門15后，進(jìn)入出氣管路10的中間部分，氣體流經(jīng)濕度計(jì)9后，在出氣管路10的末端收集氣體，當(dāng)濕度計(jì)顯示的濕度再次超標(biāo)時(shí)，重復(fù)工作方
式一O本實(shí)施方式提供的一種提純氣體的裝置的優(yōu)點(diǎn)一、通過調(diào)節(jié)加熱器和冷卻器的位置，將生產(chǎn)過程分為兩條線路，使得氣體提純物質(zhì)的利用率大大提高，氣體提純物質(zhì)的利用周期變長，氣體的提純過程沒有停頓；二、由于裝置中外接了濕度計(jì)，可以通過濕度計(jì)隨時(shí)掌握氣體提純的程度，操作簡便；三、提純氣體的純度可達(dá)到99. 999%。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，所述的顆粒物質(zhì)5為鈣屑和陶瓷顆粒的混合物。其它與具體實(shí)施方式
一相同。本實(shí)施方式所述的采用鈣屑和陶瓷顆粒的混合物為顆粒物質(zhì)5的提純氣體的工作機(jī)理為過程一、通過加熱器4對反應(yīng)器殼體3左半部分的側(cè)面加熱至反應(yīng)器殼體3內(nèi)部 左半部分的鈣屑中的鈣蒸發(fā)，當(dāng)待提純氣體進(jìn)入反應(yīng)器殼體3中時(shí)，與鈣蒸汽混合，一部分鈣蒸汽與氣體中的雜質(zhì)反應(yīng)變成固體并沉積下來，未反應(yīng)的部分鈣蒸汽與提純的氣體進(jìn)入反應(yīng)器殼體3的右半部分，通過冷卻器6對反應(yīng)器殼體3右半部份的側(cè)面進(jìn)行冷卻，使得未反應(yīng)的部分鈣蒸汽又變成固體沉積在陶瓷顆粒的表面形成鈣屑，而提純的氣體從反應(yīng)器殼體3的右端通出；過程二、當(dāng)濕度計(jì)顯示的濕度超標(biāo)時(shí)，將加熱器4和冷卻器6交換位置，通過加熱器4對反應(yīng)器殼體3右半部分的側(cè)面加熱至反應(yīng)器殼體3內(nèi)部右半部分的鈣屑中的鈣蒸發(fā)，待提純氣體進(jìn)入反應(yīng)器殼體3中時(shí)，與鈣蒸汽混合，一部分鈣蒸汽與氣體中的雜質(zhì)反應(yīng)變成固體并沉積下來，未反應(yīng)的部分鈣蒸汽與提純的氣體進(jìn)入反應(yīng)器殼體3的左半部分，通過冷卻器6對反應(yīng)器殼體3左半部份的側(cè)面進(jìn)行冷卻，使得未反應(yīng)的部分鈣蒸汽又變成固體沉積在陶瓷顆粒的表面形成鈣屑，而提純的氣體從反應(yīng)器殼體3的右端通出，當(dāng)濕度計(jì)顯示的濕度超標(biāo)時(shí)，將加熱器4和冷卻器6交換位置，重復(fù)過程一。本實(shí)施方式的待提純氣體為惰性氣體或氫氣，提純氣體的裝置可去除惰性氣體或氫氣中所含的雜質(zhì)氧氣和雜質(zhì)水蒸汽。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二的不同點(diǎn)在于，所述的顆粒物質(zhì)5中鈣屑與陶瓷顆粒的質(zhì)量比為I: (0.2飛)。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一的不同點(diǎn)在于，所述的加熱器4為緊貼在反應(yīng)器殼體側(cè)面的環(huán)狀加熱器。其它與具體實(shí)施方式
一至三相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一的不同點(diǎn)在于，所述的加熱器4可沿著反應(yīng)器殼體3的軸向進(jìn)行移動(dòng)。其它與具體實(shí)施方式
一至四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一的不同點(diǎn)在于，所述的冷卻器6為緊貼在反應(yīng)器殼體3側(cè)面的環(huán)狀冷卻器。其它與具體實(shí)施方式
一至五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一的不同點(diǎn)在于，所述的冷卻器6為可拆卸式的。其它與具體實(shí)施方式
一至六相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一的不同點(diǎn)在于，所述的反應(yīng)器殼體3的橫截面的直徑為50cnTl50cm。其它與具體實(shí)施方式
一至七相同。采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果試驗(yàn)一采用本發(fā)明提供的一種提純氣體的裝置提純市售純度為90%的氬氣；其中，顆粒物質(zhì)5由按質(zhì)量比為1:1的鈣屑和陶瓷顆粒組成；加熱器4為緊貼在反應(yīng)器殼體側(cè)面的環(huán)狀加熱器且可沿著反應(yīng)器殼體3的軸向進(jìn)行移動(dòng)；冷卻器6為緊貼在反應(yīng)器殼體3側(cè)面的環(huán)狀冷卻器且為可拆卸式的。本試驗(yàn)所述的采用鈣屑和陶瓷顆粒的混合物為顆粒物質(zhì)5的提純氣體的工作過程為過程一、通過加熱器4對反應(yīng)器殼體3左半部分的側(cè)面加熱至反應(yīng)器殼體3內(nèi)部左半部分的鈣屑中的鈣蒸發(fā)，當(dāng)待提純氣體進(jìn)入反應(yīng)器殼體3中時(shí)，與鈣蒸汽混合，一部分鈣蒸汽與氣體中的雜質(zhì)反應(yīng)變成固體并沉積下來，未反應(yīng)的部分鈣蒸汽與提純的氣體進(jìn)入反應(yīng)器殼體3的右半部分，通過冷卻器6對反應(yīng)器殼體3右半部份的側(cè)面進(jìn)行冷卻，使得未反應(yīng)的部分鈣蒸汽又變成固體沉積在陶瓷顆粒的表面形成鈣屑，而提純的氣體從反應(yīng)器殼體3的右端通出；過程二、當(dāng)濕度計(jì)顯示的濕度超標(biāo)時(shí)，將加熱器4和冷卻器6交換位置，通過加熱器4對反應(yīng)器殼體3右半部分的側(cè)面加熱至反應(yīng)器殼體3內(nèi)部右半部分的鈣屑中的鈣蒸發(fā)，待提純氣體進(jìn)入反應(yīng)器殼體3中時(shí)，與鈣蒸汽混合，一部分鈣蒸汽與氣體中的雜質(zhì)反應(yīng)變成固體并沉積下來，未反應(yīng)的部分鈣蒸汽與提純的氣體進(jìn)入反應(yīng)器殼體3的左半部分，通過冷卻器6對反應(yīng)器殼體3左半部份的側(cè)面進(jìn)行冷卻，使得未反應(yīng)的部分鈣蒸汽又變成·固體沉積在陶瓷顆粒的表面形成鈣屑，而提純的氣體從反應(yīng)器殼體3的右端通出，當(dāng)濕度計(jì)顯示的濕度超標(biāo)時(shí)，將加熱器4和冷卻器6交換位置，重復(fù)過程一。對本試驗(yàn)提純后的氬氣的純度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，發(fā)現(xiàn)無論是過程一，還是過程二中提純出的氬氣的純度均為99. 999%。
權(quán)利要求
1.一種提純氣體的裝置，其特征在于提純氣體的裝置，是由進(jìn)氣管路(1)，第一閥門(2)，反應(yīng)器殼體(3)，加熱器(4)，顆粒物質(zhì)(5)，冷卻器(6)，第一過濾器(7)，第二閥門(8)，濕度計(jì)(9)，出氣管路(10)，第一旁路(11)，第三閥門(12)，第二旁路(13)，第二過濾器(14 )和第四閥門(15 )組成，其中，反應(yīng)器殼體(3 )為圓柱狀，反應(yīng)器殼體(3 )充滿用于提純氣體的顆粒物質(zhì)(5)，進(jìn)氣管路(I)與反應(yīng)器殼體(3)的上底面連通，出氣管路(10)與反應(yīng)器殼體(3)的下底面連通，在反應(yīng)器殼體(3)左半部分的側(cè)面設(shè)置加熱器(4)，在反應(yīng)器殼體(3)右半部分的側(cè)面設(shè)置冷卻器(6)，加熱器(4)與冷卻器(6)可互換位置，在進(jìn)氣管路(I)上從左至右依次設(shè)置有連通第一旁路(11)起始端的三通接頭I、第一閥門(2)和連通第二旁路(13)起始端的三通接頭II，在出氣管路(10)上從左至右依次設(shè)置有連通第一旁路(11)末端的三通接頭III、第一過濾器(7)、第二閥門(8)、連通第二旁路(13)末端的三通接頭IV和濕度計(jì)(9)，在第一旁路上設(shè)置有閥門(12)，在第二旁路上從左端到右端依次設(shè)置第二過濾器(14)和第四閥門(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提純氣體的裝置，其特征在于所述的顆粒物質(zhì)(5)為鈣屑和陶瓷顆粒的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種提純氣體的裝置，其特征在于所述的顆粒物質(zhì)(5)中鈣屑與陶瓷顆粒的質(zhì)量比為I: (0.2飛)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提純氣體的裝置，其特征在于所述的加熱器(4)為緊貼在反應(yīng)器殼體側(cè)面的環(huán)狀加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的一種提純氣體的裝置，其特征在于所述的加熱器(4)可沿著反應(yīng)器殼體(3)的軸向進(jìn)行移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提純氣體的裝置，其特征在于所述的冷卻器(6)為緊貼在反應(yīng)器殼體(3)側(cè)面的環(huán)狀冷卻器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或6所述的一種提純氣體的裝置，其特征在于所述的冷卻器(6)為可拆卸式的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的一種提純氣體的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器殼體(3)的橫截面的直徑為50cnTl50cm。
全文摘要
一種提純氣體的裝置，涉及提純氣體的裝置的領(lǐng)域。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的提純氣體的裝置存在著生產(chǎn)過程中有停頓，操作過程復(fù)雜，裝置中的氣體提純物質(zhì)的利用率不高和利用周期短，使得氣體提純效率低，提純后的氣體的純度不能滿足實(shí)際合金生產(chǎn)的需要的問題，一種提純氣體的裝置，是由進(jìn)氣管路，第一閥門，反應(yīng)器殼體，環(huán)式加熱器，顆粒物質(zhì)，環(huán)式冷卻器，第一過濾器，第二閥門，濕度計(jì)，出氣管路，第一旁路，第三閥門，第二旁路，第二過濾器和第四閥門組成。本發(fā)明應(yīng)用于半導(dǎo)體和合金領(lǐng)域。
文檔編號C01B23/00GK102910600SQ20121047872
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者陳靜, 陳明月, 張宏偉 申請人:黑龍江省對俄工業(yè)技術(shù)合作中心