專利名稱：小型液氮制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氮?dú)庵苽溲b置，尤其涉及一種使用方便快捷的小型液氮制備
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
[現(xiàn)有的液氮制備一般是將超低溫冷凍機(jī)的制冷頭從制冷貯槽的上端開(kāi)口插裝在制冷劑貯槽內(nèi)，用空分裝置從大氣中分離出的氮?dú)獗惠斎氲街评鋭┵A槽內(nèi)，輸入的氮?dú)庠谥评漕^冷量的作用下液化后制成液氮，即氮?dú)廨敵龊蟛捎蒙罾涮幚砗笾频靡旱麄€(gè)液氮設(shè)備投資大，成本高，因此只適用于液氮的規(guī)模生產(chǎn)。中國(guó)專利公開(kāi)了一種簡(jiǎn)化的液氮制備裝置(CN1087825C)，它是將空氣分離機(jī)從大氣中分離，然后將精制的氮?dú)夤┤氚惭b超低溫冷凍機(jī)的絕熱容器內(nèi)制備液氮的裝置，此裝置安裝有可檢測(cè)空氣分離機(jī)的成 品槽內(nèi)壓的壓力傳感器和可檢測(cè)出絕熱容器的內(nèi)部負(fù)壓的負(fù)壓壓力傳感器，二個(gè)傳感器至少有一個(gè)達(dá)到設(shè)定壓力，可測(cè)知供給的氮?dú)庵兴碾s質(zhì)氣體發(fā)生凍結(jié)，二者任何一個(gè)傳感器檢出值達(dá)到設(shè)定值均可使超低溫冷凍機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。此裝置中的氮?dú)廨敵龊笸瑯邮巧罾涮幚砗笾频靡旱虼送瑯哟嬖谕顿Y大，成本高，只適用于液氮的規(guī)模生產(chǎn)等技術(shù)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要是提供了一種液氮制備簡(jiǎn)單，方便快捷，尤適用科研院所等場(chǎng)合的小型液氮制備裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的氮?dú)廨敵龊笮枭罾涮幚砗蟛拍苤迫∫旱?，投資大，成本高，只適用于液氮的規(guī)模生產(chǎn)等的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的一種小型液氮制備裝置，包括空氣壓縮機(jī)及連接在空氣壓縮機(jī)排氣端的變壓吸附分離系統(tǒng)，在變壓吸附分離系統(tǒng)的排氣端連接有氮?dú)鈨?chǔ)罐，在所述氮?dú)鈨?chǔ)罐上連通有斯特林制冷機(jī)，在斯特林制冷機(jī)的出口端上連接有液氮儲(chǔ)罐。斯特林制冷機(jī)是以氦氣或氫氣為工質(zhì)，在封閉系統(tǒng)中應(yīng)用回?zé)嵩韺?shí)現(xiàn)氣體制冷機(jī)循環(huán)以獲得低溫和冷量的機(jī)械，它是在氣體制冷機(jī)循環(huán)中增加一個(gè)回?zé)崞?，利用回?zé)嵩斫档团蛎浨暗墓べ|(zhì)溫度，以提高循環(huán)的熱效率，在機(jī)器內(nèi)膨脹后的工質(zhì)中的部分冷量回收于回?zé)崞髦校谙麓窝h(huán)中再加以利用，并具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、起動(dòng)快、操作方便和溫度范圍寬廣等優(yōu)點(diǎn)，尤適用于制冷量小的場(chǎng)合，其致冷溫度可在120Κ以下，能使常溫氮?dú)庵苯右夯?，因此適用于科研院所等使用的小型空氣分離設(shè)備上，且液氮制備簡(jiǎn)單，方便快捷。作為優(yōu)選，在所述斯特林制冷機(jī)與變壓吸附分離系統(tǒng)間設(shè)有自動(dòng)控制儀。通過(guò)自動(dòng)控制儀，可在發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)停車(chē)，提高系統(tǒng)安全性。作為優(yōu)選，所述變壓吸附分離系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的左吸附塔和右吸附塔，左吸附塔和右吸附塔的進(jìn)氣端分別通過(guò)若干個(gè)進(jìn)氣電磁閥與空氣壓縮機(jī)排氣端相連，左吸附塔和右吸附塔的排氣端分別通過(guò)若干個(gè)排氣電磁閥與氮?dú)鈨?chǔ)罐相連。變壓吸附分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)在左、右吸附塔的進(jìn)、排氣端分別設(shè)置電磁閥，可使左、右吸附塔輪流工作，保證氮?dú)膺B續(xù)輸出。作為優(yōu)選，在所述空氣壓縮機(jī)與變壓吸附分離系統(tǒng)之間的管路上依次串聯(lián)有高效除油器、冷凍式干燥機(jī)、無(wú)熱再生干燥器、粉塵精濾器及緩沖儲(chǔ)氣罐，高效除油器連接在空氣壓縮機(jī)上，緩沖儲(chǔ)氣罐連接在變壓吸附分離系統(tǒng)上。通過(guò)在空氣壓縮機(jī)與變壓吸附分離系統(tǒng)之間的管路上設(shè)置除油器、干燥器和精濾器等可有效過(guò)濾出空氣中的雜質(zhì)，提高氮?dú)獾募兌?；緩沖儲(chǔ)氣罐可確保進(jìn)入左、右吸附塔的氣流保持平穩(wěn)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。作為優(yōu)選，在所述變壓吸附分離系統(tǒng)與液氮儲(chǔ)罐之間的管路上串聯(lián)有粉塵精濾器。粉塵精濾器可過(guò)濾出氮?dú)庵械碾s質(zhì)，保證液氮的純度。
因此，本實(shí)用新型的小型液氮制備裝置具有下述優(yōu)點(diǎn)通過(guò)在變壓吸附分離系統(tǒng)上接入斯特林制冷機(jī)，由于斯特林制冷機(jī)工作介質(zhì)為氫氣，在略高于大氣壓條件下，開(kāi)車(chē)后冷凝器溫降所產(chǎn)生的負(fù)壓將送入干燥氫氣更快吸入內(nèi)部，在很短時(shí)間內(nèi)(5-6分鐘左右)將氫氣直接液化，和分子篩制氮設(shè)備連接配套使用，能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)制取液氮，并使液氮純度達(dá)99. 2%以上，因此適用于科研院所等使用，液氮制備簡(jiǎn)單，方便快捷；裝有自動(dòng)控制裝置，在發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)停車(chē)，提高系統(tǒng)的安全性。


圖1是本實(shí)用新型小型液氮制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例如圖1所示，本實(shí) 用新型的一種小型液氮制備裝置，包括空氣壓縮機(jī)I在空氣壓縮機(jī)I排氣端管道上依次串聯(lián)著高效除油器6、冷凍式干燥機(jī)7、無(wú)熱再生干燥器8、粉塵精濾器9及緩沖儲(chǔ)氣罐10，在緩沖儲(chǔ)氣罐10上連接著變壓吸附分離系統(tǒng)，在變壓吸附分離系統(tǒng)的排氣端上連接有粉塵精濾器11，粉塵精濾器11上連接著氮?dú)鈨?chǔ)罐3，在氮?dú)鈨?chǔ)罐3上又連通有斯特林制冷機(jī)4，斯特林制冷機(jī)4的出口端上連接有液氮儲(chǔ)罐5，且在斯特林制冷機(jī)4與變壓吸附分離系統(tǒng)間電連接有自動(dòng)控制儀12，變壓吸附分離系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的左吸附塔21和右吸附塔22，左吸附塔21和右吸附塔22的進(jìn)氣端分別通過(guò)6個(gè)進(jìn)氣電磁閥23與緩沖儲(chǔ)氣罐10相連，左吸附塔21和右吸附塔22的排氣端分別通過(guò)4個(gè)排氣電磁閥24與粉塵精濾器11相連。使用時(shí)，首先空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)I后壓力為彡O. 8Mpa,再經(jīng)高效除油器6除去大部分油、水、塵埃后進(jìn)入冷凍式干燥機(jī)7，再進(jìn)入無(wú)熱再生干燥器8除去壓縮空氣中的水分，再進(jìn)入粉塵精濾器9和緩沖儲(chǔ)氣罐10后進(jìn)入二個(gè)填裝吸附劑的變壓吸附分離系統(tǒng)，潔凈的壓縮空氣由左吸附塔21或右吸附塔22底端進(jìn)入，氣流經(jīng)空氣擴(kuò)散器擴(kuò)散以后，均勻進(jìn)入吸附塔內(nèi)部，進(jìn)行氧氮吸附分離，然后氮?dú)鈴某隹诙肆鞒霾⒔?jīng)粉塵精濾器11進(jìn)入氮?dú)鈨?chǔ)罐3，氮?dú)猱a(chǎn)生過(guò)程約I分鐘，之后經(jīng)均壓和減壓至常壓，脫除所吸附的雜質(zhì)組分(主要為氧氣)，完成吸附劑的再生，期間二個(gè)吸附塔交替循環(huán)操作，連續(xù)生產(chǎn)純度合格的氮?dú)?，最后?jīng)斯特林制冷機(jī)4，使得氮?dú)庵苯右夯癁橐簯B(tài)氮。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不 會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種小型液氮制備裝置，包括空氣壓縮機(jī)(I)及連接在空氣壓縮機(jī)(I)排氣端的變壓吸附分離系統(tǒng)，在變壓吸附分離系統(tǒng)的排氣端連接有氮?dú)鈨?chǔ)罐(3)，其特征在于在所述氮?dú)鈨?chǔ)罐(3)上連通有斯特林制冷機(jī)(4)，在斯特林制冷機(jī)(4)的出口端上連接有液氮儲(chǔ)罐(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型液氮制備裝置，其特征在于在所述斯特林制冷機(jī)(4)與變壓吸附分離系統(tǒng)間設(shè)有自動(dòng)控制儀(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型液氮制備裝置，其特征在于所述變壓吸附分離系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的左吸附塔(21)和右吸附塔(22)，左吸附塔(21)和右吸附塔(22)的進(jìn)氣端分別通過(guò)若干個(gè)進(jìn)氣電磁閥(23)與空氣壓縮機(jī)(I)排氣端相連，左吸附塔(21)和右吸附塔(22)的排氣端分別通過(guò)若干個(gè)排氣電磁閥(24)與氮?dú)鈨?chǔ)罐(3)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型液氮制備裝置，其特征在于在所述空氣壓縮機(jī)(I)與變壓吸附分離系統(tǒng)之間的管路上依次串聯(lián)有高效除油器(6)、冷凍式干燥機(jī)(7)、無(wú)熱再生干燥器(8)、粉塵精濾器(9)及緩沖儲(chǔ)氣罐(10)，高效除油器(6)連接在空氣壓縮機(jī)(I)上，緩沖儲(chǔ)氣罐(10)連接在變壓吸附分離系統(tǒng)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型液氮制備裝置，其特征在于在所述變壓吸附分離系統(tǒng)與液氮儲(chǔ)罐(5)之間的管路上串聯(lián)有粉塵精濾器(11)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氮?dú)庵苽溲b置，提供了一種液氮制備簡(jiǎn)單，方便快捷，尤適用科研院所等場(chǎng)合的小型液氮制備裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的氮?dú)廨敵龊笮枭罾涮幚砗蟛拍苤迫∫旱?，投資大，成本高，只適用于液氮的規(guī)模生產(chǎn)等的技術(shù)問(wèn)題，它包括空氣壓縮機(jī)及連接在空氣壓縮機(jī)排氣端的變壓吸附分離系統(tǒng)，在變壓吸附分離系統(tǒng)的排氣端連接有氮?dú)鈨?chǔ)罐，在所述氮?dú)鈨?chǔ)罐上連通有斯特林制冷機(jī)，在斯特林制冷機(jī)的出口端上連接有液氮儲(chǔ)罐。
文檔編號(hào)C01B21/04GK202864921SQ20122054896
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者王永健, 陸君君, 李清, 李禎 申請(qǐng)人:杭州辰睿空分設(shè)備制造有限公司