一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)及方法，壓力容器分別通過對應(yīng)的抽真空支管路依次并聯(lián)在抽真空主管路上，分子篩抽真空單元依次并聯(lián)在抽真空主管路上；每個分子篩抽真空單元包括外殼、液氮儲罐和再生電爐，液氮儲罐套設(shè)在外殼內(nèi)且與外殼連為一體，外殼和液氮儲罐之間的空間形成分子篩室，分子篩室內(nèi)填充分子篩，所述分子篩室連通抽真空主管路，液氮儲罐的外壁設(shè)有多個導(dǎo)熱翼片，液氮儲罐上開設(shè)液氮輸入口和電爐插入口，再生電爐和電路插入口配合使用。本發(fā)明消除了油的污染，能有效提高抽真空效率；不僅縮短了抽真空時間，而且降低了能耗，減少了人力物力的投入。
【專利說明】一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低溫絕熱壓力容器的夾層抽真空技術(shù)，尤其涉及的是一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]低溫絕熱壓力容器，主要用于存儲和運輸液氧、液氮、液氬、液態(tài)二氧化碳和液化天然氣(LNG)等低溫深冷液體。低溫絕熱壓力容器主要由內(nèi)膽、外殼和閥門附件系統(tǒng)組成。內(nèi)膽用來存儲低溫液體，外殼提供保護和支撐；容器的內(nèi)膽和外殼之間形成容器的夾層，夾層設(shè)計為高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)，需要被抽成真空，一般要求真空度不低于1.0xlO-2Pa,以便行成良好的保溫性能，減少氣體排放。真空度越高，效果越好。
[0003]目前，工業(yè)領(lǐng)域的抽真空技術(shù)一般分為兩步:第一步為粗抽，通過將加熱后的氣體介質(zhì)充入真空夾層中，置換內(nèi)部空氣，較為成熟的是采用二氧化碳?xì)怏w或氮氣進行置換，如中國發(fā)明專利03162769.8 ;第二步為抽高真空，采用羅茨泵、擴散泵或分子泵等常用真空泵進行長達十幾天的連續(xù)抽空，使夾層達到高真空狀態(tài)。
[0004]現(xiàn)有的抽真空方法存在以下不足:1、上述常用真空泵由于需要采用真空泵油進行工作，容易造成真空夾層的油污染，影響抽真空效率和真空壽命；2、抽真空時間長，真空泵要抽到絕熱壓力容器的要求值，要連續(xù)運行10天左右，如果要達到更高的真空度如
3.0xl0_4Pa，需要連續(xù)運行15?20天，不僅耗時，影響生產(chǎn)效率，而且還要安排人員定時監(jiān)控,增大了生產(chǎn)成本；3、能耗大。在抽真空的第一步中，需要將氣體介質(zhì)加熱到200°C以上，需要耗取一定電能；在第二步的高真空抽取過程中，達到真空度2.0xKT2Pa?3.0xl0_4Pa，真空泵要運行10?20天時間，不僅消耗大量電能，同時影響設(shè)備壽命。因此，現(xiàn)有的抽真空技術(shù)，不僅有損設(shè)備，而且費時，能耗大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)及方法，利用分子篩的特性實現(xiàn)了快速有效的抽真空。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括多個壓力容器、多個抽真空支管路、抽真空主管路、至少一個分子篩抽真空單元；所述壓力容器分別通過對應(yīng)的抽真空支管路依次并聯(lián)在抽真空主管路上，分子篩抽真空單元依次并聯(lián)在抽真空主管路上；每個分子篩抽真空單兀包括外殼、液氮儲罐和再生電爐，液氮儲罐套設(shè)在外殼內(nèi)且與外殼連為一體，外殼和液氮儲罐之間的空間形成分子篩室，分子篩室內(nèi)填充分子篩，所述分子篩室連通抽真空主管路，液氮儲罐的外壁設(shè)有多個導(dǎo)熱翼片，液氮儲罐上開設(shè)液氮輸入口和電爐插入口，再生電爐和電路插入口配合使用。
[0007]作為本發(fā)明的有效方式之一，所述每個抽真空支管路上分別設(shè)有隔斷閥。
[0008]作為本發(fā)明的有效方式之一，所述抽真空支管路為波紋軟管。
[0009]作為本發(fā)明的有效方式之一，所述抽真空主管路和分子篩室之間設(shè)有擋板閥。
[0010]作為本發(fā)明的有效方式之一，所述分子篩室上設(shè)有再生排氣閥。
[0011]作為本發(fā)明的有效方式之一，所述抽真空主管路上設(shè)有真空計。
[0012]作為本發(fā)明的有效方式之一，所述導(dǎo)熱翼片采用銅、鋁或不銹鋼制成。
[0013]作為本發(fā)明的有效方式之一，所述壓力容器由外至內(nèi)依次包括殼體、真空夾層和內(nèi)膽，所述真空夾層連通對應(yīng)的抽真空支管路。
[0014]作為本發(fā)明的有效方式之一，所述分子篩選自5A分子篩或13X分子篩中的一種或兩種。
[0015]一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空的方法，包括以下步驟:
[0016](I)依次打開擋板閥、隔斷閥、關(guān)閉再生排氣閥，往液氮存儲罐內(nèi)注入液氮；
[0017](2)液氮存儲罐溫度降低，通過導(dǎo)熱翼片將分子篩冷卻，分子篩溫度降低后，將抽真空主管路，抽真空支管路及壓力容器的真空夾層的氣體吸附，從而實現(xiàn)抽真空；
[0018](3)當(dāng)真空度滿足產(chǎn)品要求后，依次關(guān)閉隔斷閥和擋板閥，將液氮通過液氮輸入口回收；
[0019](4)第二次抽真空前，打開再生排氣閥，用再生電爐加熱液氮存儲罐到200°C?500°C，對分子篩進行活化再生。
[0020]本發(fā)明采用分子篩對低溫絕熱壓力容器夾層進行抽真空，不需要采用真空泵油，能有效消除油污污染；通過對分子篩抽真空的優(yōu)化設(shè)置，能大大縮短抽空時間，并降低抽真空能耗。
[0021]分子篩，也叫人造沸石，屬于微孔型結(jié)構(gòu)的堿金屬鋁硅酸鹽，其通用的分子式為[XM27nO-Al2O3 -HS12JmH2O0體內(nèi)有很多空腔狀晶胞，晶胞間有窗口相同，氣體分子可以通過窗孔吸附于晶胞空腔的內(nèi)表面。分子篩有很大的比表面積，其在低溫下，尤其在液氮溫度下(_196°C)，具有很強的吸氣能力；而在高溫情況下，又能將吸附的氣體釋放出來。本發(fā)明即利用分子篩的這種性質(zhì)對低溫絕熱壓力容器的夾層進行抽真空。
[0022]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:本發(fā)明不需要使用真空泵，因而消除了油的污染，能有效提高抽真空效率；不經(jīng)過預(yù)加熱抽真空程序，不需要連續(xù)十幾天的抽空運行，可以成功抽出夾層中的絕大部分氣體，且真空度達到優(yōu)于產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅縮短了抽真空時間，而且降低了能耗，減少了人力物力的投入。本發(fā)明具有抽空更徹底、真空度高、抽真空速度快，效率高，節(jié)能降耗，無尾氣排放等優(yōu)點。同時采用分子篩作為抽真空的主要材料，因其價格低廉，不僅一次性投入成本低，而且重復(fù)再生活化使用，有效的降低了生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是再生電爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0026]下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0027]實施例1
[0028]如圖1和圖2所示，本實施例包括多個壓力容器1、多個抽真空支管路2、抽真空主管路4、一個分子篩抽真空單元7 ;所述壓力容器I分別通過對應(yīng)的抽真空支管路2依次并聯(lián)在抽真空主管路4上，分子篩抽真空單元7連接在抽真空主管路4上；每個分子篩抽真空單元7包括外殼71、液氮儲罐72和再生電爐73，液氮儲罐72套設(shè)在外殼71內(nèi)且與外殼71連為一體，外殼71和液氮儲罐72之間的空間形成分子篩室74,分子篩室74內(nèi)填充分子篩，所述分子篩室74連通抽真空主管路4，液氮儲罐72的外壁設(shè)有多個導(dǎo)熱翼片75，液氮儲罐72上開設(shè)液氮輸入口 76和電爐插入口 77，再生電爐73和電路插入口配合使用。壓力容器I由外至內(nèi)依次包括殼體11、真空夾層12和內(nèi)膽13，所述真空夾層12連通對應(yīng)的抽真空支管路2。
[0029]每個抽真空支管路2上分別設(shè)有隔斷閥3，用于隔斷抽真空支管路2和抽真空主管路4，便于對各個低溫絕熱壓力容器I進行單獨控制。抽真空主管路4和分子篩室74之間設(shè)有擋板閥5，用于隔斷抽真空主管路4和分子篩室74，實現(xiàn)控制。分子篩室74上設(shè)有再生排氣閥6，用于分子篩再生時的氣體排放。抽真空主管路4上設(shè)有真空計8，用于判斷真空度是否滿足產(chǎn)品要求。
[0030]為了便于連接，抽真空支管路2為波紋軟管。導(dǎo)熱翼片75采用銅、鋁或不銹鋼制成，便于分子篩的冷卻和再生。本實施例的分子篩為5A分子篩。
[0031]本實施例的抽真空的方法，包括以下步驟:
[0032](I)依次打開擋板閥5、隔斷閥3、關(guān)閉再生排氣閥6，往液氮存儲罐內(nèi)注入液氮；
[0033](2)液氮存儲罐溫度降低，通過導(dǎo)熱翼片75將分子篩冷卻，分子篩溫度降低后，將抽真空主管路4，抽真空支管路2及壓力容器I的真空夾層12的氣體吸附，從而實現(xiàn)抽真空；隨著分子篩的冷卻效果的深入，真空度將越來越好；
[0034](3)當(dāng)真空度滿足產(chǎn)品要求后，依次關(guān)閉隔斷閥3和擋板閥5，將液氮通過液氮輸入口 76回收；
[0035](4)第二次抽真空前，打開再生排氣閥6，用再生電爐73加熱液氮存儲罐到200°C?500°C，對分子篩進行活化再生。
[0036]實施例2
[0037]如圖3所示，本實施例的分子篩抽真空單元7有兩個，依次并聯(lián)在抽真空主管路4上，其他實施方式和實施例1相同。
[0038]本實施例工作時，抽空時先使用其中一組進行粗抽，將抽真空主管路4及壓力容器I的真空夾層12中的惰性氣體分子進行分流，要求真空度不低于IPa ;然后關(guān)閉第一個分子篩抽真空裝置，開啟第二個分子篩抽真空裝置，進一步抽真空。通過兩級進行抽真空，能進一步提高真空，10小時內(nèi)真空度可到5xlO_4Pa,大大優(yōu)于產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)，其特征在于，包括多個壓力容器、多個抽真空支管路、抽真空主管路、至少一個分子篩抽真空單元；所述壓力容器分別通過對應(yīng)的抽真空支管路依次并聯(lián)在抽真空主管路上，分子篩抽真空單元依次并聯(lián)在抽真空主管路上；每個分子篩抽真空單元包括外殼、液氮儲罐和再生電爐，液氮儲罐套設(shè)在外殼內(nèi)且與外殼連為一體，外殼和液氮儲罐之間的空間形成分子篩室，分子篩室內(nèi)填充分子篩，所述分子篩室連通抽真空主管路，液氮儲罐的外壁設(shè)有多個導(dǎo)熱翼片，液氮儲罐上開設(shè)液氮輸入口和電爐插入口，再生電爐和電路插入口配合使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)，其特征在于，所述每個抽真空支管路上分別設(shè)有隔斷閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)，其特征在于，所述抽真空支管路為波紋軟管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)，其特征在于，所述抽真空主管路和分子篩室之間設(shè)有擋板閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)，其特征在于，所述分子篩室上設(shè)有再生排氣閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)，其特征在于，所述抽真空主管路上設(shè)有真空計。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)熱翼片采用銅、鋁或不銹鋼制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力容器由外至內(nèi)依次包括殼體、真空夾層和內(nèi)膽，所述真空夾層連通對應(yīng)的抽真空支管路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空系統(tǒng)，其特征在于，所述分子篩選自5A分子篩或13X分子篩中的一種或兩種。
10.如權(quán)利要求1?9任一項所述的一種低溫絕熱壓力容器的快速抽真空的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)依次打開擋板閥、隔斷閥、關(guān)閉再生排氣閥，往液氮存儲罐內(nèi)注入液氮； (2)液氮存儲罐溫度降低，通過導(dǎo)熱翼片將分子篩冷卻，分子篩溫度降低后，將抽真空主管路，抽真空支管路及壓力容器的真空夾層的氣體吸附，從而實現(xiàn)抽真空； (3)當(dāng)真空度滿足產(chǎn)品要求后，依次關(guān)閉隔斷閥和擋板閥，將液氮通過液氮輸入口回收； (4)第二次抽真空前，打開再生排氣閥，用再生電爐加熱液氮存儲罐到200°C?500°C，對分子篩進行活化再生。
【文檔編號】F17C1/12GK104456063SQ201410707608
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】黃同福 申請人:安徽大盤壓力容器有限公司