可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，包括通過氣流管路依次相連的壓縮機、冷干機、緩沖罐和變壓吸附罐組，所述緩沖罐的外壁面上還固定連接有襯套，所述襯套與緩沖罐之間形成密閉的制冷腔，襯套上還固定有與制冷腔相通的進(jìn)氣管和出氣管，所述進(jìn)氣管和/或出氣管上還設(shè)置有風(fēng)機。本實用新型在現(xiàn)有技術(shù)上改進(jìn)簡單，易于實施，在不額外消耗現(xiàn)有制氮系統(tǒng)用電的情況下可進(jìn)一步利用冷干機電機的功率輸出，利于美化制氮站生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境。
【專利說明】
可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及變壓吸附制氮設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氮氣廣泛用于石油、化工、食品、電子、冶金、醫(yī)療、危化品運輸?shù)刃袠I(yè)。如用于金屬燒結(jié)、激光打孔的保護(hù)氣體、石油及化工管道和設(shè)備的清洗及氣體置換、食品工業(yè)中的氣調(diào)保險及充氮包裝、電子行業(yè)生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的氮氣保護(hù)、醫(yī)療行業(yè)的針劑充氮及其他需要氮氣的部門、?；愤\輸中儲罐上部充氮保護(hù)等，現(xiàn)有技術(shù)中空壓變壓吸附制氮設(shè)備可高效的提供純度大于99%的氮氣，在以上各行各業(yè)中被廣泛采用。
[0003]現(xiàn)有變壓吸附制氮設(shè)備中，基于保護(hù)變壓吸附塔中的活性炭等因素，需要在壓縮空氣進(jìn)入到變壓吸附罐之前去除壓縮空氣中的水分，現(xiàn)有廣泛采用的設(shè)備為冷干機，在壓縮空氣流經(jīng)冷干機后被降溫，壓縮空氣中的水汽析出經(jīng)過疏水閥被排出，達(dá)到對壓縮空氣進(jìn)行除濕的目的。正因為冷干機對壓縮空氣進(jìn)行了降溫，在變壓吸附制氮設(shè)備的運行過程中，在冷干機后續(xù)的設(shè)備或管路的表面上往往有大量冷凝水析出，在夏天尤為明顯。以上析出的冷凝水不僅影響變壓吸附制氮站的環(huán)境，同時也是現(xiàn)有變壓吸附制氮設(shè)備經(jīng)濟(jì)性不如深冷制氮的一個原因所在。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中以上析出的冷凝水不僅影響變壓吸附制氮站的環(huán)境，同時也是現(xiàn)有變壓吸附制氮設(shè)備經(jīng)濟(jì)性不如深冷制氮的一個原因所在的問題，本實用新型提供了一種可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)。
[0005]為解決上述問題，本實用新型提供的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)通過以下技術(shù)要點來解決問題:可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，包括通過氣流管路依次相連的壓縮機、冷干機、緩沖罐和變壓吸附罐組，所述緩沖罐的外壁面上還固定連接有襯套，所述襯套與緩沖罐之間形成密閉的制冷腔，襯套上還固定有與制冷腔相通的進(jìn)氣管和出氣管，所述進(jìn)氣管和/或出氣管上還設(shè)置有風(fēng)機。
[0006]具體的，設(shè)置的壓縮機為壓縮空氣的來源，所述壓縮機優(yōu)選使用可連續(xù)排氣的螺桿式壓縮機，設(shè)置的冷干機用于對壓縮空氣進(jìn)行制冷，以便于壓縮空氣中的水分能夠呈液態(tài)析出，設(shè)置的緩沖罐用于壓縮空氣進(jìn)入到變壓吸附罐組前的暫存，設(shè)置的變壓吸附罐組用于通過活性炭變壓吸附原理將氮氣分離出來。
[0007]本實用新型中，設(shè)置的襯套用于在其與緩沖罐之間得到密封的制冷腔，同時通過設(shè)置在襯套上的進(jìn)氣管和出氣管，并通過設(shè)置在進(jìn)氣管和/或出氣管上的風(fēng)機，使得能夠在制冷腔中形成連續(xù)的空氣對流，以上空氣對流在制冷腔的流動過程中，空氣可與緩沖罐壁面進(jìn)行熱交換，此過程中壓縮空氣為冷流體，空氣為熱流體，這樣經(jīng)過制冷腔的空氣被降溫，可用于夏季操作室的制冷新風(fēng)；同時以上密閉的制冷腔使得空氣流經(jīng)制冷腔時析出的冷凝水不能任意沿著緩沖罐的外壁面流動，有利于整潔空壓制氮站生產(chǎn)區(qū)域的環(huán)境;對冷干機輸出功率的進(jìn)一步回收利用有利于降低企業(yè)的綜合生產(chǎn)成本；由于設(shè)計要求緩沖罐容積均較大，故緩沖罐相較于冷干機與變壓吸附罐組之間的管路或設(shè)備具有較大的傳熱面積，而變壓吸附罐中由于活性炭在壓縮空氣沖刷下相互摩擦產(chǎn)熱，這樣變壓吸附罐的表面溫度要明顯高于緩沖罐的表面溫度，故在相同的傳熱面積的情況下，本實用新型還具有對冷干機輸出功率利用效率高的特點。優(yōu)選上述襯套為隔熱材料。
[0008]更進(jìn)一步的技術(shù)方案為:
[0009]為使得緩沖罐能夠全部包裹于襯套中，利于對緩沖罐內(nèi)低溫氣體的高效率用，所述襯套為與緩沖罐外形相同的罐狀結(jié)構(gòu)，所述襯套上還設(shè)置有用于緩沖罐的進(jìn)氣接管和出氣接管穿過的孔。
[0010]為防止由上述孔中形成漏流，所述孔中均設(shè)置有用于實現(xiàn)進(jìn)氣接管與孔或出氣接管與孔靜密封的密封墊。
[0011]為強化制冷腔內(nèi)空氣與緩沖罐壁面的對流強度，利于所述空氣充分放熱，所述制冷腔中緩沖罐的外壁面與襯套的內(nèi)壁面的間隔寬度介于4mm-10mm之間。
[0012]為減小油和水對后續(xù)變壓吸附罐組的影響和提升冷干機的制冷效果，所述壓縮機與冷干機之間的管路上還設(shè)置有油水分離器。以上油水分離器可在壓縮空氣流經(jīng)冷干機之前將受壓析出的水、油排出。
[0013]為進(jìn)一步保護(hù)活性炭，延長活性炭的使用壽命，所述緩沖罐與冷干機之間的管路上還設(shè)置有活性炭除油罐。
[0014]為減少出氣管中流出空氣的含水量，所述襯套的底部還固定連接有排水管，所述排水管的出口端還連接有截斷閥。
[0015]為實現(xiàn)截斷閥的自動排水，所述截斷閥為疏水閥。
[0016]為提升制冷腔中空氣與壓縮空氣熱交換的長度，制冷腔中還設(shè)置有折流板。以上設(shè)置利于制冷腔中空氣與緩沖罐壁面的充分接觸;進(jìn)一步的可設(shè)置為折流板兩端分別與襯套內(nèi)壁面和緩沖罐接觸，此時折流板可作為襯套形狀保持的保持架。
[0017]由于出氣管中排出空氣在流經(jīng)制冷腔時被降溫，故此時的空氣中含有更多細(xì)小的水珠，為避免上述水珠對風(fēng)機造成影響，所述風(fēng)機設(shè)置在進(jìn)氣管中，且所述風(fēng)機為軸流風(fēng)機。為軸流風(fēng)機的設(shè)置旨在降低風(fēng)機的運行噪音和風(fēng)機的體積。
[0018]本實用新型具有以下有益效果:
[0019]1、本實用新型在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上制作簡單，設(shè)置的襯套用于在其與緩沖罐之間得到密封的制冷腔，同時通過設(shè)置在襯套上的進(jìn)氣管和出氣管，并通過設(shè)置在進(jìn)氣管和/或出氣管上的風(fēng)機，使得能夠在制冷腔中形成連續(xù)的空氣對流，以上空氣對流在制冷腔的流動過程中，空氣可與緩沖罐壁面進(jìn)行熱交換，此過程中壓縮空氣為冷流體，空氣為熱流體，這樣經(jīng)過制冷腔的空氣被降溫，可用于夏季操作室的制冷新風(fēng)；同時以上密閉的制冷腔使得空氣流經(jīng)制冷腔時析出的冷凝水不能任意沿著緩沖罐的外壁面流動，有利于整潔空壓制氮站生產(chǎn)區(qū)域的環(huán)境;對冷干機輸出功率的進(jìn)一步回收利用有利于降低企業(yè)的綜合生產(chǎn)成本。
[0020]2、由于設(shè)計要求緩沖罐容積均較大，故緩沖罐相較于冷干機與變壓吸附罐組之間的管路或設(shè)備具有較大的傳熱面積，而變壓吸附罐中由于活性炭在壓縮空氣沖刷下相互摩擦產(chǎn)熱，這樣變壓吸附罐的表面溫度要明顯高于緩沖罐的表面溫度，故在相同的傳熱面積的情況下，本實用新型還具有對冷干機輸出功率利用效率高的特點。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實用新型所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)一個具體實施例中，緩沖罐與襯套的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系示意圖。
[0023]圖中標(biāo)記分別為:1、壓縮機，2、油水分離器，3、冷干機，4、緩沖罐，41、襯套，42、制冷腔，43、進(jìn)氣管，44、出氣管，45、排水管，46、截斷閥，47、風(fēng)機，5、活性炭除油罐，6、變壓吸附罐組，7、折流板。
【具體實施方式】
[0024]本實用新型提供了一種可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中冷干機后續(xù)設(shè)備或管道析出的冷凝水不僅影響變壓吸附制氮站的環(huán)境，同時也是現(xiàn)有變壓吸附制氮設(shè)備經(jīng)濟(jì)性不如深冷制氮的一個原因所在的問題。下面結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但是本實用新型不僅限于以下實施例:
[0025]實施例1:
[0026]如圖1和圖2所示，可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，包括通過氣流管路依次相連的壓縮機1、冷干機3、緩沖罐4和變壓吸附罐組6，所述緩沖罐4的外壁面上還固定連接有襯套41，所述襯套41與緩沖罐4之間形成密閉的制冷腔42，襯套41上還固定有與制冷腔42相通的進(jìn)氣管43和出氣管44，所述進(jìn)氣管43和/或出氣管44上還設(shè)置有風(fēng)機47。
[0027]本實施例中，設(shè)置的壓縮機I為壓縮空氣的來源，所述壓縮機I優(yōu)選使用可連續(xù)排氣的螺桿式壓縮機I，設(shè)置的冷干機3用于對壓縮空氣進(jìn)行制冷，以便于壓縮空氣中的水分能夠呈液態(tài)析出，設(shè)置的緩沖罐4用于壓縮空氣進(jìn)入到變壓吸附罐組6前的暫存，設(shè)置的變壓吸附罐組6用于通過活性炭變壓吸附原理將氮氣分離出來。
[0028]本實用新型中，設(shè)置的襯套41用于在其與緩沖罐4之間得到密封的制冷腔42，同時通過設(shè)置在襯套41上的進(jìn)氣管43和出氣管44，并通過設(shè)置在進(jìn)氣管43和/或出氣管44上的風(fēng)機47，使得能夠在制冷腔42中形成連續(xù)的空氣對流，以上空氣對流在制冷腔42的流動過程中，空氣可與緩沖罐4壁面進(jìn)行熱交換，此過程中壓縮空氣為冷流體，空氣為熱流體，這樣經(jīng)過制冷腔42的空氣被降溫，可用于夏季操作室的制冷新風(fēng)；同時以上密閉的制冷腔42使得空氣流經(jīng)制冷腔42時析出的冷凝水不能任意沿著緩沖罐4的外壁面流動，有利于整潔空壓制氮站生產(chǎn)區(qū)域的環(huán)境;對冷干機3輸出功率的進(jìn)一步回收利用有利于降低企業(yè)的綜合生產(chǎn)成本；由于設(shè)計要求緩沖罐4容積均較大，故緩沖罐4相較于冷干機3與變壓吸附罐組6之間的管路或設(shè)備具有較大的傳熱面積，而變壓吸附罐中由于活性炭在壓縮空氣沖刷下相互摩擦產(chǎn)熱，這樣變壓吸附罐的表面溫度要明顯高于緩沖罐4的表面溫度，故在相同的傳熱面積的情況下，本實用新型還具有對冷干機3輸出功率利用效率高的特點。優(yōu)選上述襯套41為隔熱材料。
[0029]實施例2:
[0030]本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步限定，如圖1和圖2所示，為使得緩沖罐4能夠全部包裹于襯套41中，利于對緩沖罐4內(nèi)低溫氣體的高效率用，所述襯套41為與緩沖罐4外形相同的罐狀結(jié)構(gòu)，所述襯套41上還設(shè)置有用于緩沖罐4的進(jìn)氣接管和出氣接管穿過的孔。
[0031]為防止由上述孔中形成漏流，所述孔中均設(shè)置有用于實現(xiàn)進(jìn)氣接管與孔或出氣接管與孔靜密封的密封墊。
[0032]為強化制冷腔42內(nèi)空氣與緩沖罐4壁面的對流強度，利于所述空氣充分放熱，所述制冷腔42中緩沖罐4的外壁面與襯套41的內(nèi)壁面的間隔寬度介于4mm-10mm之間。
[0033]為減小油和水對后續(xù)變壓吸附罐組6的影響和提升冷干機3的制冷效果，所述壓縮機I與冷干機3之間的管路上還設(shè)置有油水分離器2。以上油水分離器2可在壓縮空氣流經(jīng)冷干機3之前將受壓析出的水、油排出。
[0034]為進(jìn)一步保護(hù)活性炭，延長活性炭的使用壽命，所述緩沖罐4與冷干機3之間的管路上還設(shè)置有活性炭除油罐5。
[0035]為減少出氣管44中流出空氣的含水量，所述襯套41的底部還固定連接有排水管45，所述排水管45的出口端還連接有截斷閥46。
[0036]為實現(xiàn)截斷閥46的自動排水，所述截斷閥46為疏水閥。
[0037]實施例3:
[0038]本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步限定，如圖1和圖2所示，為提升制冷腔42中空氣與壓縮空氣熱交換的長度，制冷腔42中還設(shè)置有折流板7。以上設(shè)置利于制冷腔42中空氣與緩沖罐4壁面的充分接觸;進(jìn)一步的可設(shè)置為折流板7兩端分別與襯套41內(nèi)壁面和緩沖罐4接觸，此時折流板7可作為襯套41形狀保持的保持架。本實施例中該折流板7為在金屬薄板上進(jìn)行螺旋放樣后切割得到的螺旋結(jié)構(gòu)，以上螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)、外徑分別為緩沖罐的外徑和襯套的內(nèi)徑。
[0039]由于出氣管44中排出空氣在流經(jīng)制冷腔42時被降溫，故此時的空氣中含有更多細(xì)小的水珠，為避免上述水珠對風(fēng)機47造成影響，所述風(fēng)機47設(shè)置在進(jìn)氣管43中，且所述風(fēng)機47為軸流風(fēng)機47。為軸流風(fēng)機47的設(shè)置旨在降低風(fēng)機47的運行噪音和風(fēng)機47的體積。
[0040]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的【具體實施方式】只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的技術(shù)方案下得出的其他實施方式，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，包括通過氣流管路依次相連的壓縮機(I)、冷干機(3)、緩沖罐(4)和變壓吸附罐組(6)，其特征在于，所述緩沖罐(4)的外壁面上還固定連接有襯套(41)，所述襯套(41)與緩沖罐(4)之間形成密閉的制冷腔(42)，襯套(41)上還固定有與制冷腔(42)相通的進(jìn)氣管(43)和出氣管(44)，所述進(jìn)氣管(43)和/或出氣管(44)上還設(shè)置有風(fēng)機(47)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，其特征在于，所述襯套(41)為與緩沖罐(4)外形相同的罐狀結(jié)構(gòu)，所述襯套(41)上還設(shè)置有用于緩沖罐(4)的進(jìn)氣接管和出氣接管穿過的孔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，其特征在于，所述孔中均設(shè)置有用于實現(xiàn)進(jìn)氣接管與孔或出氣接管與孔靜密封的密封墊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷腔(42)中緩沖罐(4)的外壁面與襯套(41)的內(nèi)壁面的間隔寬度介于4mm-10mm之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(I)與冷干機(3)之間的管路上還設(shè)置有油水分離器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，其特征在于，所述緩沖罐(4)與冷干機(3)之間的管路上還設(shè)置有活性炭除油罐(5)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，其特征在于，所述襯套(41)的底部還固定連接有排水管(45)，所述排水管(45)的出口端還連接有截斷閥(46)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，其特征在于，所述截斷閥(46)為疏水閥。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一個所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，其特征在于，制冷腔(42)中還設(shè)置有折流板(7)。10.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一個所述的可用于空氣制冷的變壓吸附制氮系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)機(47)設(shè)置在進(jìn)氣管(43)中，且所述風(fēng)機(47)為軸流風(fēng)機。
【文檔編號】C01B21/04GK205676156SQ201620264218
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月1日 公開號201620264218.2, CN 201620264218, CN 205676156 U, CN 205676156U, CN-U-205676156, CN201620264218, CN201620264218.2, CN205676156 U, CN205676156U
【發(fā)明人】賀昶明
【申請人】成都科盛石油科技有限公司