本實(shí)用新型涉及制氮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于調(diào)節(jié)制氮機(jī)輸入輸出的PSA變壓吸附制氮機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)。

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背景技術(shù)：
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目前，隨著工業(yè)的發(fā)展日新月異，氮?dú)庾鳛槎栊詺怏w在各行業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，純凈氮?dú)鉄o(wú)法從自然界直接汲取，于是制氮機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。面對(duì)各種類(lèi)型的制氮機(jī)，變壓吸附法制氮機(jī)突穎而出，其設(shè)備簡(jiǎn)單，體積小，制氮成本低，操作方便，維護(hù)費(fèi)用低。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以來(lái)PSA制氮機(jī)的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)氮?dú)獾氖褂貌⒉痪?，有時(shí)并不需要連續(xù)生產(chǎn)氮?dú)?，但是制氮機(jī)本身卻不會(huì)停止運(yùn)行，如此一來(lái)，整個(gè)制氮機(jī)所屬的系統(tǒng)設(shè)備都在運(yùn)行。例如：對(duì)于一臺(tái)空壓機(jī)，為制氮機(jī)配的是2臺(tái)22KW和3臺(tái)30KW的CompAir空壓機(jī)，1度電為1小時(shí)1千瓦，算下來(lái)電能消耗很大，而且增加了空壓機(jī)的損耗，從而又導(dǎo)致了維護(hù)成本的增加。這樣的情況不符合國(guó)家以及企業(yè)提倡的節(jié)能減排、降低成本的政策。因此，通過(guò)對(duì)此進(jìn)行了探討研究，發(fā)現(xiàn)完全可以在氮?dú)馐褂幂^少或不需使用的情況下制氮機(jī)停止運(yùn)行，并在氮?dú)馐褂貌蛔愕臅r(shí)候自動(dòng)運(yùn)行。然而，目前市場(chǎng)上還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有設(shè)備能滿(mǎn)足此需求。

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技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的就是要解決上述的不足而提供一種PSA變壓吸附制氮機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)，能夠調(diào)節(jié)制氮機(jī)輸入輸出，滿(mǎn)足了節(jié)能減排與穩(wěn)定生產(chǎn)兩方面需求，且安裝簡(jiǎn)單，節(jié)省了成本，提高了可靠性，為施工提供了極大的方便。

為實(shí)現(xiàn)上述目的設(shè)計(jì)一種PSA變壓吸附制氮機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)，包括氮?dú)饩彌_罐1、壓力控制器2、進(jìn)氣氣動(dòng)閥3、出口氣動(dòng)閥4、排空氣動(dòng)閥5、純度控制儀6、氮?dú)鈨?chǔ)罐7以及制氮機(jī)控制單元8，所述制氮機(jī)控制單元8的輸入端通過(guò)管道連接空壓機(jī)9，所述制氮機(jī)控制單元8的輸出端通過(guò)管道連接純度控制儀6，所述純度控制儀6通過(guò)管道連接氮?dú)饩彌_罐1，所述純度控制儀6與氮?dú)饩彌_罐1之間的管道上安裝有進(jìn)氣氣動(dòng)閥3，所述氮?dú)饩彌_罐1的輸出端分別通過(guò)管道連接出口氣動(dòng)閥4、排空氣動(dòng)閥5，所述出口氣動(dòng)閥4與排空氣動(dòng)閥5并聯(lián)設(shè)置，所述出口氣動(dòng)閥4通過(guò)管道連接氮?dú)鈨?chǔ)罐7，所述氮?dú)鈨?chǔ)罐7上安裝有壓力控制器2，所述壓力控制器2、純度控制儀6分別通過(guò)線(xiàn)路連接制氮機(jī)控制單元8的信號(hào)輸入端，所述制氮機(jī)控制單元8的信號(hào)輸出端分別通過(guò)線(xiàn)路連接進(jìn)氣氣動(dòng)閥3、出口氣動(dòng)閥4、排空氣動(dòng)閥5。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣氣動(dòng)閥3與氮?dú)饩彌_罐1之間的管道上裝設(shè)有左吸附塔10、右吸附塔11，所述左吸附塔10與右吸附塔11并聯(lián)設(shè)置，所述進(jìn)氣氣動(dòng)閥3與左吸附塔10之間設(shè)有氣動(dòng)閥三12，所述進(jìn)氣氣動(dòng)閥3與右吸附塔11之間設(shè)有氣動(dòng)閥二13，所述左吸附塔10、右吸附塔11的另一端分別通過(guò)氣動(dòng)閥九14、氣動(dòng)閥八15連接有氣動(dòng)閥十16，所述氣動(dòng)閥十16與氮?dú)饩彌_罐1連接，所述氣動(dòng)閥二13、氣動(dòng)閥三12、氣動(dòng)閥八15、氣動(dòng)閥九14、氣動(dòng)閥十16分別通過(guò)線(xiàn)路連接制氮機(jī)控制單元8。

進(jìn)一步地，所述左吸附塔10、右吸附塔11分別通過(guò)管道連接氣動(dòng)閥七17、氣動(dòng)閥六18的進(jìn)口，所述氣動(dòng)閥七17、氣動(dòng)閥六18的出口通過(guò)管道連接排空消聲器19，所述左吸附塔10、右吸附塔11還分別通過(guò)管道連接氣動(dòng)閥五20、氣動(dòng)閥四21的進(jìn)口，所述氣動(dòng)閥五20的出口通過(guò)管道連接氣動(dòng)閥四21的出口，所述氣動(dòng)閥七17、氣動(dòng)閥六18、氣動(dòng)閥五20、氣動(dòng)閥四21分別通過(guò)線(xiàn)路連接制氮機(jī)控制單元8。

本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，通過(guò)在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上加裝壓力控制器、出口氣動(dòng)閥和排空氣動(dòng)閥，利用原有設(shè)備的純度控制儀和PLC(若不使用PLC，也可以用時(shí)間控制器來(lái)控制)，能夠調(diào)節(jié)制氮機(jī)輸入輸出，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排需求，其安裝簡(jiǎn)單，為施工提供了極大的方便，大大節(jié)省了其改造的成本，真正實(shí)現(xiàn)了設(shè)備智能化，提高了可靠性，并具有擴(kuò)展性；綜上，本實(shí)用新型是一種設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、維護(hù)費(fèi)用低，實(shí)現(xiàn)了安全穩(wěn)定、安裝簡(jiǎn)單、可靠性高、節(jié)省了成本，滿(mǎn)足了節(jié)能與穩(wěn)定生產(chǎn)兩方面需求，非常適合應(yīng)用于PSA變壓吸附制氮機(jī)，值得推廣應(yīng)用。

[附圖說(shuō)明]

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；

圖中：1、氮?dú)饩彌_罐 2、壓力控制器 3、進(jìn)氣氣動(dòng)閥 4、出口氣動(dòng)閥 5、排空氣動(dòng)閥 6、純度控制儀 7、氮?dú)鈨?chǔ)罐 8、制氮機(jī)控制單元 9、空壓機(jī) 10、左吸附塔 11、右吸附塔 12、氣動(dòng)閥三 13、氣動(dòng)閥二 14、氣動(dòng)閥九 15、氣動(dòng)閥八 16、氣動(dòng)閥十 17、氣動(dòng)閥七 18、氣動(dòng)閥六 19、排空消聲器 20、氣動(dòng)閥五 21、氣動(dòng)閥四。

[具體實(shí)施方式]

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作以下進(jìn)一步說(shuō)明：

如附圖1所示，本實(shí)用新型包括：氮?dú)饩彌_罐1、壓力控制器2、進(jìn)氣氣動(dòng)閥3、出口氣動(dòng)閥4、排空氣動(dòng)閥5、純度控制儀6、氮?dú)鈨?chǔ)罐7以及制氮機(jī)控制單元8，制氮機(jī)控制單元8的輸入端通過(guò)管道連接空壓機(jī)9，制氮機(jī)控制單元8的輸出端通過(guò)管道連接純度控制儀6，純度控制儀6通過(guò)管道連接氮?dú)饩彌_罐1，純度控制儀6與氮?dú)饩彌_罐1之間的管道上安裝有進(jìn)氣氣動(dòng)閥3，氮?dú)饩彌_罐1的輸出端分別通過(guò)管道連接出口氣動(dòng)閥4、排空氣動(dòng)閥5，出口氣動(dòng)閥4與排空氣動(dòng)閥5并聯(lián)設(shè)置，出口氣動(dòng)閥4通過(guò)管道連接氮?dú)鈨?chǔ)罐7，氮?dú)鈨?chǔ)罐7上安裝有壓力控制器2，以得到壓力參數(shù)，壓力控制器2、純度控制儀6分別通過(guò)線(xiàn)路連接制氮機(jī)控制單元8的信號(hào)輸入端，制氮機(jī)控制單元8的信號(hào)輸出端分別通過(guò)線(xiàn)路連接進(jìn)氣氣動(dòng)閥3、出口氣動(dòng)閥4、排空氣動(dòng)閥5，從而壓力控制器2和純度控制儀6取得信號(hào)通過(guò)制氮機(jī)控制單元8輸出信號(hào)到進(jìn)氣氣動(dòng)閥3、出口氣動(dòng)閥4和排空氣動(dòng)閥5控制管路通斷，即依據(jù)壓力控制器2和純度控制儀6按相應(yīng)要求開(kāi)關(guān)管路通斷。

其中，進(jìn)氣氣動(dòng)閥3與氮?dú)饩彌_罐1之間的管道上裝設(shè)有左吸附塔10、右吸附塔11，左吸附塔10與右吸附塔11并聯(lián)設(shè)置，進(jìn)氣氣動(dòng)閥3與左吸附塔10之間設(shè)有氣動(dòng)閥三12，進(jìn)氣氣動(dòng)閥3與右吸附塔11之間設(shè)有氣動(dòng)閥二13，左吸附塔10、右吸附塔11的另一端分別通過(guò)氣動(dòng)閥九14、氣動(dòng)閥八15連接有氣動(dòng)閥十16，氣動(dòng)閥十16與氮?dú)饩彌_罐1連接，氣動(dòng)閥二13、氣動(dòng)閥三12、氣動(dòng)閥八15、氣動(dòng)閥九14、氣動(dòng)閥十16分別通過(guò)線(xiàn)路連接制氮機(jī)控制單元8；左吸附塔10、右吸附塔11分別通過(guò)管道連接氣動(dòng)閥七17、氣動(dòng)閥六18的進(jìn)口，氣動(dòng)閥七17、氣動(dòng)閥六18的出口通過(guò)管道連接排空消聲器19，左吸附塔10、右吸附塔11還分別通過(guò)管道連接氣動(dòng)閥五20、氣動(dòng)閥四21的進(jìn)口，氣動(dòng)閥五20的出口通過(guò)管道連接氣動(dòng)閥四21的出口，氣動(dòng)閥七17、氣動(dòng)閥六18、氣動(dòng)閥五20、氣動(dòng)閥四21分別通過(guò)線(xiàn)路連接制氮機(jī)控制單元8。

本實(shí)用新型可以合理控制制氮機(jī)的輸入和穩(wěn)定調(diào)節(jié)制氮機(jī)的輸出，利用壓力控制器和純度控制儀來(lái)共同控制進(jìn)氣氣動(dòng)閥，當(dāng)壓力值與純度值共同達(dá)到要求時(shí)缺一不可，并保持2分鐘時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際要求調(diào)整，實(shí)現(xiàn)氮?dú)馐褂幂^少或不需使用時(shí)制氮機(jī)停止運(yùn)行，從而帶動(dòng)制氮機(jī)前端空壓機(jī)等設(shè)備因壓力達(dá)到上限值而停止運(yùn)行，以后每10分鐘時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際要求調(diào)整檢測(cè)檢測(cè)一次壓力值與純度值，壓力值與純度值再次符合要求，就再停止10分鐘，如有一樣或兩樣未達(dá)到要求，制氮機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，空壓機(jī)因壓力低于下限值開(kāi)始運(yùn)行，純度控制儀單獨(dú)控制出口氣動(dòng)閥和排空氣動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足純度要求的氮?dú)馔ㄟ^(guò)，不滿(mǎn)足的不通過(guò)，并進(jìn)行自我循環(huán)，直到滿(mǎn)足純度要求，從而使有效節(jié)能與安全穩(wěn)定生產(chǎn)共存。

本實(shí)用新型中，PSA制氮機(jī)的工作流程是由可編程控制器控制的二位五通先導(dǎo)電磁閥，再由電磁閥分別控制氣動(dòng)管道閥的開(kāi)、閉來(lái)完成的。三個(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥分別控制左吸、均壓、右吸狀態(tài)。左吸、均壓、右吸的時(shí)間流程已經(jīng)存儲(chǔ)在可編程控制器中。當(dāng)流程處于左吸狀態(tài)時(shí)，控制左吸的電磁閥通電，先導(dǎo)氣接通左吸進(jìn)氣閥、左吸產(chǎn)氣閥、右排氣閥開(kāi)啟口，使得這三個(gè)閥門(mén)打開(kāi)，完成左吸過(guò)程，同時(shí)右吸附塔解吸。當(dāng)流程處于均壓狀態(tài)時(shí)，控制均壓的電磁閥通電，其他閥關(guān)閉；先導(dǎo)氣接通上均壓閥、下均壓閥開(kāi)啟口，使得這兩個(gè)閥門(mén)打開(kāi)，完成均壓過(guò)程。當(dāng)流程處于右吸狀態(tài)時(shí)，控制右吸的電磁閥通電，先導(dǎo)氣接通右吸進(jìn)氣閥、右吸產(chǎn)氣閥、左排氣閥開(kāi)啟口，使得這三個(gè)閥門(mén)打開(kāi)，完成右吸過(guò)程，同時(shí)左吸附塔解吸。每段流程中，除應(yīng)該打開(kāi)的閥門(mén)外，其他閥門(mén)都應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。

本實(shí)用新型通過(guò)在出口氮?dú)鈨?chǔ)罐上安裝壓力控制器，在制機(jī)氮?dú)饩彌_罐后管路上加裝出氣氣動(dòng)閥和排放氣動(dòng)閥，通過(guò)利用制氮機(jī)的PLC實(shí)現(xiàn)由壓力和純度共同控制實(shí)現(xiàn)智能啟停，另外，純度控制儀單獨(dú)控制加裝出氣氣動(dòng)閥和排空氣動(dòng)閥，用來(lái)保障合格氮?dú)獠趴赏ㄟ^(guò)管路輸送至用戶(hù)端，一旦檢測(cè)出純度不合格的氮?dú)?純度<99.995)，則切斷出氣氣動(dòng)閥，打開(kāi)排空氣動(dòng)閥，利用循環(huán)吸附，排放不合格氮?dú)猓钡降獨(dú)夂细窈?，才恢?fù)原狀。

本實(shí)用新型中，當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌葹?9.999與氮?dú)鈮毫?.75Mpa，兩者都達(dá)到此要求并保持此狀態(tài)時(shí)(單一條件滿(mǎn)足要求無(wú)效)，則自動(dòng)進(jìn)入2分鐘停機(jī)倒計(jì)時(shí)狀態(tài)，如果純度或壓力任何一個(gè)不滿(mǎn)足條件，則退出停機(jī)倒計(jì)時(shí)，如果2分鐘后氮?dú)饧兌热詾?9.999、氮?dú)鈮毫θ詾?.75Mpa，則制氮機(jī)自動(dòng)停止工作，進(jìn)入開(kāi)機(jī)倒計(jì)時(shí)狀態(tài)，10分鐘后制氮機(jī)無(wú)條件啟動(dòng)工作，當(dāng)再次滿(mǎn)足氮?dú)饧兌葹?9.999與氮?dú)鈮毫?.75Mpa時(shí)，再次進(jìn)入2分鐘停機(jī)倒計(jì)時(shí)狀態(tài)，2分鐘后滿(mǎn)足條件再次停機(jī)，10分鐘后再次無(wú)條件啟動(dòng)工作，如此循環(huán)下去。關(guān)于10分鐘后制氮機(jī)無(wú)條件啟動(dòng)的設(shè)置是本實(shí)用新型在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)制氮機(jī)在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期停機(jī)到開(kāi)機(jī)這段時(shí)間內(nèi)，氮?dú)饧兌炔▌?dòng)較大，為了能在最短時(shí)間內(nèi)投入生產(chǎn)，本實(shí)用新型經(jīng)過(guò)了不斷的探索實(shí)踐，最后尋找得到的，并以實(shí)踐證明了該結(jié)論是正確并有效的。