一种智能小型气体纯化器制造技术

本实用新型专利技术属于气体纯化技术与装置领域，尤其涉及一种智能小型气体纯化器。为解决市场主流纯化器在高温下易发生超温且无法及时反馈故障信息的问题，以及无法通过同一终端大规模、高效率的批量控制。本实用新型专利技术提出一种智能小型气体纯化器。包括散热筒，控制机箱，纯化柱，加热器，保温层以及支撑固定机构。散热筒顶端设有进气口和出气口，内部安装金属材质纯化柱；纯化柱内部装填气体纯化材料，外部设置加热器；加热器由散热筒底部机箱中的控制电路控制。本实用新型专利技术结构简单、制造方便、便于集成、纯化性能好、使用寿命长、反馈信息多、无安全隐患，可用于多种中小流量气体纯化，也可多台设备并联控制使用或与其他设备集成控制使用。

An intelligent small gas purifier

The utility model belongs to the field of gas purification technology and device, in particular to an intelligent small gas purifier. To solve the problem that the mainstream purifier of the market is prone to overheating at high temperature and fail to respond to failure information in a timely manner, it is impossible to control the batch in a large scale and efficiently by the same terminal. The utility model provides an intelligent small gas purifier. It includes the heat sink, the control box, the purification column, the heater, the insulation layer and the supporting fixed mechanism. The top part of the radiator is provided with an air inlet and an air outlet, and a metal material purification column is installed inside. The purification column is internally filled with gas purification material, and external heater is set up, and the heater is controlled by a control circuit in the bottom box of the radiator barrel. The utility model has the advantages of simple structure, convenient manufacture, convenient integration and purification, good performance, long service life, more feedback information and no hidden danger, and can be used for gas purification of various medium and small flow rates, or multiple devices can be controlled in parallel or used to integrate and control with other devices.

【技术实现步骤摘要】
一种智能小型气体纯化器
本技术属于气体纯化技术与装置领域，尤其涉及一种智能小型气体纯化器。
技术介绍
气体纯化器是一种用于去除气体中杂质从而获得高纯度气体的装置，广泛应用于工业生产及科研领域。例如为气相色谱仪、DSC等分析仪器提供高纯载气；为镀制活性金属Ti、Zr、Mo、Al等纯金属膜或氮化物膜提供高纯氩气或氮气；用于含易氧化金属元素合金的高纯熔炼等；提供用于低浓度标准气体(ppm-ppb级别)配制的高纯度平衡气等。当前，市场上多采用体积较小(一般不超过600×600×600mm)的台式小型气体纯化器，这种台式小型气体纯化器通常采用活性金属为化学吸附剂，当原料气通过活性金属纯化床时,气体中微量杂质(如惰性气体中的O2,H2O,CO,CO2,CH4)等气体与活性金属发生化学吸附反应，从而得到99.9999％以上的超高纯气体。然而该类型纯化器工作温度一般在300－400℃，活化温度一般在450℃以上。由于吸附反应是放热反应，高温下容易发生超温，存在安全隐患。为解决此问题，先普半导体公司采用在进气端和出气端分别填充颗粒状和粉末状吸气剂材料的方法，避免在高温下吸附反应过于剧烈，但此方法仍未能有效解决电子元件(如加热器、温度传感器等)发生故障造成的超温问题。此外，目前市场上主流的台式小型纯化器通常仅反应纯化器是否达到工作温度，用户无法获知纯化器是否已达到使用寿命极限，当纯化器发生常规故障时，用户无法迅速判断，导致纯化器失效后不纯气体进入下游应用设备，进而造成损失。目前市场上的纯化器即使多台联用，也仅能单独操作，无法通过同一终端大规模、高效率的批量控制。因此，开发一种多重保障避免超温、反馈使用寿命与故障类型信息、便于多台设备批量控制并易与其他设备集成使用的智能小型纯化器，对于纯化器的安全、高效、大规模应用具有重要意义。
技术实现思路
针对上述问题与缺陷，本技术提出一种智能小型气体纯化器，其特征在于，包括散热筒12，控制机箱15，纯化柱5，加热器7以及支撑梁8。散热筒12上端固定上盖3，下端连接机箱15，上盖3安装的进气口1与进气管4相连，出气口2与和出气管6相连，进气管4与纯化柱5的进气端相连，出气管6与纯化柱5的出气端相连，上盖3与散热筒12之间采用环形连接器连接，并采用螺栓、铆钉等形式固定，进气管4穿过不锈钢支撑梁8，并通过螺栓9固定不锈钢支撑梁8与散热筒12，纯化柱5外壁固定弹簧加热器7，加热器7通过导线10引入机箱15，并与控制电路11连接。所述散热筒12为铝合金、不锈钢金属材质，表面进行阳极氧化、喷塑处理，表面为翅片结构，翅片结构为太阳花式呈放射状，散热筒12外径为50-200mm，内径为40-190mm，高度为100-600mm；所述散热筒12上盖3安装的进气口1与出气口2为卡套结构，选用3-15mm的卡套接头。所述控制机箱15底座设有安装孔，用于与其他设备集成，机箱内设有卡槽，用于放置控制电路11，机箱正面设有工作状态指示灯和工作寿命指示灯14，可显示纯化器加热或工作状态、是否超过使用寿命以及故障类型信息，同时每台设备设置唯一的条形码13，可用于质量追溯，机箱15背面板设有电源接口及设备开关；所述上盖3上表面贴有设备名称或型号19，可用于设备查询。所述纯化柱为直线型圆柱体，材质为不锈钢或铜，内壁抛光；纯化柱直径为10-100mm，长度为50-500mm；纯化柱两端安装过滤片，材质可以是不锈钢或镍，过滤精度为0.1-1μm；纯化柱两端采用焊接或法兰密封方式，两端焊接导气管，导气管可选用3-15mm范围内的金属管，内部装填合金型、催化剂型等纯化材料。所述加热器可以是加热棒、电阻丝加热器、陶瓷加热器、电阻圈加热器，套装在纯化柱外表面，加热功率在100-2000W之间，最高可加热至600℃，根据纯化柱长度，配置不少于2个加热器，当所有加热器均发生故障时，相应的指示灯会熄灭进行提示，根据纯化柱长度，配置不少于2个热电偶，一组热电偶出现故障可自动切换至下一个备用热电偶，当所有加热器均发生故障时，相应的指示灯会熄灭进行提示。所述加热器通过PID或PLC程序控制，可通过赋予多个设备不同地址，实现多台设备批量调试，并可与其他设备集成使用；设备端口可采用485转USB方式与计算机所对应COM接口连接，并通过上位机软件进行配置信息写入、配置信息获取、实时温度获取、故障信息获取、实时温度写入；根据纯化材料的不同可设置不同工作温度与工作寿命，系统可自动记录设备在工作条件下的工作时间，当工作时间达到设备预设工作寿命时，相应的指示灯可闪烁进行报警。所述支撑梁用于将纯化柱、加热器、保温层固定于散热筒内部，支撑梁为中间开孔的金属棒，纯化柱导气管穿过金属棒中孔，金属棒紧贴纯化柱端面，同时金属棒两端开螺纹孔，两端使用螺栓穿过散热筒侧面的固定孔进行紧固。本技术的有益效果在于：(1)功能完备、安全可靠。纯化器在接通电源打开开关后，系统自动升温至工作温度并保持工作状态，无需人为设定；控制机箱上的2个指示灯可显示未工作、加热、保温、正常使用、达到寿命、加热故障、热偶故障7个工作状态，两个指示灯将使用寿命与故障类型信息及时反馈给使用者，与同类产品相比更加安全可靠。(2)控制智能、效率提升。纯化器控制程序具有自学习功能，当工作温度改变或发生加热器故障、突然断电后重启等意外情况时，能够自动调整，迅速加热至预设温度(5－20分钟)；纯化器具有工作寿命计时及超寿命提醒功能，工作时间达到使用寿命后，仅需简单拆卸、更换纯化柱，即可重新使用；多台纯化器可通过同一终端批量化控制，也可与其他设备通过同一终端集成使用。(3)性能提高，寿命更长。当原料气纯度不低于99.995％时，产品气纯度可达到99.99999％，与外观体积相近的同类产品相比，相同使用条件下本纯化器使用寿命可提高近一倍。附图说明附图1是智能小型气体纯化器的结构示意图附图2是智能小型气体纯化器的气路连接方式一附图3为智能小型气体纯化器的气路连接方式二附图标记：，1－进气口，2－出气口，3－上盖，4－进气管，5－纯化柱，6－出气管，7－加热器，8－支撑梁，9－螺栓，10－导线，11－控制电路，12－散热筒，13－标识码，14－指示灯，15－机箱，16－原料气进气管，17－球阀或截止阀，18－产品气出气管，19－设备名称或型号，20－流量计。具体实施方式下面结合附图，对实施例作详细说明。实施例一：附图1为智能小型气体纯化器的结构示意图，如图1所示，包括散热筒12，控制机箱15，纯化柱5，加热器7以及支撑梁8。散热筒12直径为130mm，散热筒12上端固定上盖3，下端连接机箱15；上盖3上表面贴有设备名称或型号19，安装有1/8卡套进气口1和出气口2，进气口1连接进气管4，出气口2连接出气管6，进气管4和出气管6均为外径为1/8不锈钢内抛光管；进气管(4)穿过不锈钢支撑梁(8)，并通过螺栓(9)固定不锈钢支撑梁(8)与散热筒(12)；纯化柱5外壁固定弹簧加热器7，加热器7导线10引入机箱15、并与控制电路11连接；机箱15正面设置2个LED指示灯14，分别为状态指示灯和寿命指示灯，以及每台设备唯一的条形码13，可用于质量追溯；机箱15背面设有电源线插座和开关。具体操作方法如下：步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能小型气体纯化器，其特征在于，包括散热筒(12)，控制机箱(15)，纯化柱(5)，加热器(7)以及支撑梁(8)；散热筒(12)上端固定上盖(3)，下端连接机箱(15)，上盖(3)安装的进气口(1)与进气管(4)相连，出气口(2)与和出气管(6)相连，进气管(4)与纯化柱(5)的进气端相连，出气管(6)与纯化柱(5)的出气端相连，上盖(3)与散热筒(12)之间采用环形连接器连接，并采用螺栓、铆钉形式固定，进气管(4)穿过不锈钢支撑梁(8)，并通过螺栓(9)固定不锈钢支撑梁(8)与散热筒(12)，纯化柱(5)外壁固定弹簧加热器(7)，加热器(7)通过导线(10)引入机箱(15)，并与控制电路(11)连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能小型气体纯化器，其特征在于，包括散热筒(12)，控制机箱(15)，纯化柱(5)，加热器(7)以及支撑梁(8)；散热筒(12)上端固定上盖(3)，下端连接机箱(15)，上盖(3)安装的进气口(1)与进气管(4)相连，出气口(2)与和出气管(6)相连，进气管(4)与纯化柱(5)的进气端相连，出气管(6)与纯化柱(5)的出气端相连，上盖(3)与散热筒(12)之间采用环形连接器连接，并采用螺栓、铆钉形式固定，进气管(4)穿过不锈钢支撑梁(8)，并通过螺栓(9)固定不锈钢支撑梁(8)与散热筒(12)，纯化柱(5)外壁固定弹簧加热器(7)，加热器(7)通过导线(10)引入机箱(15)，并与控制电路(11)连接。2.根据权利要求1所述智能小型气体纯化器，其特征在于，所述散热筒(12)为铝合金、不锈钢金属材质，表面进行阳极氧化、喷塑处理，表面为翅片结构，翅片结构为太阳花式呈放射状，散热筒(12)外径为50-200mm，内径为40-190mm，高度为100-600mm；所述散热筒(12)上盖(3)安装的进气口(1)与出气口(2)为卡套结构，选用3-15mm的卡套接头。3.根据权利要求1所述智能小型气体纯化器，其特征在于，所述控制机箱(15)底座设有安装孔，用于与其他设备集成，机箱内设有卡槽，用于放置控制电路(11)，机箱正面设有工作状态指示灯和工作寿命指示灯(14)，可显示纯化器加热或工作状态、是否超过使用寿命以及故障类型信息，同时每台设备设置唯一的条形码(13)，可用于质量追溯，机箱(15)背面板设有电源接口及设备开关；所述上盖(3)上表面贴有设备名称或型号(19)，可用于设备查询。4.根据权利要求1所述智能小型气体纯化器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷洋，刘晓鹏，张超，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：新型
国别省市：北京,11