制氮装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种制氮装置，包括依次管道连接的空压机、冷干机、空气瓶、PSA系统和氮气瓶，空压机和冷干机之间管道连接有第一过滤组，冷干机与空气瓶之间管道连接有第二过滤组，空气瓶与PSA系统之间设置有催化净化器，氮气瓶包括进气口以及出气口，出气口后设置有主管路以及支管路，主管路与支管路的分叉处设置有两个放空阀组，每一组放空阀组包括有两个排气阀以及电磁阀，两个排气阀分设于主管路与支管路上，主管路于放空阀组之前的管路上还并联有用于检测氮气浓度的氮气分析仪，氮气分析仪信号连接于两个电磁阀上，本发明专利技术的目的是提供一种制氮装置，保障所排出的氮气保持高合格率，避免误排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制氮设备
，特别涉及一种制氮装置。
技术介绍
氮气，通常状况下是一种无色无味的气体，氮气比空气密度小，其化学性质不活泼，常温下很难跟其他物质发生反应。由于氮气的化学稳定性，其广泛应用于很多领域，例如，在汽车轮胎领域，氮气能起到提高轮胎行驶的稳定性和舒适性、防止爆胎和缺气碾行、延长轮胎使用寿命等作用。制氮方法有三类：即深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮。其中，变压吸附制氮是以空气为原料，用碳分子筛作吸附剂，利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性，运用变压吸附原理而在常温下使氧和氮分离制取氮气。变压吸附制氮由于其便捷性而被广泛使用。中国专利公告号为CN203238035U的专利中公开了一种均压的制氮系统，其通过在第一吸收塔和第二吸收塔之间设置有三组气动阀实现了上部以及中下部的均压制氮，制备出来的高纯度的氮气进入缓冲罐中，缓冲罐之后还设置有氮气分析仪用于检测氮气的浓度，并在后续过程中设置有用于排出不合格氮气的管道，从该方案中可以看出其仅仅在不合格氮气的排出管道上设置了气动阀，单个气动阀常会因为故障并不能锁死管道，在排气上带来一些误使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制氮装置，保障所排出的氮气保持高合格率，避免误排放。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种制氮装置，包括依次管道连接的空压机、冷干机、空气瓶、PSA系统和氮气瓶，所述空压机和冷干机之间管道连接有第一过滤组，所述冷干机与空气瓶之间管道连接有第二过滤组，所述空气瓶与PSA系统之间设置有催化净化器，所述氮气瓶包括与PSA系统相接的进气口以及用于供氮气出气的出气口，所述出气口后设置有用于给供给合格氮气的主管路以及用于排放浓度不合格氮气的支管路，所述主管路与支管路的分叉处设置有两个放空阀组，每一组放空阀组包括有两个排气阀以及用于共同控制两个排气阀的电磁阀，两个所述排气阀分设于主管路与支管路上，两个放空阀组分设于主管路和支管路上的两个排气阀之间串联设置，所述主管路于放空阀组之前的管路上还并联有用于检测氮气浓度的氮气分析仪，所述氮气分析仪信号连接于两个电磁阀上。采用上述结构，主管路用于供给质量合格的氮气，而支管路用于排放质量不合格的氮气，在主管路和支管路上设置了放空阀组，放空阀组由两个排气阀组成，两个排气阀分别用于隔断或者联通主管路和支管路，两个排气阀的开关均有电磁阀控制，而电磁阀受控于氮气分析仪，如果氮气分析仪获得的氮气浓度低于95%的话，则开启支管路的排气阀，关闭主管路的排气阀，将不合格的氮气排放于大气中，如果合格的话则相反，并且同时设定了两组放空阀组，两组放空阀组之间串联设置，即氮气分析仪测得浓度低于95%的话，同时开启支管路上的两个排气阀，两个主管路上的排气阀同时关闭，这样可以实现如果前一个主管路上的排气阀受损或者出现意外故障，其依旧有第二个排气阀作为密封，进一步避免了不合格浓度的氮气进入到供应设备中，使得该制氮装置更为可靠。进一步的，所述氮气分析仪与主管路之间还设置有针形阀。采用上述结构，利用针形阀控制进入氮气分析仪的氮气量，针形阀是一种精确调节类阀门，氮气分析仪可以获得小量的气体，而其大量的氮气往主管路流动。进一步的，所述空压机与空气瓶之间并联有第三过滤组、冷干机与第四过滤组，所述第三过滤组连接于空压机，第四过滤组连接于空气瓶，所述第一过滤组与空压机之间以及第三过滤组与空压机之间设置有独立控制的截止阀。采用上述结构，过滤组为一种消耗品，需要经常进行更换，在现在工业制氮设备中，正常应用下的过滤组的更换时效大致为半年一次，每一次更换都需要停机，而且算上更换的时间以及再次开机试运行的时间，使得该制氮设备的使用效率下降，所以在空压机和空气瓶之间并联了第三过滤组和第四过滤组，当第一过滤组和第二过滤组需要进行更换的时候，关闭该条管道的截止阀打开另一条管路的截止阀，该制氮装置可以24小时不停机的运行，而冷干机同样也是一种消耗设备，其内部需要不定期的加入液态的氟利昂，当冷干机的制冷作用下降时，也同样需要停机，所以同时增设一台冷干机作为备用，而且冷干机与第一过滤组和第二过滤组相连，可以简单的实现结构上的复制，工业上也很方便即可实现。进一步的，所述空气瓶与氮气瓶之间并联有结构相同的催化净化器以及PSA系统，两个所述催化净化器与空气瓶之间分别设置有独立控制的其与空气瓶之间管路截止的截止阀，两个所述PSA系统与氮气瓶之间分别设置有独立控制的其与氮气瓶之间管路截止的截止阀。采用上述结构，PSA系统主要的设备即为两个吸附塔，吸附塔内部设置有大量平铺的活性炭，活性炭的性能在长期使用过程中也会有下降，活性炭的性能下降直接导致了氮气的浓度下降，更换活性炭同样会花费很多的时间，所以在此处同时设置有两组PSA系统，同理于催化净化器，催化净化器通过内部的化学物质与空气中一些杂质气体实现化学反应而去除，催化净化器也为一种需要更替产品，所以同样设置有备用的催化净化器，而且催化净化器与PSA系统之间连接，两者的复制同样简单，保证了设备制作上的简便的同时，保持了制氮装备不停机运行的同时还可以实现维修。进一步的，所述PSA系统包括有第一吸附塔、第二吸附塔，所述第一吸附塔和第二吸附塔的进气口和出气口处分别设置有第一截止阀组和第二截止阀组，所述第一截止阀组用于截止或者联通催化净化器与第一吸附塔或者第二吸附塔，所述第二截止阀组用于截止或者联通氮气瓶，所述第二截止阀组设置为三通气动阀，所述PSA系统还设置有用于控制第一截止阀组和第二截止阀组开闭信号的控制中心。采用上述结构，控制中心控制第一截止阀组实现第一吸附塔和第二吸附塔的交替工作，而第二截止阀设置为三通气动阀可以简化管理，当第一吸附塔出气时，即只需要控制三通气动阀打开第一吸附塔与氮气瓶之间的管路，管路简单，工作效率高。进一步的，所述控制中心设置有纯度检测装置，所述控制中心与第一吸附塔和第二吸附塔之间设置有分别设置有联通管路以及位于该管路上的截止阀。采用上述结构，当第一吸附塔出氮气的时候，控制第一吸附塔与控制中心的截止阀打开，控制中心即可检测到氮气的纯度，如果纯度达不到要求即通过转化第二吸附塔进行工作，达到高效高纯度制氮的目的。进一步的，位于PSA系统与氮气瓶之间的截止阀以及位于催化净化器与空气瓶之间的截止阀受控于控制中心。采用上述结构，当第一吸附塔和第二吸附塔制得的氮气的纯度始终低于标准值，控制中心控制PSA系统与氮气瓶之间的截止阀和位于催化净化器与空气瓶之间的截止阀切断，并打开备用的PSA系统与氮气瓶之间的截止阀以及催化净化器与空气瓶之间的截止阀，即可实现转化进行新一轮的生产。进一步的，所述第一过滤组、第二过滤组、第三过滤组和第四过滤组均设置有压差显示仪。采用上述结构，利用压差显示仪判断第一过滤组、第二过滤组、第三过滤组和第四过滤组的工作是不是正常，以此来判断是否需要更换和维修。进一步的，所述主管路两个串联的排气阀之间与支管路两个串联的排气阀之间设置有连通道。采用上述结构，如果主管路上的第一个排气阀出现泄露，不合格的气体可以从连通道进入到支管路中从支管路中位于后方的排气阀中通出。附图说明图1是整体的制氮装置系统图；图2是PSA系统的示意图。图中，1、空压机；2、第一过滤组；3、压差显示仪；4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制氮装置，包括依次管道连接的空压机（1）、冷干机（4）、空气瓶（6）、PSA系统（9）和氮气瓶（10），所述空压机（1）和冷干机（4）之间管道连接有第一过滤组（2），所述冷干机（4）与空气瓶（6）之间管道连接有第二过滤组（5），所述空气瓶（6）与PSA系统（9）之间设置有催化净化器（7），其特征是，所述氮气瓶（10）包括与PSA系统（9）相接的进气口以及用于供氮气出气的出气口，所述出气口后设置有用于给供给合格氮气的主管路（18）以及用于排放浓度不合格氮气的支管路（17），所述主管路（18）与支管路（17）的分叉处设置有两个放空阀组（16），每一组放空阀组（16）包括有两个排气阀（14）以及用于共同控制两个排气阀（14）的电磁阀（15），两个所述排气阀（14）分设于主管路（18）与支管路（17）上，两个放空阀组（16）分设于主管路（18）和支管路（17）上的两个排气阀（14）之间串联设置，所述主管路（18）于放空阀组（16）之前的管路上还并联有用于检测氮气浓度的氮气分析仪（13），所述氮气分析仪（13）信号连接于两个电磁阀（15）上。

【技术特征摘要】
1.一种制氮装置，包括依次管道连接的空压机（1）、冷干机（4）、空气瓶（6）、PSA系统（9）和氮气瓶（10），所述空压机（1）和冷干机（4）之间管道连接有第一过滤组（2），所述冷干机（4）与空气瓶（6）之间管道连接有第二过滤组（5），所述空气瓶（6）与PSA系统（9）之间设置有催化净化器（7），其特征是，所述氮气瓶（10）包括与PSA系统（9）相接的进气口以及用于供氮气出气的出气口，所述出气口后设置有用于给供给合格氮气的主管路（18）以及用于排放浓度不合格氮气的支管路（17），所述主管路（18）与支管路（17）的分叉处设置有两个放空阀组（16），每一组放空阀组（16）包括有两个排气阀（14）以及用于共同控制两个排气阀（14）的电磁阀（15），两个所述排气阀（14）分设于主管路（18）与支管路（17）上，两个放空阀组（16）分设于主管路（18）和支管路（17）上的两个排气阀（14）之间串联设置，所述主管路（18）于放空阀组（16）之前的管路上还并联有用于检测氮气浓度的氮气分析仪（13），所述氮气分析仪（13）信号连接于两个电磁阀（15）上。2.根据权利要求1所述的制氮装置，其特征是，所述氮气分析仪（13）与主管路（18）之间还设置有针形阀（25）。3.根据权利要求1所述的制氮装置，其特征是，所述空压机（1）与空气瓶（6）之间并联有第三过滤组（21）、冷干机（4）与第四过滤组（20），所述第三过滤组（21）连接于空压机（1），第四过滤组（20）连接于空气瓶（6），所述第一过滤组（2）与空压机（1）之间以及第三过滤组（21）与空压机（1）之间设置有独立控制的截止阀。4.根据权利要求3所述的制氮装置，其特征是，所述空气瓶（6）与氮气瓶（10...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾飞龙，张达威，岑吉军，
申请(专利权)人：上海垣锦机电设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31