小型制氮充装机制造技术

本申请公开了小型制氮充装机，包括：压缩空气处理系统，完成压缩空气的干燥净化处理；PSA系统，压缩空气经所述压缩空气处理系统后形成干燥空气并进入所述PSA系统；增压系统，经所述PSA系统制备的合格氮气进入所述增压系统；以及充装系统，经所述增压系统进行增压处理后的高压氮气进入所述充装系统进行充装。本申请采用有限元布局设计理念，即，空间分层叠加、设备功能组合，工艺渐进排列，合理布局设计等，将上述系统集成在同一壳体内，提高了快速高效制氮充装能力和性能指标，满足了部队实战要求，促进国防科技工程项目实用化、便捷化。

Small Nitrogen Filler

【技术实现步骤摘要】
小型制氮充装机
本申请属于制氮充装
，具体涉及小型制氮充装机。
技术介绍
随着导弹型号研制技术的迅猛发展，近年来我国地地、地空等导弹快速列装部队，提高了我国国防力量。导弹发射前，由于阵地环境温度和飞行速度产生的热量，使得弹体温度升高，导致仪器设备不能正常工作，作战能力严重受挫。为了提高导弹的命中精度和可靠性，需要研制一种小型智能化冷气制取、气瓶清洗和高压充装为一体的配套设备，在发射前给导弹气瓶灌装充气，飞行时，启动高速高压冷气系统，冷气喷出，降低弹头温度，保证导弹命中目标精度。因此，为了满足型号需求，需要自主开发研制新的产品为其配套列装。通过历史查询以前型号的配套设备，参考制氮机和充瓶工艺及其设备，综合分析复杂的工艺流程，其费时、费力，难以适应现代化战争作战需求，且现有的关键氮气技术指标纯度为99.99％，露点-60℃，只能满足基本要求，可靠性难以保证。因此，本申请提出了提高快速高效制氮充装能力和性能指标，且满足部队实战要求的小型制氮充装机。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种小型制氮充装机。为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：小型制氮充装机，包括：压缩空气处理系统，完成压缩空气的干燥净化处理；PSA系统，压缩空气经所述压缩空气处理系统后形成干燥空气并进入所述PSA系统；增压系统，经所述PSA系统制备的合格氮气进入所述增压系统；以及充装系统，经所述增压系统进行增压处理后的高压氮气进入所述充装系统进行充装。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，还包括抽真空系统，所述抽真空系统可对所述充装系统中的气瓶进行气体置换和气体提纯。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述压缩空气处理系统、所述PSA系统、所述增压系统、所述充装系统以及所述抽真空系统集成设置在同一壳体内。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述压缩空气处理系统包括：空压机、第一控制阀、第一缓冲容器、至少一个过滤器、干燥机以及第二缓冲容器，所述空压机生产的压缩空气经所述第一控制阀进入所述第一缓冲容器，然后经过至少一个过滤器后进入所述干燥机，然后进入至少一个所述过滤器后分成两个支路输出压缩空气，其中一支路与所述第二缓冲容器连通，所述第二缓冲容器的排气口与PSA系统连接，另一支路上设有流量调节阀，且该支路的出口为驱动气出口。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述压缩空气处理系统还包括：第一压力表、第二压力表以及第一压力传感器，其中，所述第一压力表设置在所述第一控制阀和所述第一缓冲容器之间的管路上，所述第二压力表和所述第一压力传感器则设置在所述第二缓冲容器上。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述过滤器上还配置有排污阀。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述PSA系统包括：变压吸附设备、第三缓冲容器、第二控制阀以及第三控制阀，其中，干燥空气进入所述变压吸附设备完成制氮，经所述变压吸附设备碳化吸附的氮气进入所述第三缓冲器，所述第三缓冲器的排气口设有两个支路，其中一支路上设有所述第三控制阀，另一支路上设有所述第二控制阀并与所述增压系统连接；所述第三缓冲容器上还设有第二压力传感器。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，在所述第三控制阀的出口管路上安装有纯度测试仪和露点测试仪，所述第二控制阀和所述增压系统之间还设有第一电磁阀。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述变压吸附设备包括至少一个装有碳分子筛的吸附塔。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述增压系统包括：增压泵、比例调节阀、第三压力传感器、第二电磁阀以及第四控制阀，驱动气进口和所述增压泵之间依次设有所述比例调节阀、所述第三压力传感器以及所述第二电磁阀，所述增压泵的排气管路通过所述第四控制阀与所述充装系统连接。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述充装系统包括：第四缓冲容器、过滤器、针阀、第五压力传感器、第三电磁阀、减压阀、第六压力传感器、第五电磁阀、单向阀、第七电磁阀、第八压力传感器、第五控制阀以及气瓶，高压氮气经高压气进口进入所述第四缓冲容器，然后依次经过所述过滤器、所述针阀和所述第五压力传感器，然后形成两个并联支路，第一并联支路上依次设有所述第三电磁阀、所述减压阀、所述第六压力传感器、所述第五电磁阀以及所述单向阀，第二并联支路上设有所述第七电磁阀，所述第一并联支路和所述第二并联支路并联后的管路上依次设有所述第八压力传感器、所述第五控制阀以及所述气瓶。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述充装系统还包括：第四电磁阀，所述第四电磁阀设置在所述第六压力传感器和所述第五电磁阀之间的分支管路上，在所述第四控制阀的分支管路上还安装有纯度测试仪和露点测试仪。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述第四缓冲容器上还设有第四压力传感器和安全阀。进一步地，上述的小型制氮充装机，其中，所述抽真空系统包括：真空泵、真空仪、真空阀、第七压力传感器、第八电磁阀以及第九电磁阀，所述抽真空系统的抽真空管路与第二并联支路连接，其中，所述抽真空管路包括第一抽真空支路和第二抽真空支路，所述第一抽真空支路上设有所述第九电磁阀，所述第二抽真空支路上设有所述第八电磁阀、所述真空阀、所述真空泵以及所述真空仪。与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：本申请产品灵活便捷、小型化，其产品外形尺寸严格控制在：1.2m×1.1m×1.6m(长×宽×高)。在2.11m3的有限空间内，将空压、干燥、过滤净化、经PSA变压吸附空分制氮工艺要求，利用高压增压器，将低压氮气转变为35MPa～40MPa高压氮气，达到给导弹高压气瓶充气的要求；为了保证高压气瓶充氮气体合格，利用抽真空技术，布局设计抽真空系统，进行真空氮气瓶清洗置换，将高压气瓶内其他气体快速抽出，并用高纯氮气进行置换，达到快速充装高压气瓶，缩短战时准备时间的要求；本申请用于气瓶充装的氮气主要技术指标纯度为99.999％，露点-71℃；本申请采用有限元布局设计理念，即，空间分层叠加、设备功能组合，工艺渐进排列，合理布局设计等，将上述系统集成在同一壳体内，提高了快速高效制氮充装能力和性能指标，满足了部队实战要求，促进国防科技工程项目实用化、便捷化。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1：本申请小型制氮充装机结构框图一；图2：本申请小型制氮充装机结构框图二；图3：本申请中压缩空气处理系统的结构图；图4：本申请中PSA系统及增压系统的结构图；图5：本申请中充装系统及抽真空系统的结构图。具体实施方式以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。如图1所示，本实施例小型制氮充装机M，包括：压缩空气处理系统M1，完成压缩空气的干燥净化处理；PSA系统M2，压缩空气经所述压缩空气处理系统M1后形成干燥空气并进入所述PSA系统M2；增压系统M3，经所述PSA系统M2制备的合格氮气进入所述增压系统M3；以及充装系统M4，经所述增压系统M3进行增压处理后的高压氮气进入所述充装系统M4进行充装。其中，所述压缩空气处理系统M1、所述PSA系统M2、所述增压系统M3以及所述充装系统M4集成设置在同一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.小型制氮充装机，其特征在于，包括：压缩空气处理系统，完成压缩空气的干燥净化处理；PSA系统，压缩空气经所述压缩空气处理系统后形成干燥空气并进入所述PSA系统；增压系统，经所述PSA系统制备的合格氮气进入所述增压系统；以及充装系统，经所述增压系统进行增压处理后的高压氮气进入所述充装系统进行充装。

【技术特征摘要】
1.小型制氮充装机，其特征在于，包括：压缩空气处理系统，完成压缩空气的干燥净化处理；PSA系统，压缩空气经所述压缩空气处理系统后形成干燥空气并进入所述PSA系统；增压系统，经所述PSA系统制备的合格氮气进入所述增压系统；以及充装系统，经所述增压系统进行增压处理后的高压氮气进入所述充装系统进行充装。2.根据权利要求1所述的小型制氮充装机，其特征在于，还包括抽真空系统，所述抽真空系统可对所述充装系统中的气瓶进行气体置换和气体提纯。3.根据权利要求2所述的小型制氮充装机，其特征在于，所述压缩空气处理系统、所述PSA系统、所述增压系统、所述充装系统以及所述抽真空系统集成设置在同一壳体内。4.根据权利要求1至3任一项所述的小型制氮充装机，其特征在于，所述压缩空气处理系统包括：空压机、第一控制阀、第一缓冲容器、至少一个过滤器、干燥机以及第二缓冲容器，所述空压机生产的压缩空气经所述第一控制阀进入所述第一缓冲容器，然后经过至少一个过滤器后进入所述干燥机，然后进入至少一个所述过滤器后分成两个支路输出压缩空气，其中一支路与所述第二缓冲容器连通，所述第二缓冲容器的排气口与PSA系统连接，另一支路上设有流量调节阀，且该支路的出口为驱动气出口。5.根据权利要求4所述的小型制氮充装机，其特征在于，所述压缩空气处理系统还包括：第一压力表、第二压力表以及第一压力传感器，其中，所述第一压力表设置在所述第一控制阀和所述第一缓冲容器之间的管路上，所述第二压力表和所述第一压力传感器则设置在所述第二缓冲容器上。6.根据权利要求4所述的小型制氮充装机，其特征在于，所述过滤器上还配置有排污阀。7.根据权利要求1至3任一项所述的小型制氮充装机，其特征在于，所述PSA系统包括：变压吸附设备、第三缓冲容器、第二控制阀以及第三控制阀，其中，干燥空气进入所述变压吸附设备完成制氮，经所述变压吸附设备碳化吸附的氮气进入所述第三缓冲器，所述第三缓冲器的排气口设有两个支路，其中一支路上设有所述第三控制阀，另一支路上设有所述第二控制阀并与所述增压系统连接；所述第三缓冲容器上还设有第二压力传感器。8.根据权利要求7所述的小型制氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿文忠，华军，戴文元，苏根长，杨熠，
申请(专利权)人：上海悟道机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31