一种用于精密器材储存柜的自制氮系统技术方案

本实用新型专利技术涉及制氮设备技术领域，具体地说，涉及一种用于精密器材储存柜的自制氮系统。包括底座和固定在底座上的气源装置、空气处理装置和吸附制氮装置；所述气源装置主要包括空压机；所述空气处理装置主要包括冷凝器、散热风机、过滤器和空气工艺罐；所述吸附制氮装置主要包括一号吸附塔、二号吸附塔、电磁阀组和氮气工艺罐。本实用新型专利技术应用于精密器材储存柜，用户只需提供电源即可产生高纯度、低露点、高洁净度的氮气，用于置换柜体内部的空气，使柜体内部形成低氧含量、低湿度的储存环境，大大方便的用户的使用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于精密器材储存柜的自制氮系统
本技术涉及制氮设备
，具体地说，涉及一种用于精密器材储存柜的自制氮系统。
技术介绍
随着科学技术的不断进步，精密仪器、仪表及特殊材料等在各个行业中使用逐步增加，而它们在储存时对存储环境的温度、湿度、氧气含量、电场和磁场强度等指标都有严格的要求，如条件不当，轻则会受潮、锈蚀、霉变、污损，影响其质量和战术性能的发挥，重则会导致其提前失效报废。现有技术中，利用氮气除湿储存精密器材是较为常见的除湿储存方式，例如氮气柜，然而，现在市场上有的氮气柜主要分为储运箱体和制氮模块两部分，制氮模块需要用户提供气源，不方便用户的使用。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种用于精密器材储存柜的自制氮系统，以解决上述的技术问题。为解决上述问题，本技术所采用的技术方案是：一种用于精密器材储存柜的自制氮系统，其特征在于：包括底座和固定在底座上的气源装置、空气处理装置和吸附制氮装置；所述气源装置主要包括空压机；所述空气处理装置主要包括冷凝器、散热风机、过滤器和空气工艺罐；所述吸附制氮装置主要包括一号吸附塔、二号吸附塔、电磁阀组和氮气工艺罐。有益效果：与现有技术相比，本技术应用于精密器材储存柜，用户只需提供电源即可产生高纯度、低露点、高洁净度的氮气，用于置换柜体内部的空气，使柜体内部形成低氧含量、低湿度的储存环境，大大方便的用户的使用。附图说明图1为本技术一种实施例的立体结构示意图；图2为本技术一种实施例的俯视结构示意图；图3为本技术一种实施例的侧视结构示意图；图4为本技术一种实施例的工作原理示意图。图中：1-氮气储罐；2-空气储罐；3-一号吸附塔；4-二号吸附塔；5-空压机；6-散热风机；7-冷凝器；8-底座；9-三位五通电磁阀；10-超滤过滤器；11-高分子干燥膜。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。实施例：参照图1-图3，本实施例所述用于精密器材储存柜的自制氮系统包括气源装置、空气处理装置和吸附制氮装置。所述气源装置主要包括空压机5、减震器、空气滤清器及出气接口组件。空压机5采用无油静音空压机，该空压机属于微型往复活塞式压缩机，电机单轴驱动压缩机曲轴旋转时，通过连杆的传动，具有自润滑而不添加任何润滑剂的活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。所述空压机5本身材料不含油性物质，工作时也不用添加任何润滑油，因此大大提高了所排出空气的质量。空压机5在设备中作为气体的动力源，将空气压缩到输出压力及气量的要求，且结构集成度高，能够减小设备的体积。所述空气处理装置主要包括冷凝器7、散热风机6、过滤器和空气工艺罐。所述冷凝器7根据设备实际情况设计，由散热管焊接而成，散热管采用散热性能较好的的紫铜管，通过它将压缩空气冷却，大部分的水雾和油雾冷凝后进入过滤器组，除去空气中的液态水；过滤后的压缩空气进入空气工艺罐进行缓冲。冷凝器7将管路中的热量，快速散失到散热管附近的空气中，为提高冷凝器7的效率，通过散热风机6加快空气对流把热量带走。空气工艺罐由空气储罐2及其附属的阀门、压力表等仪器组成。空气工艺罐可降低压缩空气的气流脉动，起到稳压缓冲稳流的作用，从而减少系统因压力波动对产品气纯度的影响。同时，也为制氮系统在进行吸附塔工作切换时，提供短时间内迅速升压所需要的大量压缩空气，不仅使吸附塔内的压力能够快速上升到工作压力，还保证了设备可靠、稳定的运行。空气工艺罐上设计有压力传感器及泄压阀，通过压力传感器采集空气储罐2内的压力值，控制泄压阀自动开启泄压，从而实现空压机5不带压启动及系统超压后自动泄压，从而确保了整套系统的安全高效运行。所述吸附制氮装置主要包括一号吸附塔3、二号吸附塔4、电磁阀组、氮气工艺罐和压力表。一号吸附塔3和二号吸附塔4内装有碳分子筛吸附剂，通过两个吸附塔的交替吸附、再生，实现对空气的提纯，使氮气纯度达到设定值。氮气的制取通过控制系统控制电磁阀组的协调动作，控制两个吸附塔交替吸附再生，具体过程为：空气中的主要组分是氮和氧，因此，可选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂，并设计适当的工艺过程，使氮和氧分离制得氮气。氮和氧都具有四极距，但氮的四极距比氧的大得多，而在一定压力下，氧气在碳分子筛中被吸附的能力比氮气强得多(氧与分子筛表面离子的作用力强)。因此，当空气在加压状态下通过装有碳分子筛吸附剂的吸附床时，氧气被碳分子筛吸附，氮气因吸附较少，在气相中得到富集并流出吸附床，使氧气和氮气分离获得氮气。当碳分子筛吸附氧气至接近饱和时，停止空气输送并降低吸附床的压力，碳分子筛吸附的氧气可以解吸出来，碳分子筛得到再生并重复利用。两个以上的吸附床轮流切换工作，便可连续生产出氮气。所属氮气工艺罐由氮气储罐1及控制阀门等组成，主要作用是均衡氮气的纯度和压力，以保证连续供给稳定的氮气。在两个吸附塔进行工作切换的瞬间，可将本身的部分气体回充到吸附塔，起到保护碳分子筛和帮助吸附塔升压的作用。同时，与吸附塔相配套的氮气工艺罐，能够保证制氮机长期停机后快速启动和短期停机后开机即供气，无需较长的制氮工艺时间，在设备的工作中起到非常重要的工艺辅助作用。在氮气工艺罐后设计有干燥筒(如图4所示)，筒中装有超高效除水材料，能够有效的去除制取氮气中的水分，使产出氮气的露点达到≤-60℃。本技术所述自制氮系统采用变压吸附制氮的方式，具有结构简单、可靠，运行功耗小等特点。参照图4，制氮原理简述如下：空压机5选用全无油活塞压缩机，避免在制氮过程中烃类物质对气体的污染。空气经过空压机5压缩后，压力增压至约0.55-0.8MPa；压缩后的气体经过冷凝器7冷却，使压缩空气中水冷凝，冷却后的气体经过气体超滤过滤器10和高分子干燥膜11除水后到达空气储罐2；处理后的压缩空气在空气储罐2中缓冲稳压后进入变压吸附制氮系统。稳压后的压缩空气进入一号吸附塔3、二号吸附塔4提纯，通过三位五通电磁阀9、2个二位三通电磁阀和2个单向阀等组成的控制阀组来实现两个吸附塔的交替吸附与再生，自动控制运行并持续提升氮气的纯度，直至氮气纯度达到设定值。参照图4，两个吸附塔交替吸附再生的具体过程为：当三位五通电磁阀9动作打到左侧位时，空气进入一号吸附塔3，此时，空气在一号吸附塔3内被吸附，二号吸附塔4常压吹除再生；当一号吸附塔3吸附结束后，三位五通电磁阀9打到中间位，同时上均压和中均压电磁阀打开，对两个吸附塔进行上、中均压；均压之后，三位五通电磁阀9动作打到右侧位时，空气进入二号吸附塔4，此时，空气在二号吸附塔4内被吸附，一号吸附塔3常压吹除再生；当二号吸附塔4吸附结束后，三位五通电磁阀9打到中间位，同时上均压和中均压电磁阀打开，再次对两个吸附塔进行上、中均压。如此反复，达到两个吸附塔的交替吸附和再生的目的。在上均压处设置一个手动截止阀，调节至有一定的气流通过，保证在两个吸附塔常压吹除再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于精密器材储存柜的自制氮系统，其特征在于：包括底座和固定在底座上的气源装置、空气处理装置和吸附制氮装置；所述气源装置主要包括空压机(5)；所述空气处理装置主要包括冷凝器(7)、散热风机(6)、过滤器和空气工艺罐；所述吸附制氮装置主要包括一号吸附塔(3)、二号吸附塔(4)、电磁阀组和氮气工艺罐。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于精密器材储存柜的自制氮系统，其特征在于：包括底座和固定在底座上的气源装置、空气处理装置和吸附制氮装置；所述气源装置主要包括空压机(5)；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕正青，王益，刘通，
申请(专利权)人：潍坊伟士昕气体设备有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37