矿用膜式制氮机制造技术

一种矿用膜式制氮机，包括矿用防爆型空压机组、压缩空气预处理段和膜分离段三部分。在空气压缩段和预处理段的过滤器上设有定时自动排污阀；在空气压缩机正压端润滑油路上设置了常开的防爆断油电磁阀，油气分离器上设有常闭防爆放气电磁阀；在膜分离段设置了手动气控阀组。本装置具有操作方便、工作可靠、气体质量好、寿命长、工况可选择、抗污染、防爆、空压机自动保护和便于移动等优点。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种矿用移动式防爆型空气分离制氮气装置。中空纤维膜式空气分离制氮气防灭火系列产品是本世纪中期发展起来的一种高新技术，现已广泛应用于各个领域。用于井下的制氮装置，由于其特殊的要求，需具有使用安全和移动方便等特点。传统的井下制氮装置可参见专利呈为94244603.8所提供的煤矿井下移动式制氮机。其结构包括矿用防爆型安全空压机组、压缩空气预处理段和膜分离段三部分。所述的煤矿井下移动式制氮机存在着如下不足其一是机组的操作。读表点分散，操作人员要围着机组四处走动，很不方便；其二是空气压缩段和予处理段的过滤器在工作过程中会生成一定量的油。水污物，需要及时排放，但由于采用人工方式排污，而极易发生人为疏忽，致使排污超时，漏点等，使排污不充分，造成污物进入下个工序，减低膜的寿命，甚至使之失效；其三是予处理段的过滤器用的是机械强度较低的活性炭，因此在压缩气体的冲刷下极易形成细微的炭粉末而被带入膜分离段，影响膜的使用质量及寿命；其四是螺杆空压机经压缩后的气体，由于含有润滑油，通过油气分离器使气和油分离，气体被输送出去，油则经冷却被循环使用，因此，当遇到突然停电或其它原因致使空压机突然停止工作时，就会造成带有压力的润滑油大量的从空压机吸气口处喷出，不但造成经济损失，而且污染系统降低发生器的寿命，并使得各路保护装置也无法启用；其五是从流量计上不能直接读出当时的产气量，需换算；其六是工况不能开机调节，即制氮机组只有一个固定流量和固定百分比的氮气工况，因此操作范围小，适应性较低；其七是选用的膜分离器是外压式，抗污染性能差；其八是无空气压缩段的冷却水流量和油温控制装置，影响空压机的正常安全运行。本技术的目的在于提供一种操作便捷、使用寿命长、工况可选择、抗污染的，具有过滤器自动排污的和空压机断电自动防护功能的防爆移动式矿用膜式制氮机。本技术所述的矿用膜式制氮机包括矿用防爆型空压机组、压缩空气预处理段和膜分离段三部分；上述三部分分别由管路串联连接起来；所述防爆型空压机组(1)包括空压机组防爆电机(7)、空压机组螺杆压缩段(8)、空压机组冷却段(9)、空压机组油气分离器(10)、空压机组油分配器(11)、空压机组油过滤器(12)和空压机组油冷却器(16)；所述压缩空气预处理段包括过滤器组(2)、换热器(3)、二级过滤器组(4)、截止阀(17)、(18)；所述膜分离段包括膜组件(5)、流量计(6)、防爆测氧仪(27)、针阀(26)、调压阀(23)和单板阀(25)；其特征在于机组中所有部件开关及监测仪表都设置在隔爆型的电器控制柜内；在空气压缩段和予处理段的过滤器上设置了定时自动排污阀；预处理段的过滤器采用高效纤维质结构过滤器；在空气压缩机正压端的润滑油路上设置了常开的防爆断油电磁阀(14)，并在油气分离器上设置了常闭的防爆放气电磁阀(15)，在空压机突然停止工作时，断油电磁阀关闭，切断高压油路，并且放气电磁阀打开，使空压机内气体压力迅速降低；在膜分离器出口端和流量计之间安装了控制压力的背压控制阀(24)，在空压机冷却段出口与换热器之间的管路上安装了控制温度的温控器(19)，以保证流量计产气量可直接读出；在膜分离段设置了手动气控阀(20)、(20′)、(21)、(21′)、(22)、(22′)，实现正常气量，正常浓度或大气量、低浓度，小气量、高浓度的转换；所述膜分离器为内压式结构；空气压缩机段还包括冷却水流量控制装置与油温控制装置(13)。本技术所提供的矿用膜式制氮机与传统的装置相比，具有如下优点1．由于所有的部件开关及监测仪表都集中设置，大大方便了操作和降低了劳动强度；2．定时自动排污阀保证了油、水污物不对气体造成污染，确保了发生器的工作可靠性和气体的质量；3．高效纤维质过滤器的使用，即使在带压气体的冲刷下也不会产生粉末，保证了后道工序中膜的正常使用和寿命；4．空压机具有防突然停止工作保护功能，从而保证了润滑油不会大量外喷，避免了系统污染，保证了发生器的正常使用寿命；5．通过安装控制压力的背压控制阀及控制温度的温控器，控制了压缩空气的压力和温度，由于压缩空气的流量是压缩空气的压力和温度的函数，所以流量计可直接读出当时每小时的产气量(M3/h)，方便操作与监测；6．可通过多个手动气控阀，按照不同要求，完成不同工况的转换，适应性广泛；7．内压式膜分离器的采用，提高了发生器的抗污染性能；8．设置了冷却水流量控制装置与油温控制装置，保证了空压机的正常安全运行。图面说明附图说明图1是本技术所提供的矿用膜式制氮机的结构及流程图。图2是本技术所提供的矿用膜式制氮机的自动排污器非排污状态结构图。图3是本技术所提供的矿用膜式制氮机的自动排污器排污状态结构图。以下结合附图对本技术详细叙述如下矿用防爆型空压机组、压缩空气预处理段和膜分离段三部分各自安装在三个矿车上，并分别用软管进行串接。空压机组用来提供压缩空气所用的台数依需要的空气总量来定。空压机组由防爆电动机(7)、螺杆压缩段(8)、后冷却段(9)及油气分离器(10)、油冷却器(16)、油分配(11)、过滤器(12)和温控器(13)组成。另外，增设防爆断油阀(14)及防爆放气阀(15)。将油气分离器上部的送往后冷却器的管路断开，将管路引到换热器(3)，并将其回管送回后冷却器，目的是使通过后冷却器(9)的气体经过滤器组(2)，在通过(3)时得到热量(其温度在45-55℃)，以保主膜分离效果达到最佳状态。空气压缩机组(1)在按装(14)、(15)阀后即可避免了当突然停电或因其它原因使压缩机突然停止时，使阀(15)打开，阀(14)关闭，可避免返油，使润滑油不致浪费，也可使系统不受污染。由于上述措施的实施，保证了各路电气保护得以实现。在气体通过加热后再进入二级过滤器(4)，然后通过手动气控阀(20)、(20′)进入膜组件(5)。本发生器的膜组件由若干组组成，它可以是串接也可并接，可根据具体情况而定。另外，根据井下使用膜式防灭火氮气发生器工作环境比较恶劣的情况，在设计中选用了对水和防尘要求比现有外压式膜对污染敏感性较小且对氧氮分离效果较好的内压式膜，以保证在井下能长期可靠的运行。通过膜组件的气体已分离出氧气和氮气，氮气从膜孔中被分离出来，从单板阀(25)主路通过背压阀(24)进入流量计(6)，然后通过气控阀(21)、(21′)产出氮气送往用户，另一支路通过针阀(26)接到测氧仪(27)以显示氮气中的氧含量，富氧则被作为废气排出。本发生器通过背压控制(24)及压缩空气气温温控器(19)，使压力和温度稳定，因此流量计(6)可按设定直读不需换算。本发生器考虑到井下操作要求快捷转换的特点，按照防灭火不同要求设定了双工况，通过手动气控阀(20)、(20′)、(21)、(21′)、(22)、(22′)，完成正常气量、正常浓度或大气量低浓度或小气量高浓度的快速转换。当无污液需排出时，自动排污器处于图2状态，当需要排污时，自动排污器处于图3状态，污液可收集于空腔底部，并达到一定量时浮球(28)上升，此时主阀(30)将克服磁铁(29)磁力开启，压缩气体通过柱塞(32)向下至气室(31)，推动气室板(36)使之处于气室顶端，柱塞门(33)打开，污液从柱塞(32)向下排出，当污液排出后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用膜式制氮机，包括矿用防爆型空压机组、压缩空气预处理段和膜分离段三部分；上述三部分分别由管路串联连接起来；所述防爆型空压机组（１）包括空压机组防爆电机（７）、空压机组螺杆压缩段（８）、空压机组冷却段（９）、空压机组油气分离器（１０）、空压机组油分配器（１１）、空压机组油过滤器（１２）和空压机组油冷却器（１６）；所述压缩空气预处理段包括过滤器组（２）、换热器（３）、二级过滤器组（４）、截止阀（１７）、（１８）；所述膜分离段包括膜组件（５）、流量计（６）、防爆测氧仪（２７）、针阀（２６）、调压阀（２３）和单板阀（２５）；其特征在于：机组中所有部件开关及监测仪表都设置在隔爆型的电器控制柜内；在空气压缩段和予处理段的过滤器上设置了定时自动排污阀；预处理段的过滤器采用高效纤维质结构过滤器；在空气压缩机正压端的润滑油路上设置了常开的防爆断油电磁阀（１４），并在油气分离器上设置了常闭的防爆放气电磁阀（１５），在空压机突然停止工作时，断油电磁阀关闭，切断高压油路，并且放气电磁阀打开，使空压机内气体压力迅速降低；在膜分离器出口端和流量计之间安装了控制压力的背压控制阀（２４），在空压机冷却段出口与换热器之间的管路上安装了控制温度的温控器（１９），以保证流量计产气量可直接读出；在膜分离段设置了手动气控阀（２０）、（２０′）、（２１）、（２１′）、（２２）、（２２′），实现正常气量，正常浓度或大气量、低浓度，小气量、高浓度的转换；所述膜分离器为内压式结构；空气压缩机段还包括冷却水流量控制装置与油温控制装置（１３）。...

【技术特征摘要】
一种矿用膜式制氮机，包括矿用防爆型空压机组、压缩空气预处理段和膜分离段三部分；上述三部分分别由管路串联连接起来；所述防爆型空压机组(1)包括空压机组防爆电机(7)、空压机组螺杆压缩段(8)、空压机组冷却段(9)、空压机组油气分离器(10)、空压机组油分配器(11)、空压机组油过滤器(12)和空压机组油冷却器(16)；所述压缩空气预处理段包括过滤器组(2)、换热器(3)、二级过滤器组(4)、截止阀(17)、(18)；所述膜分离段包括膜组件(5)、流量计(6)、防爆测氧仪(27)、针阀(26)、调压阀(23)和单板阀(25)；其特征在于机组中所有部件开关及监测仪表都设置在隔爆型的电器控制柜内；在空气压缩段和予处理段的过滤器上设置了定时自动排污阀；预处理段...

【专利技术属性】
技术研发人员：任家葆，邬烈琴，刘学麾，高光宇，邱锦川，牛学文，刘卫平，张凯利，邓京萍，韩菊娣，李杰，何宝云，
申请(专利权)人：北京中船经济技术开发公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]