一种高纯氪气和高纯氙气的充装系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其中，包括冷冻机构；所述冷冻机构包括一个冷冻汽化瓶和一个冷冻装置；所述冷冻汽化瓶位于所述冷冻装置中；所述冷冻汽化瓶进口通过三通分别与纯氪/纯氙进气管道以及送气管道相通；所述送气管道上设有多根用于连接充气瓶的输气支管；各条所述的输气支管上均装有截止阀。本实用新型专利技术一种高纯氪气和高纯氙气的充装系统其利用冷冻汽化瓶中固态氪气/氙气汽化后增加的压力将冷冻汽化瓶中的氪气/氙气压送至各个输气支管，再充入气瓶中，从而保证了在氪气/氙气小容积流量时，进入各个充气瓶中氪气/氙气的高纯度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种高纯氦气和高纯氙气的充装系统
本技术涉及一种气体充装装置，尤其涉及一种高纯度、少流量的高纯氪气和高纯氙气的充装系统。
技术介绍
氪气、氙气，不仅作为保护气体广泛应用于焊接、航天技术、以及核能等各个重大工业领域中。而且在日常生活领域，其还广泛地应用于电子工业、电光源工业、气体激光器和等离子流中，如氪气、氙气可作为灯泡填充气体，有效提高灯泡的发光率、使用寿命以及稳定性；在医疗卫生领域，氪气可用于测量脑血流量，氙气还可作为一种没有副作用的深度麻醉剂、X光摄影的造影剂。并且随着工业科技不断发展，氪气、氙气发挥着越来越重要的作用。这些稀有气体具有的一些独特特性使氪、氙广泛地应用在各种工业。然而作为稀有气体，氪气、氙气在空气中的含量及其有限。氪在空气中含量仅占 1. 14X10_6，氙在空气中含量仅占0.09X10_6。而且，现有的氪气和氙气提取工艺中，空气分离设备提取的高纯氪和高纯氙的容积流量很低。以一套60000m3/h流量的O2空气分离设备为例，高纯氪和高纯氙的容积流量分别为0. 268m3/h和0. 021m3/h。氪气瓶的公称压力为 15MPa,氙气瓶的公称压力为5. 5MPa。气瓶充装过程中，若气体被二次污染，将会严重影响气体的使用质量。在目前技术中，高纯度、少流量气体的充装通常采用隔膜式压缩机加压，将气体充入气瓶。由于隔膜式压缩机的最小容积流量受到一定的限制，通常在隔膜式压缩机上设置旁通管路及调压阀门，将加压后的一部分气体通过旁通管路减压后返回隔膜式压缩机的吸入口，以加大吸入口的气体容积流量。这种气瓶充装方法，不但浪费能源，而且气体会被二次污染。
技术实现思路
本技术提供一种高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其目的在于克服上述现有技术氪和氙气在充瓶过程中的缺陷，在高纯氪气与高纯氙气充瓶过程中，确保高纯氪气与氙气量不受损失，同时确保了高纯氪气与氙气的纯度。本技术一种高纯氪气和高纯氙气的充装系统通过以下技术方案实现目的—种高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其中，包括冷冻机构；所述冷冻机构包括一个冷冻汽化瓶和一个冷冻装置；所述冷冻汽化瓶位于所述冷冻装置中；所述冷冻汽化瓶进口通过三通分别与纯氪/纯氙进气管道以及送气管道相通；所述送气管道上设有多条用于连接充气瓶的输气支管；各条所述的输气支管上均装有截止阀。高纯气体进入浸泡在冷冻装置的冷冻汽化瓶，在低温下，气体在冷冻汽化瓶内转变为固态。然后，将冷冻汽化瓶移开所述冷冻装置，并在汽化瓶的外表面适当加温，使冷冻汽化瓶内的固态介质快速汽化，并由固态至气态所产生的压差将高纯气体充入气瓶中。其中，所述冷冻汽化瓶的优先采用几何容积为2L或5L，公称压力为20MPa左右，工作温度为一 196°C至+ 60°C，材质为铝合金的汽化瓶。上述的高纯氪和高纯氙气的充装系统，其中，在每条所述输气支管上均安装有一个充气瓶；且所述充气瓶的内壁表面经过镀镍处理。上述的高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其中，还包括真空泵，所述真空泵与所述送气管道相接。上述的高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其中，所述的冷冻装置为装有液氮，上端开口的杜瓦容器。在常压液氮温度-196°C，而氙气的熔点-111. 9°C，沸点为(-107. 1 士3)°C ；氪气的熔点为-156. 6°C，沸点为(-152. 3士 1.0) °C。液氮的低温足以将氪气和氙气固化， 而移离液氮后，在冷冻汽化瓶表面适当加温，可使固化状态的氪气与氙气迅速汽化，而由此增加压力将气体压出，送入气体管道中，并进入各条输气支管中。上述的高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其中，所述冷冻装置下方设有一个用于调整所述冷冻装置的位置高度的升降机。上述的高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其中，还包括一个氪气/氙气回收机构， 所述氪气/氙气回收机构与所述送气管道相通。上述的高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其中，在送气管道上，位于所述冷冻汽化瓶与所述氪气/氙气回收机构之间，设有浓度分析测试装置。而在所述送气管12上，位于各条所述输气支管5上游(此处的上、下游，指充气过程中所述冷冻汽化瓶1中压出的气体流向顺序)还设有一个安全阀27和一个截止阀23 ；在所述的纯氪/纯氙进气管道和送气管道上分别设有压力表，作为安全设备。上述的高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其中，还包括空气管道，所述空气管道一端为加温口，所述加温口对准所述冷冻汽化瓶的进口处；所述空气管道另一端连接气体源； 且所述空气管道上设有截止阀。所述加温口对准所述冷冻汽化瓶的进口处，连续加温。而所述的气体源可以是采用压缩机等聚集的空气，或是其他用于给所述冷冻汽化瓶的进口处加温的气体，如氮气等。上述的高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其中，所述冷冻汽化瓶进口上装有一个接头，所述接头一端与所述冷冻汽化瓶的瓶口固定连接；另一端与所述冷冻汽化瓶的进口管道相连接。上述的高纯氪气和高纯氙气的充装系统，其中，所述接头外表面设有两段螺纹段以及两段直管段；所述的两端螺纹段与两段直管段间隔分布。采用本技术一种高纯氪气和高纯氙气的充装系统的优点在于1.本技术一种高纯氪气和高纯氙气的充装系统其利用冷冻汽化瓶中固态氪气/氙气汽化后的压力使冷冻汽化瓶中的氪气/氙气流入各个支管，再充入气瓶中，保证了氪气/氙气小容积流量进入充气瓶时，进入各个充气瓶中氪气/氙气的高纯度。2.本技术一种高纯氪气和高纯氙气的充装系统可通过升降机来控制直口杜瓦容器的升降，从而控制冷冻汽化瓶浸入或离开杜瓦容器，工艺操作简单；与气瓶连接的管路上设置有氪气或氙气的纯度分析测装置，保证了不纯氪及不纯氙及时回收，从而确保进入气瓶中氪气/氙气的纯度要求。附图说明图1为本技术高纯氪和高纯氙气的充装系统的结构示意图；图2为本技术高纯氪和高纯氙气的充装系统的接头的结构示意图。具体实施方式实施例1如图1所示，本技术提供了一种高纯氪气和高纯氙气的充装系统，包括冷冻机构；所述冷冻机构包括一个冷冻汽化瓶1和一个冷冻装置2 ；所述冷冻装置2为一个装有液氮的液氮池。当装有纯氪气/氙气的所述冷冻汽化瓶1，浸泡在所述冷冻装置2中时，所述冷冻汽化瓶1中的纯氪气/氙气为固体状(氙气熔点-111. 9°C;氪气熔点-156. 6°C;氮气的沸点_195.8°C)。所述液氮池为一个上端开口的杜瓦容器，所述杜瓦容器包括内胆和外壳，所述内胆和外壳之间为真空绝热，这样可以有效保温。所述冷冻汽化瓶1进口通过三通与纯氪/纯氙进气管道11以及送气管道12连接相通；而所述送气管道12上设有多条输气支管5，且所述输气支管5的末端通过金属软管， 连接安装充气瓶4。所述的多个充气瓶4的内壁表面经过镀镍处理，从而更利于气体保存。 这样多个充气瓶4通过各自的输气支管5并列连接在所述送气管道12上，用于充装氪气/ 氙气；所述的纯氪/纯氙进气管道11用于向所述冷冻汽化瓶1中充入纯氪气/氙气。当装有纯氪气/氙气的所述冷冻汽化瓶1，浸泡在所述冷冻装置2中时，所述冷冻汽化瓶1中的纯氪气/氙气变为固体，当所述冷冻汽化瓶1离开所述冷冻装置2后，用凉水或温水浇淋冷冻汽化瓶1的外表面，冷冻汽化瓶1中的氪气/氙气迅速气化，从瓶中增压溢出，并由所述冷冻汽化瓶1的进口管道13进入所述送气管道12，再由各条所述输气支管5送入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹月丛，陈志诚，俞建，严寿鹏，
申请(专利权)人：上海启元空分技术发展股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：