CN103243208A - 带有氮气回收装置的深冷处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有氮气回收装置的深冷处理设备，包括材料处理室(1)和液氮供应装置(2)，所述材料处理室(1)内设有换热器(3)，所述换热器(3)的一端连接所述液氮供应装置(2)，另一端连接氮气回收装置(4)。本发明通过在传统深冷处理设备上添加换热器和氮气回收装置，使液氮从换热器管侧流过时与风机提供的气流对流换热，然后利用冷却后的气流来进行降温控制，换热器排出的氮气进入到氮气回收装置回收，本发明能够在很大程度上节约成本，且系统安装、维护方便，运行稳定。另外，本发明由液氮气化后产生的氮气纯度高，并且可在不消耗额外能量的前提下对氮气进行回收利用。

Description

带有氮气回收装置的深冷处理设备

技术领域

本发明涉及深冷处理技术领域，尤其涉及一种带有氮气回收装置的深冷处理设备。

背景技术

深冷处理是普通热处理的一个补充过程，其能够有效改善材料的耐磨性、尺寸稳定性、强度以及韧性等机械性能，从而能够提高产品的质量，延长使用寿命，最终降低生产成本。近年来国内的一些大小企业纷纷在自己的生产线上加入深冷处理这一工序，同时，深冷处理过程所使用的液氮更加容易获取及液氮成本的降低，也促进了深冷处理技术的广泛应用。

深冷处理设备是一种能够按照一定的工艺对材料进行升降温和保温的设备，由于液氮的温度低、制取容易，并且成本低，无污染，因此目前的深冷处理设备普遍采用液氮作为制冷剂；其基本原理是利用液氮汽化以后和被处理工件进行对流换热，从而降低工件的温度，换热以后的氮气直接排到空气中，控制液氮的进给量来控制设备的温度。为了保证整个设备空间温度场的均匀性和换热效率，通过在液氮进口处安装离心风扇来达到此目的，由于深冷处理设备通常温度较低，为了最大限度的减小冷量的损失需要保证设备具有良好的保温性能。

传统的深冷处理设备在深冷温度下运行时，为了克服设备和环境空间的换热，需要不停的补充液氮，同时为了保证系统的质量和能量的平衡，热交换完后的氮气需要不断的由深冷处理设备排出。对于一些热处理企业或其它大型加工企业，其深冷处理使用频繁，液氮消耗量大，并且部分企业对氮气有一定的需求量，比如采用氮气进行冷却或用作保护气体等，因此，氮气的大量排出造成氮气资源的浪费。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种带有氮气回收装置的深冷处理设备，能够实现对氮气的回收，可以在很大程度上节约成本，且系统安装、维护方便，运行稳定。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种带有氮气回收装置的深冷处理设备，包括材料处理室和液氮供应装置，所述材料处理室内设有换热器，所述换热器的一端连接所述液氮供应装置，另一端连接氮气回收装置。

前述的带有氮气回收装置的深冷处理设备中，所述换热器为管翅式换热器，所述管翅式换热器的管道入口连接液氮供应装置，所述管翅式换热器的管道出口连接氮气回收装置。

前述的带有氮气回收装置的深冷处理设备中，所述换热器的一侧设有风机，用于提供气流与换热器中的液氮进行强制对流换热。

前述的带有氮气回收装置的深冷处理设备中，所述氮气回收装置包括：储气罐、与储气罐连接的排气管和设于排气管上的电磁阀。

前述的带有氮气回收装置的深冷处理设备中，所述排气管采用波纹管。

前述的带有氮气回收装置的深冷处理设备中，所述液氮供应装置用于储存液氮的液氮罐以及与液氮罐连接的输液管，所述液氮罐上设有氮气出口阀、液氮出口阀和安全阀。

前述的带有氮气回收装置的深冷处理设备中，所述输液管采用真空绝热软管。

前述的带有氮气回收装置的深冷处理设备，还包括旁路排气管，与所述换热器连接，所述旁路排气管上安装有旁路电磁阀。

(三)有益效果

本发明通过在传统深冷处理设备上添加换热器和氮气回收装置，使液氮从换热器管侧流过时与风机提供的气流对流换热，然后利用冷却后的气流来进行降温控制，换热器排出的氮气进入到氮气回收装置回收，本发明能够在很大程度上节约成本，且系统安装、维护方便，运行稳定。另外，本发明由液氮气化后产生的氮气纯度高，并且可在不消耗额外能量的前提下对氮气进行回收利用。

附图说明

图1为本发明实施方式中所述带有氮气回收装置的深冷处理设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明所述的带有氮气回收装置的深冷处理设备，包括材料处理室1和液氮供应装置2，所述材料处理室1内设有换热器3，所述换热器3的一端连接所述液氮供应装置2，另一端连接氮气回收装置4。所述材料处理室1包括箱体，箱体内外壁面采用不锈钢板制成，不锈钢板之间加入绝热性能较好的发泡绝热材料，箱体内设有温度传感器、电磁阀、控制系统和箱盖手柄等部件。

所述换热器3为管翅式换热器，所述管翅式换热器的管道入口连接液氮供应装置2，所述管翅式换热器的管道出口连接氮气回收装置4。由于管翅式换热器不需要额外能量的消耗，且目前管翅式换热器的效率较高，从而保证了整套系统的能耗和液氮消耗不至于太高。

所述换热器3的一侧设有风机5，用于提供气流与换热器3中的液氮进行强制对流换热。

所述氮气回收装置4包括：储气罐6、与储气罐6连接的排气管7和设于排气管7上的电磁阀8。排气管7的一端与换热器3连接。还包括旁路排气管14，与所述换热器3连接，所述旁路排气管14上安装有旁路电磁阀15。

所述排气管7采用波纹管。

所述液氮供应装置2用于储存液氮的液氮罐9以及与液氮罐9连接的输液管10，所述液氮罐9上设有氮气出口阀11、液氮出口阀12和安全阀13。

所述输液管10采用真空绝热软管。真空绝热软管具有良好的保温效果，从而保证了液氮在传输过程中由于汽化而造成的损失。

液氮罐9提供的液氮经输液管10进入到材料处理室1中的换热器3的管道中，风机5提供的风流过换热器3进行强制对流换热，通过温度降低后的冷风去冷却材料处理室1中的材料。换热器3排出的氮气进入到储气罐6进行回收。若需要使用氮气时，直接从储气罐6的出口取出即可。为了保证回收氮气的纯度，管翅式换热器出口的氮气分两路，一路直接排到空气中，有旁路电磁阀15控制；另一路进入储气罐，由电磁阀8控制，当箱体温度降到一定程度的时候电磁阀8关闭，旁路电磁阀15打开，而在该温度之前电磁阀8打开，旁路电磁阀15关闭。

所述液氮罐9包括盛装液氮的内胆和外壁，中间夹层抽真空绝热，内胆壁面包覆多层防辐射铝箔和活性炭，从而最大程度的降低内胆和外界的换热，从而保证了液氮的汽化损失。液氮罐9上设有液氮出口阀11，氮气出口阀12和安全阀13。液氮输送管道采用特制的真空绝热管，其保温效果良好，最大限度的降低了液氮的损耗。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种带有氮气回收装置的深冷处理设备，包括材料处理室(1)和液氮供应装置(2)，其特征在于，所述材料处理室(1)内设有换热器(3)，所述换热器(3)的一端连接所述液氮供应装置(2)，另一端连接氮气回收装置(4)。

2.如权利要求1所述的带有氮气回收装置的深冷处理设备，其特征在于，所述换热器(3)为管翅式换热器，所述管翅式换热器的管道入口连接液氮供应装置(2)，所述管翅式换热器的管道出口连接氮气回收装置(4)。

3.如权利要求1或2所述的带有氮气回收装置的深冷处理设备，其特征在于，所述换热器(3)的一侧设有风机(5)，用于提供气流与换热器(3)中的液氮进行强制对流换热。

4.如权利要求1所述的带有氮气回收装置的深冷处理设备，其特征在于，所述氮气回收装置(4)包括：储气罐(6)、与储气罐(6)连接的排气管(7)和设于排气管(7)上的电磁阀(8)。

5.如权利要求4所述的带有氮气回收装置的深冷处理设备，其特征在于，所述排气管(7)采用波纹管。

6.如权利要求1所述的带有氮气回收装置的深冷处理设备，其特征在于，所述液氮供应装置(2)用于储存液氮的液氮罐(9)以及与液氮罐(9)连接的输液管(10)，所述液氮罐(9)上设有氮气出口阀(11)、液氮出口阀(12)和安全阀(13)。

7.如权利要求6所述的带有氮气回收装置的深冷处理设备，其特征在于，所述输液管(10)采用真空绝热软管。

8.如权利要求1所述的带有氮气回收装置的深冷处理设备，其特征在于，还包括旁路排气管(14)，与所述换热器(3)连接，所述旁路排气管(14)上安装有旁路电磁阀(15)。

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