CN107399726A - 一种空压机氮气发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空压机氮气发生装置，包括依次连接的空压机组、第一储气瓶(3)、冷凝器(4)、除水器(5)、用于分离空气并生成氮气的氮氧分离单元和第一除尘器(71)，所述的除水器(5)的出口端还依次连接第二除尘器(72)和干燥器(8)。与现有技术相比，本发明具有工作连续工作稳定性好，输出氮气纯度稳定，还能输出高质量的零级空气等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种氮气发生装置，尤其是涉及一种空压机氮气发生装置。
背景技术
目前市面上销售的氮气发生器基本上都是使用变压吸附空分制氮(简称P.S.A制氮)是一种先进的气体分离技术，以优质进口碳分子筛(CMS)为吸附剂，采用常温下变压吸附原理(PSA)分离空气制取高纯度的氮气或者使用电催化法进行空气分离。提供氮气的空压机都是被安装在一个箱体内，长时间运行后，产生大量的热量，热量寄存在仪器箱体内，会导致空压机老化，烧毁。若是空压机损坏就会造成实验的中断，造成资源的浪费，实验数据不准确等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种空压机氮气发生装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种空压机氮气发生装置，包括依次连接的空压机组、第一储气瓶、冷凝器、除水器、用于分离空气并生成氮气的氮氧分离单元和第一除尘器，所述的除水器的出口端还依次连接第二除尘器和干燥器；
工作时，由空压机组抽出的带有水分和粉尘杂质的高温空气经冷凝器冷凝至常温，再经除水器除去水分后，分为两路，一路通过氮氧分离单元排出氧气并生成高纯氮气，再经第一除尘器除去粉尘杂质后输出，另一路经过第二除尘器去除粉尘杂质并干燥后，作为零级空气输出。
所述的空压机组包括多个并联设置的空压机，在每个空压机的出口端还安装有一个单向阀。并排的多个空压机的设置，这样就算某一个空压机由于老化烧毁等也不会造成实验的中断，从而造成资源的浪费和实验数据不准确等问题。同时单向阀的设置能够有效的避免各个空压机之间的相互影响。
所述的空压机组包括三个并联设置的空压机。
在所述的氮氧分离单元和第二除尘器的进口端处还分别安装有第一流量控制阀和第二流量控制阀。
所述的氮氧分离单元包括内置氮氧分离膜的氮氧分离器和与氮氧分离器出气端连接的第二储气瓶，该第二储气瓶的出口端处设有氧分析仪，所述的第二储气瓶的出口端还连接两条管路，其中一条为与第一除尘器连接的氮气流路，另一条为连接氮氧分离器的进气端的氮气回路，在所述的氮气流路和氮气回路上均设有一个开关阀，所述的氧分析仪与开关阀均与控制系统连接。由氧分析仪分析从第二储气瓶排出的氮气中的氧气浓度，进而推算出氮气纯度，若氮气纯度满足设定要求，则氮气流路接通，切断氮气回路；若氮气纯度不满足设定要求，则氮气流路切断，氮气回路接通，以避免不合浓度要求的氮气对后续的氮气使用装置的损害等。
所述的开关阀为电磁开关阀。
在第一流量控制阀和氮氧分离器的进气端之间管路上还安装有一个单向阀。此处单向阀能够有效的避免从氮气回路回流的氮气逆冲至除水器等组件。
本发明在工作时，由空压机组抽出的带有水分和粉尘等杂质的高温空气经冷凝器冷凝至常温，再经除水器除去水分后，分为两路，一路通过氮氧分离单元排出氧气并生成设定纯度的高纯氮气，再经第一除尘器除去粉尘杂质后输出，另一路经过第二除尘器去除粉尘杂质并干燥后，作为零级空气输出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)将由多个小功率的空压机组成的空压机组替代现有的单个的大功率的空压机，并每个小功率的空压机均以单向阀隔开，从而能够有效的减小因空压机损坏而造成的对后续试验的影响；此外，三个小功率的空压机实际产生的噪音比单个空压机还要低15％左右。
(2)氮氧分离单元中采用氧分析仪检测其出口气体的氧气浓度，从而推算出氮气纯度，进而再通过两个电磁开关阀的开关来控制输出氮气的纯度，这样可以保证从第一除尘器输出的氮气的纯度，有效的避免因输出氮气纯度达不到要求而造成后续实验数据不准确等的问题。
(3)第一流量控制阀和第二流量控制阀均还可以与控制系统连接，并通过各自的阀门的开启程度来控制从除水器出来的空气分别进入氮氧分离单元和零级空气输出单元(即第二除尘器和干燥器)的流量，特别是当氮氧分离单元可能因输出氮气纯度不够而需要回流提纯时，可以相应的减小进入氮氧分离单元的新的除水空气，使得更多的除水空气经处理后作为零级空气输出，从而可以保证整个系统的长时间不间断的高效运行。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中，1-空压机，2-单向阀，3-第一储气瓶，4-冷凝器，5-除水器，6-氮氧分离器，71-第一除尘器，72-第二除尘器，8-干燥器，9-第二储气瓶，10-开关阀，11-第一流量控制阀，12-第二流量控制阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种空压机氮气发生装置，其结构如图1所示，包括依次连接的空压机组、第一储气瓶3、冷凝器4、除水器5、第一流量控制阀11、用于分离空气并生成氮气的氮氧分离单元和第一除尘器71，空压机组包括三个并排设置的空压机1，在每个空压机1的出口端还安装有一个单向阀2，氮氧分离单元包括内置氮氧分离膜的氮氧分离器6和与氮氧分离器6出气端连接的第二储气瓶9，该第二储气瓶9的出口端处设有氧分析仪，第二储气瓶9的出口端还连接两条管路，其中一条为与第一除尘器71连接的氮气流路，另一条为连接氮氧分离器6的进气端的氮气回路，在氮气流路和氮气回路上均设有一个开关阀10，开关阀10为电磁开关阀10，氧分析仪与开关阀10均与控制系统连接，在第一流量控制阀11和氮氧分离器6的进气端之间管路上还安装有一个单向阀2。
除水器5的出口端还依次连接第二流量控制阀12、第二除尘器72和干燥器8；
本实施例的空压机1氮气发生装置在工作时，由空压机1组抽出的带有水分和粉尘等杂质的高温空气经冷凝器4冷凝至常温，再经除水器5除去水分后，分为两路，一路通过氮氧分离单元排出氧气并生成设定纯度的高纯氮气，再经第一除尘器71除去粉尘杂质后输出，另一路经过第二除尘器72去除粉尘杂质并干燥后，作为零级空气输出。
本实施例中的第一流量控制阀11和第二流量控制阀12也还可以与控制系统连接，并与氮氧分离单元配合，进而当氮氧分离单元发生因输出氮气纯度不够而需要回流提纯时，可以相应的减小进入氮氧分离单元的新的除水空气(从除水器流出的空气)，使得更多的除水空气经处理后作为零级空气输出，从而可以保证整个系统的长时间不间断的高效运行。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种空压机氮气发生装置，其特征在于，包括依次连接的空压机组、第一储气瓶(3)、冷凝器(4)、除水器(5)、用于分离空气并生成氮气的氮氧分离单元和第一除尘器(71)，所述的除水器(5)的出口端还依次连接第二除尘器(72)和干燥器(8)；
工作时，由空压机组抽出的带有水分和粉尘杂质的高温空气经冷凝器(4)冷凝至常温，再经除水器(5)除去水分后，分为两路，一路通过氮氧分离单元排出氧气并生成高纯氮气，再经第一除尘器(71)除去粉尘杂质后输出，另一路经过第二除尘器(72)去除粉尘杂质并干燥后，作为零级空气输出。
2.根据权利要求1所述的一种空压机氮气发生装置，其特征在于，所述的空压机组包括多个并联设置的空压机(1)，在每个空压机(1)的出口端还安装有一个单向阀(2)。
3.根据权利要求2所述的一种空压机氮气发生装置，其特征在于，所述的空压机组包括三个并联设置的空压机(1)。
4.根据权利要求1所述的一种空压机氮气发生装置，其特征在于，在所述的氮氧分离单元和第二除尘器(72)的进口端处还分别安装有第一流量控制阀(11)和第二流量控制阀(12)。
5.根据权利要求4所述的一种空压机氮气发生装置，其特征在于，所述的氮氧分离单元包括内置氮氧分离膜的氮氧分离器(6)和与氮氧分离器(6)出气端连接的第二储气瓶(9)，该第二储气瓶(9)的出口端处设有氧分析仪，所述的第二储气瓶(9)的出口端还连接两条管路，其中一条为与第一除尘器(71)连接的氮气流路，另一条为连接氮氧分离器(6)的进气端的氮气回路，在所述的氮气流路和氮气回路上均设有一个开关阀(10)，所述的氧分析仪与开关阀(10)均与控制系统连接。
6.根据权利要求5所述的一种空压机氮气发生装置，其特征在于，所述的开关阀(10)为电磁开关阀(10)。
7.根据权利要求5所述的一种空压机氮气发生装置，其特征在于，在第一流量控制阀(11)和氮氧分离器(6)的进气端之间管路上还安装有一个单向阀(2)。
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