CN109179346A - 一种氮气纯化设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于气体纯化设备技术领域，主要涉及一种氮气纯化设备，包括工作台，所述工作台上安装有纯化罐和还原罐，所述纯化罐和还原罐的结构相同、且均安装有启闭机构，所述纯化罐上安装有第一纯化器、还原罐上安装有第二纯化器，所述工作台安装有转换装置，所述转换装置用于将第一纯化器和第二纯化器位置进行交换，它可自行更换纯化芯，将纯化罐中被氧化的纯化芯换出，进行还原处理，然后将经过还原处理的纯化芯放入纯化罐中。

Description

一种氮气纯化设备

技术领域

本发明属于气体纯化设备技术领域，具体涉及一种氮气纯化设备。

背景技术

目前市场上的气体纯化器，通常是用铝、镁、锆等“活泼金属”担当吸气剂。当氢气、氮气、惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙)、还原性气体(砷化氢、磷化氢、氨气、硅化氢等)通过这些活泼金属时，其中的氧气、水、二氧化碳、一氧化碳被这些活泼金属吸收，气体得到纯化。然而这些活泼金属都是固体，当固体的表面吸收含氧元素后，变成金属氧化物，在金属表面结成一层“壳”，这一层“壳”阻碍了固体内部的金属进一步吸收。

发明内容

基于上述背景技术中提到的问题，本发明提供了一种氮气纯化设备，它可自行更换纯化芯，将纯化罐中被氧化的纯化芯换出，进行还原处理，然后将经过还原处理的纯化芯放入纯化罐中。

本发明采用的技术方案如下：

一种氮气纯化设备，包括工作台，所述工作台上安装有纯化罐和还原罐，所述纯化罐和还原罐的结构相同、且均安装有启闭机构，所述纯化罐上安装有第一纯化器、还原罐上安装有第二纯化器，所述工作台安装有转换装置，所述转换装置用于将第一纯化器和第二纯化器位置进行交换。

在上述技术方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步限定，所述第一纯化器和第二纯化器的结构相同，所述第一纯化器包括纯化器外壳，和安装于纯化器外壳上的第一气缸，所述第一气缸的气缸轴穿设于纯化器外壳内、且安装有纯化芯，所述纯化芯与纯化器外壳之间安装有第一封圈，所述纯化器外壳开口端安装第一密封带。在第一密封带的作用下，将纯化芯与纯化器外壳之间进行密封，当纯化芯在进入纯化罐和还原罐内时，可避免气体充入纯化器外壳内，有利于防止气体的泄露。

进一步限定，所述纯化芯上开设有多个反应槽，所述第一封圈上一体成型有与反应槽相对应的密封带。通过反应槽设计，增大了纯化芯的表面积，从而有利于提高纯化效率。

进一步限定，所述启闭机构包括封板，所述纯化罐和还原罐上均开设有连接口，所述连接口一侧开设有封板卡槽，另一侧设有连接凸台，所述封板嵌设于封板卡槽内、且分别与纯化罐和还原罐铰接连接，所述封板顶端安装有第二密封带、两侧分别设有第三密封带、底端开设有封板密封槽，所述连接口于封板开设有安装腔，所述安装腔内安装有密封扣，所述封板上均安装有回位机构。在纯化芯分别进入纯化罐和还原罐时，触发密封锁扣后，可直接将封板顶开，在纯化芯退出纯化罐和还原罐时，封板可自行回位，并在密封锁扣的作用下，将封板锁住，同时封板上的第二密封带、第三密封带以及密封锁扣的作用下对纯化罐和还原罐进行密封，避免第一纯化器和第二纯化器分别脱离纯化罐和还原罐后，纯化罐还原罐内气体泄露。

进一步限定，所述密封扣包括一体成型的安装筒、连接件和触发件，所述连接件自由端安装有密封卡柱，所述安装腔包括筒腔、第一活动腔和第二活动腔，所述筒腔内设有铰接柱，所述安装筒于筒腔内铰接安装在铰接柱上，所述触发件位于第二活动腔内，所述连接件位于第一活动腔内、且连接件上安装有拉簧，所述拉簧一端固定在连接件上另一端固定在第一活动腔顶部，所述第一活动腔于封板密封槽对应位置开设有预留槽。在纯化芯进入纯化罐和还原罐内时，纯化芯通过推动触发件可使密封扣转动，触发件转入第二活动腔内失去对纯化芯的阻碍，密封卡柱在连接件的带动下脱离封板底端的封板密封槽，使得铰接安装的封板的自由端失去限制，从而使纯化芯可推开封板；同时纯化芯脱离时，在拉簧的作用下可使密封扣回位扣住封板。

进一步限定，所述回位机构包括弧形导杆和套杆，所述弧形导杆安装于封板上，所述弧形导杆上套设有弹簧，所述套杆固定安装在连接口上端，所述套杆上开设有滑槽，所述弧形导杆穿设于滑槽内，所述弧形导杆穿出套杆一端安装有限位环。在纯化芯脱离的过程中，在弹簧的作用下，可使封板随着纯化芯的脱离逐渐回位，直至密封扣锁住封板底端。

进一步限定，所述转换装置包括转台、安装台、第一滑台和第二滑台，所述转台安装于工作台上，所述第一纯化器安装于第一滑台上、第二纯化器安装于第二滑台上，所述滑台滑动卡设在安装台上，所述转台上安装有第三气缸和第四气缸，所述第三气缸的气缸轴与第一滑台固定连接，所述第四气缸的气缸轴与第二滑台固定连接。在第三气缸和第四气缸的作用下，可使第一纯化器和第二纯化器分别自纯化罐和还原罐上脱离，然后再由转台对第一纯化器和第二纯化器进行交换位置，再将位置交换的第一纯化器和第二纯化器分别与还原罐和纯化罐进行连接。

进一步限定，所述转台的侧壁上开设有滑槽，所述第一滑台和第二滑台的两侧于滑槽对应位置均安装有滑轮，所述滑轮位于滑槽内。

本发明中还提供了一种转换控制方法：

纯化芯行程控制：在纯化芯5上设置第一限位开关，第一密封圈6于第一限位开关对应位置安装第一限位触头，通过第一限位开关和第一限位触头对第一气缸的回位行程进行限制；

对第三气缸和第四气缸的行程进行控制：选择第一滑台或第二滑台任意一个，在滑槽内于选定的第一滑台或第二滑台的两侧分别设置第二限位开关和第三限位开关，且于选定的第一滑台或第二滑台上设置与第二限位开关和第三限位开关相对应的第二限位触头和第三限位触头，通过第二限位开关和第二限位触头同时控制第三气缸和第四气缸的进程，通过第三限位开关和第三限位触头同时控制第三气缸和第四气缸的回程。

步骤一：设定转台一次转动的角度为180度，定义第一纯化器和第二纯化器分别与纯化罐和还原罐进行连接时为初始状态，此时第一纯化器和第二纯化器的纯化芯分别位于纯化罐和还原罐内，定位纯化芯的有效反应时间为T；

步骤二：经T时间后，首先第一气缸回位，带动纯化芯脱离纯化罐和还原罐；

步骤三：第一气缸回位结束后，第三气缸和第四气缸同时启动，带动第一纯化器和第二纯化器分别脱离纯化罐和还原罐，直至第三限位开关触碰第三限位触头，回程结束；

步骤四：转台启动，旋转180度后结束，此时第一纯化器和第二纯化器位置交换；

步骤五：第三气缸和第四气缸再次启动，推动第一纯化器和第二纯化器分别靠近还原罐和纯化罐，直到第二限位开关触碰第二限位触头，此时第一纯化器与还原罐连接，第二纯化器与纯化罐连接；

步骤六：第一气缸启动，推动纯化芯进入纯化罐和还原罐，直至第一限位开关与第一限位触头接触，此时，第一纯化器上的纯化芯被推入还原罐还原，第二纯化器内的纯化芯被推入纯化罐内纯化气体，最后返回步骤二。

本发明的有益效果：

通过纯化芯与纯化器内的气体进行反应，对气体进行提纯处理，然后在转换装置的作用下将与纯化罐反应的纯化器转移到还原罐，对纯化芯进行还原处理，从而避免了纯化芯表面被氧化结壳导致无法继续与纯化罐内气体进行反应；同时在进行换向操作时，将与还原罐反应的纯化芯转移到纯化罐位置，使得在处理结壳的纯化芯的同时，纯化罐内有新纯化芯可继续进行反应。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明一种氮气纯化设备实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种氮气纯化设备的剖切结构示意图；

图3为图2中A处的放大结构示意图；

图4为图3中B处的放大结构示意图；

图5为本发明一种氮气纯化设备实施例中第一纯化器的结构示意图；

图6为本发明一种氮气纯化设备实施例中封板的结构示意图；

图7为本发明一种氮气纯化设备实施例中还原罐的结构示意图；

图8为图7中C处的放大结构示意图；

图9为图7中D处的放大结构示意图；

主要元件符号说明如下：

纯化罐1、第一排气口11、第一进气口12、连接凸台13、还原罐2、连接口23、封板卡槽231、第二封带槽232、第一封带槽233、套杆24、滑孔241、筒腔251、铰接柱252、第一活动腔253、第二活动腔254、预留槽255、纯化器外壳31、气缸安装台311、密封套环312、第一滑台32、第三气缸33、第一气缸34、第一封圈36、密封带361、第二滑台42、第四气缸43、纯化芯5、反应槽51、第一限位开关52、圆角53、倒角54、第一密封带55、安装台6、封板7、导杆71、弹簧72、三密封带73、第二密封带74、安装筒81、触发件82、连接件83、密封卡柱84、转台9。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例

如图1～9所示，本发明的一种氮气纯化设备，包括工作台，工作台上安装有纯化罐1和还原罐2，纯化罐1和还原罐2的结构相同、且均安装有启闭机构，纯化罐1上设有第一进气口12和第一排气口11，还原罐2上设有第二进气口21和第二排气口22，纯化罐1上安装有第一纯化器、还原罐2上安装有第二纯化器，工作台安装有转换装置，转换装置用于将第一纯化器和第二纯化器位置进行交换。

其中，第一纯化器和第二纯化器的结构相同，第一纯化器包括纯化器外壳31，和安装于纯化器外壳31上的第一气缸34，纯化器外壳31上安装有气缸安装台311，第三气缸34安装于气缸安装台311上，第一气缸34的气缸轴穿设于纯化器外壳31内、且安装有纯化芯5，第一气缸34的气缸轴与纯化器外壳31之间安装有密封套环312，纯化芯5上开设有多个反应槽51，增大了纯化芯5的表面积，从而有利于提高纯化效率，纯化芯5与纯化器外壳31之间安装有第一封圈36，第一封圈36上一体成型有与反应槽51相对应的密封带361，纯化器外壳31开口端安装第一密封带55，纯化芯5上设有圆角53，以便于在与启闭机构接触时，减小对启闭机构的损伤；

启闭机构包括封板7，纯化罐1和还原罐2上均开设有连接口23，连接口23一侧开设有封板卡槽231，封板卡槽231内开设有第二封带槽232和第三封带槽，另一侧设有连接凸台13，且于连接凸台13下部开设有第一封带槽233，连接凸台13和纯化器外壳31上均设有倒角54，以便于连接时进行定位，封板7嵌设于封板卡槽231内，纯化罐1和还原罐2内均安装有铰链，且通过铰链安装有封板7，封板7顶端安装有第二密封带74、两侧分别设有第三密封带73、底端开设有封板密封槽，连接口23于封板7开设有安装腔，安装腔内安装有密封扣，密封扣包括一体成型的安装筒81、连接件83和触发件82，连接件83自由端安装有密封卡柱84，安装腔包括筒腔251、第一活动腔253和第二活动腔254，筒腔251内设有铰接柱252，安装筒81于筒腔251内铰接安装在铰接柱252上，触发件82位于第二活动腔254内，连接件83位于第一活动腔253内、且连接件83上安装有拉簧，拉簧一端固定在连接件83上另一端固定在第一活动腔253顶部，第一活动腔253于封板密封槽对应位置开设有预留槽255；

封板7上均安装有回位机构，回位机构包括弧形导杆71和套杆24，弧形导杆71安装于封板7上，弧形导杆71上套设有弹簧72，套杆24固定安装在连接口23上端，套杆24上开设有滑孔241，弧形导杆71穿设于滑孔241内，弧形导杆71穿出套杆24一端安装有限位环；

转换装置包括转台9、安装台6、第一滑台32和第二滑台42，转台9安装于工作台上，第一纯化器安装于第一滑台32上、第二纯化器安装于第二滑台42上，滑台32滑动卡设在安装台6上，转台9上安装有第三气缸33和第四气缸43，第三气缸33的气缸轴与第一滑台32固定连接，第四气缸43的气缸轴与第二滑台42固定连接，转台9的侧壁上开设有滑槽61，第一滑台32和第二滑台42的两侧于滑槽61对应位置均安装有滑轮，滑轮位于滑槽62内。

在进行气体纯化时，首先第一纯化器和第二纯化器分别与纯化罐1和还原罐2进行连接，此时第一纯化器和第二纯化器的纯化芯5分别位于纯化罐1和还原罐2内，经T时间后，首先第一气缸34回位，带动纯化芯5脱离纯化罐1和还原罐2，随着纯化芯5的脱离，在弹簧72的作用，封板7逐渐回位，第二密封带74逐渐扣入第二封带槽232、第三密封带73逐渐扣入第三封带槽内，对纯化罐1和还原罐进行封闭；

然后，第三气缸33和第四气缸43同时启动，带动第一纯化器和第二纯化器分别脱离纯化罐1和还原罐2，直至第三限位开关触碰第三限位触头；

然后，转台9启动，旋转180度后结束，此时第一纯化器和第二纯化器位置交换；

然后，第三气缸33和第四气缸43再次启动，推动第一纯化器和第二纯化器分别靠近还原罐2和纯化罐1，直到第二限位开关触碰第二限位触头，此时第一纯化器与还原罐2连接，第二纯化器与纯化罐1连接，纯化器外壳31与连接凸台13连接，第一密封带55卡入第一封带槽233内；

最后，第一气缸34启动，推动第一纯化器和第二纯化器内的纯化芯5分别进入还原罐和纯化罐，直至第一限位开关52与第一限位触头接触，随着纯化芯5被逐渐推入，纯化芯5通过推动触发件82可使密封扣转动，触发件82转入第二活动腔254后呈倾斜状态，失去对纯化芯5的阻碍，密封卡柱84在连接件83的带动下脱离封板7底端的封板密封槽，使得铰接安装的封板7的自由端失去限制，使得纯化芯5可顺利推开封板7进入纯化罐1和还原罐2内。

以上对本发明提供的一种氮气纯化设备进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种氮气纯化设备，其特征在于：包括工作台，所述工作台上安装有纯化罐(1)和还原罐(2)，所述纯化罐(1)和还原罐(2)上均安装有启闭机构，所述纯化罐(1)上安装有第一纯化器、还原罐(2)上安装有第二纯化器，所述工作台安装有转换装置，所述转换装置用于将第一纯化器和第二纯化器位置进行交换。

2.根据权利要求1所述一种氮气纯化设备，其特征在于：所述第一纯化器和第二纯化器的结构相同，所述第一纯化器包括纯化器外壳(31)和安装于纯化器外壳(31)上的第一气缸(34)，所述第一气缸(34)的气缸轴穿设于纯化器外壳(31)内、且安装有纯化芯(5)，所述纯化芯(5)与纯化器外壳(31)之间安装有第一封圈(36)，所述纯化器外壳(31)开口端安装第一密封带(55)。

3.根据权利要求2所述一种氮气纯化设备，其特征在于：所述纯化芯(5)上开设有多个反应槽(51)，所述第一封圈(36)上一体成型有与反应槽(51)相对应的密封带(361)。

4.根据权利要求3所述一种氮气纯化设备，其特征在于：所述启闭机构包括封板(7)，所述纯化罐(1)和还原罐(2)上均开设有连接口(23)，所述连接口(23)一侧开设有封板卡槽(231)，另一侧设有连接凸台(13)，所述封板(7)嵌设于封板卡槽(231)内、且分别与纯化罐(1)和还原罐(2)铰接连接，所述封板(7)顶端安装有第二密封带(74)、两侧分别设有第三密封带(73)、底端开设有封板密封槽，所述连接口(23)于封板(7)开设有安装腔，所述安装腔内安装有密封扣，所述封板(7)上均安装有回位机构。

5.根据权利要求4所述一种氮气纯化设备，其特征在于：所述密封扣包括一体成型的安装筒(81)、连接件(83)和触发件(82)，所述连接件(83)自由端安装有密封卡柱(84)，所述安装腔包括筒腔(251)、第一活动腔(253)和第二活动腔(254)，所述筒腔(251)内设有铰接柱(252)，所述安装筒(81)于筒腔(251)内铰接安装在铰接柱(252)上，所述触发件(82)位于第二活动腔(254)内，所述连接件(83)位于第一活动腔(253)内、且连接件(83)上安装有拉簧，所述拉簧一端固定在连接件(83)上另一端固定在第一活动腔(253)顶部，所述第一活动腔(253)于封板密封槽对应位置开设有预留槽(255)。

6.根据权利要求5所述一种氮气纯化设备，其特征在于：所述回位机构包括弧形导杆(71)和套杆(24)，所述弧形导杆(71)安装于封板(7)上，所述弧形导杆(71)上套设有弹簧(72)，所述套杆(24)固定安装在连接口(23)上端，所述套杆(24)上开设有滑孔(241)，所述弧形导杆(71)穿设于滑孔(241)内，所述弧形导杆(71)穿出套杆(24)一端安装有限位环。

7.根据权利要求6所述一种氮气纯化设备，其特征在于：所述转换装置包括转台(9)、安装台(6)、第一滑台(32)和第二滑台(42)，所述转台(9)安装于工作台上，所述第一纯化器安装于第一滑台(32)上、第二纯化器安装于第二滑台(42)上，所述滑台(32)滑动卡设在安装台(6)上，所述转台(9)上安装有第三气缸(33)和第四气缸(43)，所述第三气缸(33)的气缸轴与第一滑台(32)固定连接，所述第四气缸(43)的气缸轴与第二滑台(42)固定连接。