CN113325140A - 一种基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，包括管路系统、特斯拉阀、气体净化系统和气体监测系统；管路系统包括进气管、第一管路、第二管路和第三管路，第一管路和第二管路之间设有流量调节装置，第二管路设有第一阀门，第三管路通过第二阀门与进气管连通；气体净化系统对第三管路的空气进行净化；特斯拉阀的正向进气端与第一管路相通，正向出气端与第二管路相通；气体监测系统包括第一气体探测装置、二气体探测装置和监测控制中心。如此设计，当气体成分不合格时，利用特斯拉阀逆向流动可加速气体流动的特点，可将已流过气体监测系统的不合格气体更快的全部导入气体净化系统内，提升不合格气体的排出速度，减少系统调整的总时间。

Description

一种基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统

技术领域

本发明涉及气体检测及净化技术领域，具体涉及一种基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统。

背景技术

随着科技的发展，很多设备性能提升的同时对气体纯度的要求也提高了，监测保障供应气体的纯度有利于设备的安全稳定运行和使用寿命的延长。

气体净化系统的净化功能和启停响应速度近年来得到了明显的提升，但是受工艺影响其运转功耗依旧较高，在周期性完成气体吸附净化后需要解吸恢复，因此无法做到随监测系统长时间开启。此外气体监测系统存在固有信号延迟，当探测到气体成分不合格时已有部分不合格气体流过气体监测系统。

因此，需要设计一种可以避免因监测延迟导致的不合格气体流过气体监测系统，进而影响设备安全运行的气体纯度检测净化系统。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中气体纯度检测净化系统存在存在延时，净化系统能耗高的缺陷，从而提供一种基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，包括管路系统、特斯拉阀、气体净化系统和气体监测系统；

管路系统，包括进气管、气体监测管路和气体净化管路；所述进气管的一端设有进气口；所述气体监测管路包括依次连接的第一管路、流量调节装置和第二管路，所述第一管路的一端与所述进气管接通，所述流量调节装置设置在所述第一管路的另一端和所述第二管路之间，所述第二管路远离所述流量调节装置的一端设有第一阀门；所述气体净化管路包括通过第二阀门与所述进气管连通的第三管路；

气体净化系统，设置在所述气体净化管路的出气端上，用于对所述气体净化管路流出的空气进行净化；

特斯拉阀，其正向进气端与所述第一管路相通，其正向出气端与所述第二管路相通；

气体监测系统，包括第一气体探测装置、第二气体探测装置和监测控制中心；所述第一气体探测装置用于对所述第一管路内的气体进行检测，所述第二气体探测装置用于对所述第三管路内的气体进行检测，所述监测控制中心与所述第一气体探测装置、所述第二气体探测装置、所述气体净化系统、所述第一阀门和所述第二阀门电连接，用于根据所述第一气体探测装置和所述第二气体探测装置反馈的电信号控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述气体净化系统的启闭。

进一步地，所述第一气体探测装置设置在所述第一管路的内部。

进一步地，所述第二气体探测装置设置在所述第三管路的内部。

进一步地，所述气体净化系统设有供净化后气体流出的净气出口。

进一步地，所述流量调节装置为控制阀。

进一步地，所述流量调节装置为节流管。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，初始启动时，开启气体监测系统和第一阀门，第二阀门处于关闭状态，待监测气体经进气管的进气口进入系统，气体会分别流经第一管路和特斯拉阀后汇合于第二管路，从第一阀门流出。气体通过第一管路到达第二管路需要经过流量调节装置，通过调节流量调节装置的开度可以改变流通阻力，调节第一管路与特斯拉阀的分流比例，气体主要从进气管流入特斯拉阀而少部分流入第一管路用于气体监测。由于特斯拉阀具有单向流动导通性，当气流从进气管流经特斯拉阀到达第二管路时气体流速下降，可以延长气体监测响应时间。在第一管路上的第一气体探测装置可以监测气体成分，当气体成分不合格时向监测控制中心发送监测信号，监测控制中心根据监测信号控制第一阀门关闭、第二阀门和气体净化系统开启，由于特斯拉阀的单向流动导通性，可以快速将第二管路和特斯拉阀内不合格气体引导与第一管路的气体汇合流经第二阀门与第三管路进入气体净化系统，直至第二气体探测装置监测到气体成分再次合格，由气体监测系统开启第一阀门、并关闭第二阀门和气体净化系统，系统恢复初始状态。利用特斯拉阀正向流动时阻力较大，慢于常规管路，逆向流动时可以加速气体流动的特点，可以保障进入第二管路内的不合格气体更快的吸回气体净化系统，提升不合格气体的排出速度，减少系统调整的总时间，避免气体监测系统延时导致的气体安全性问题。

2.本发明提供的基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，气体成分合格时气体净化系统无需启动，可以节约系统能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统的流程图。

附图标记说明：1、进气管；2、第二阀门；3、第一阀门；4、第一管路；5、特斯拉阀；6、第二管路；7、流量调节装置；8、第一气体探测装置；9、气体监测系统；10、第三管路；11、气体净化系统；12、第二气体探测装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示的一种基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，包括管路系统、特斯拉阀5、气体净化系统11和气体监测系统9。

其中，管路系统包括进气管1、气体监测管路和气体净化管路，进气管1的一端设有供待监测气体进入管路系统的进气口。气体监测管路包括依次连接的第一管路4、流量调节装置7和第二管路6，第一管路4的进气端与进气管1接通，流量调节装置7设置在第一管路4的另一端和第二管路6之间，第二管路6远离流量调节装置7的一端设有第一阀门3。气体净化管路包括通过第二阀门2与进气管1连通的第三管路10。流量调节装置7具体为控制阀或节流管。

特斯拉阀5是一种单向导通气流管路设计，无任何活动部件且可无限组合延伸，无需消耗能量即可实现气流单向导通。利用空间结构影响气体流动，其正向流动可加速气体，减小气体在运输中的能量损耗；而其反向流动可减速气体，延长气体停留时间。在本实施例中，特斯拉阀5并联在气体监测管路上，特斯拉阀5的正向进气端与第一管路4相通，特斯拉阀5的正向出气端与第二管路6相通。

气体净化系统11设置在第三管路10的出气端上，用于对第三管路10流出的空气进行净化。气体净化系统11设有供净化后气体流出的净气出口。具体的，气体净化系统11多种净化系统和其组合系统与复合系统。

气体监测系统9包括第一气体探测装置8、第二气体探测装置12和监测控制中心。第一气体探测装置8用于监测第一管路4内的气体是否合格，第二气体探测装置12用于监测第三管路10内的气体是否合格，监测控制中心与第一气体探测装置8、第二气体探测装置12、气体净化系统11、第一阀门3和第二阀门2电连接，用于根据第一气体探测装置8和第二气体探测装置12反馈的电信号控制第一阀门3、第二阀门2和气体净化系统11的启闭。

在本实施例的一种实施方式中，第一气体探测装置8设置在第一管路4的内部，第二气体探测装置12设置在第三管路10的内部，分别用于对第一管路4和第三管路10内的气体进行在线检测。在可替代的实施方式中，第一气体探测装置8和第二气体探测装置12还可以采用离线检测手段分别对第一管路4和第三管路10内的气体进行离线检测。第一气体探测装置8和第二气体探测装置12包括多种气体探测设备的集成与组合。

这种基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统的工作原理如下：初始启动时，开启气体监测系统9和第一阀门3，第二阀门2处于关闭状态，待监测气体经进气管1的进气口进入系统，气体会分别流经第一管路4和特斯拉阀5后汇合于第二管路6，从第一阀门3流出。气体通过第一管路4到达第二管路6需要经过流量调节装置7，通过调节流量调节装置7的开度可以改变流通阻力，调节第一管路4与特斯拉阀5的分流比例，气体主要从进气管1流入特斯拉阀5而少部分流入第一管路4用于气体监测。由于特斯拉阀5具有单向流动导通性，当气流从进气管1流经特斯拉阀5到达第二管路6时气体流速下降，可以延长气体监测响应时间。在第一管路4内的第一气体探测装置8可以监测气体成分，当气体成分不合格时向监测控制中心发送监测信号，监测控制中心根据监测信号控制第一阀门3关闭、第二阀门2和气体净化系统11开启，由于特斯拉阀5逆向流动时可加速气体特点，可以快速将第二管路6和特斯拉阀5内不合格气体引导与第一管路4的气体汇合流经第二阀门2与第三管路10进入气体净化系统11，直至第二气体探测装置12监测到气体成分再次合格，由气体监测系统9开启第一阀门3、并关闭第二阀门2和气体净化系统11，系统恢复初始状态。

综上所述，这种基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，利用特斯拉阀5逆向流动时可以加速气体流动的特点，可以保障进入第二管路6内的不合格气体更快的吸回气体净化系统11，提升不合格气体的排出速度，减少系统调整的总时间，避免气体监测系统9延时导致的气体安全性问题。此外，气体成分合格时气体净化系统11无需启动，可以节约系统能耗。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，其特征在于，包括管路系统、特斯拉阀(5)、气体净化系统(11)和气体监测系统(9)；

管路系统，包括进气管(1)、气体监测管路和气体净化管路；所述进气管(1)的一端设有进气口；所述气体监测管路包括依次连接的第一管路(4)、流量调节装置(7)和第二管路(6)，所述第一管路(4)的一端与所述进气管(1)接通，所述流量调节装置(7)设置在所述第一管路(4)的另一端和所述第二管路(6)之间，所述第二管路(6)远离所述流量调节装置(7)的一端设有第一阀门(3)；所述气体净化管路包括通过第二阀门(2)与所述进气管(1)连通的第三管路(10)；

气体净化系统(11)，设置在所述气体净化管路的出气端上，用于对所述气体净化管路流出的空气进行净化；

特斯拉阀(5)，其正向进气端与所述第一管路(4)相通，其正向出气端与所述第二管路(6)相通；

气体监测系统(9)，包括第一气体探测装置(8)、第二气体探测装置(12)和监测控制中心；所述第一气体探测装置(8)用于对所述第一管路(4)内的气体进行检测，所述第二气体探测装置(12)用于对所述第三管路(10)内的气体进行检测，所述监测控制中心与所述第一气体探测装置(8)、所述第二气体探测装置(12)、所述气体净化系统(11)、所述第一阀门(3)和所述第二阀门(2)电连接，用于根据所述第一气体探测装置(8)和所述第二气体探测装置(12)反馈的电信号控制所述第一阀门(3)、所述第二阀门(2)和所述气体净化系统(11)的启闭。

2.根据权利要求1所述的基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，其特征在于，所述第一气体探测装置(8)设置在所述第一管路(4)的内部。

3.根据权利要求1所述的基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，其特征在于，所述第二气体探测装置(12)设置在所述第三管路(10)的内部。

4.根据权利要求1所述的基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，其特征在于，所述气体净化系统(11)设有供净化后气体流出的净气出口。

5.根据权利要求1所述的基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，其特征在于，所述流量调节装置(7)为控制阀。

6.根据权利要求1所述的基于特斯拉阀的气体纯度检测净化系统，其特征在于，所述流量调节装置(7)为节流管。

Images