CN114272716A - 一体式制氮控湿显控装置的构建方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式制氮控湿显控装置的构建方法以及装置，该方法包括：在柜体内设置隔板，将所述柜体的内部空间分为上下两层空间；在所述柜体内部下层空间设置空压机和散热装置，其中，所述空压机用于提供具有预定压力的气体，所述散热装置用于将所述空压机运行产生的热量排至所述柜体外部；在所述柜体内部上层空间设置制氮装置，所述制氮装置用于制取预定纯度的氮气；利用本申请的方法可以合理构建一体式制氮控湿显控装置。

Description

一体式制氮控湿显控装置的构建方法以及装置

技术领域

本发明涉及制氮设备技术领域，特别地涉及一种一体式制氮控湿显控装置的构建方法以及装置。

背景技术

目前制氮控湿技术已逐步应用于珍贵藏品保护单位，对珍贵藏品进行预防性保护储藏。国内现有制氮控湿设备，多为独立产品供应，如系统配套设备空压机、制氮机、加湿器等为单机产品，整套设备使用前需要进行现场安装和调试，但是现场安装复杂，需要耗费大量的人力和成本，并且不利于二次搬运。另外，整套设备需要使用AC380V电源进行供电，对于能耗使用较小的场所具有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出一种一体式制氮控湿显控装置的构建方法以及一体式制氮控湿显控装置。

本申请的实施例提供一种一体式制氮控湿显控装置的构建方法，包括：在柜体内设置隔板，将柜体的内部空间分为上下两层空间；在柜体内部下层空间设置空压机和散热装置，其中，空压机用于提供具有预定压力的气体，散热装置用于将空压机运行产生的热量排至柜体外部；在柜体内部上层空间设置制氮装置，制氮装置用于制取预定纯度的氮气；在制氮装置的四周设置电气衬板和管路阀门；在电气衬板上设置控湿装置和环境检测装置，并在柜体的内部空间设置控制装置，控湿装置的出气端与气密围护结构连通，控湿装置用于对制氮装置制取的氮气加湿以使氮气达到预设湿度；环境检测装置用于检测气密围护结构内的环境状态参数并将检测结果发送给控制装置；控制装置用于根据检测结果控制柜体内各个设备的运行，以使气密围护结构内的环境状态参数符合预定要求；在所述柜体内部设置一个或多个温度监测点，用于在监测到温度高于预设温度上限时触发所述控制装置控制所述一体式制氮控湿显控装置停机。

可选地，将一体式制氮控湿显控装置与多个气密围护结构连接，其中，一体式制氮控湿显控装置根据各个气密围护结构内的当前氧含量水平，逐个降低通入各个气密围护结构内的气体的氧含量，或者，一体式制氮控湿显控装置对各个气密围护结构循环降低通入气体的氧含量。

可选地，在空压机不具有换热器或散热风机的情况下，为空压机设置散热装置包括在空压机外侧嵌套密封罩，并且在密封罩上开设信封封口和散热风口；在空压机内部设置散热风机，用于将空压机运行产生的热量排至一体式制氮控湿显控装置外部。

可选地，在空压机具有换热器和散热风机的情况下，为空压机设置散热装置包括在柜体上设置散热风口和散热通道，并与散热通道连接；散热通道与空压机连接。

可选地，控制装置包括；检测分析模块，用于将环境检测装置的检测结果与设定值进行比对；主控模块，用于根据分析模块的比对结果生成控制指令，用于控制柜体内各个设备的运行。

可选地，该方法还包括：在柜体上设置显示屏，用于显示一体式制氮控湿显控装置运行状态参数以及环境检测装置所检测到的环境状态参数。

可选地，该方法还包括：设置远程监控模块，通过通信网络与主控模块通讯连接，用于对一体式制氮控湿显控装置进行远程监控。

可选地，该方法还包括在柜体内设置降噪材料，用于降低柜体噪音。

可选地，环境检测装置包括以下至少一者：温湿度传感器、氧含量检测单元、压力检测装置、甲醛检测单元和总挥发性有机化合物(Total Volatile Organic Compounds，TVOC)检测单元。

本申请实施例还提供一种一体式制氮控湿显控装置，该装置是按照如上的方法而构建的一体式制氮控湿显控装置。

本申请的实施例根据制氮控湿技术所需设备的工作方式和作用，将所有所需设备集成于一体并安装在机箱中，使得得本申请提供的一体式制氮控湿显控装置结构紧凑、设计合理、占地面积小、安装方便、功耗低，方便制氮控湿设备的使用和运输。本申请提供的一体式制氮控湿显控装置在使用前只需与相应的一台或多台气密围护结构按编号将管、线依次正确连接，即可开机运行，因此不需要耗费大量的人力、物力。另外，由于该一体式制氮控湿显控装置使用交流AC220V电源，因此可以满足小场所的使用需求。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1为本申请实施例的一体式制氮控湿显控装置的构建方法的流程图；

图2为根据本发明的一个实施例的一种一体式制氮控湿显控装置从第一方向观测的立体示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的一种一体式制氮控湿显控装置从第二方向观测的立体示意图；

图4是根据本发明实施例的一种一体式制氮控湿显控装置从第三方向观测的立体示意图；

图5是根据本发明实施例的一种一体式制氮控湿显控装置的系统原理示意图：

图6是根据本发明实施例的另一种一体式制氮控湿显控装置的系统原理示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。

图1为本申请实施例的一体式制氮控湿显控装置的构建方法的流程图。图 2为根据本发明的一个实施例的一种一体式制氮控湿显控装置从第一方向观测的立体示意图。图3为根据本发明的一个实施例的一种一体式制氮控湿显控装置的第二方向观测的立体示意图。如图1所示，本申请实施例提供的一体式制氮控湿显控装置的构建方法包括以下步骤101至步骤106。

步骤101：将柜体的内部空间分为上下两层空间。

步骤102：在柜体内部下层空间设置空压机和散热装置，其中，空压机用于提供具有预定压力的气体，散热装置用于为空压机散热。

具体地，结合图2和图3所示，柜体101内部设置有隔板105，以将柜体 101内部空间分为上下两层空间，空压机102和散热装置201设置在柜体101 内部下层空间B，空压机102用于提供具有预定压力的气体；制氮装置用于制取预定纯度的氮气。散热装置201用于将空压机102运行产生的热量排至柜体 101外部，保证上层空气温度的稳定性。在一些实施例中，可选地，散热装置 201的类型包括但不仅限于冷风机、散热翅片、半导体制冷等装置，或多种散热装置组合式使用。

步骤103：在柜体内部上层空间设置制氮装置，制氮装置用于制取预定纯度的氮气。

步骤104：在制氮装置的四周设置电气衬板。

在一些实施例中，采用膜制氮设备时，制氮装置可以包括：空气缓冲装置 204(可选)、气体过滤模块205和氮氧分离模块(图中未示出)，另外，当氮氧分离模块采用分子筛制氮方式时，制氮装置可以包括：空气缓冲装置204、气体储存装置，气体过滤模块205和氮氧分离模块。制氮装置中的氮氧分离模块(图中未示出)的四周设置有电气衬板106。其中，氮氧分离模块包括但不仅限于膜制氮、分子筛制氮等多种形式，氮氧分离模块制取的氮气纯度最高可达99.99％。

步骤105：在电气衬板上设置控湿装置和环境检测装置，并在柜体的内部空间设置控制装置，控湿装置的出气端与气密围护结构连通。

具体地，结合图2和图3所示，控湿装置202和环境检测装置203设置于电气衬板106上，在一些实施例中，可选地，电气衬板上还设置有流量仪表安装处107和制氮设备电气元件安装处108。控湿装置202的出气端与气密围护结构(图中未示出)连通。在一些实施例中，气密围护结构可以是设置在需要保护的物品的四周的气密结构，具体地，气密围护结构可以包括杀虫柜、气密柜和贮藏柜等。控湿装置202用于对制氮装置制取的氮气加湿以使氮气达到预设湿度。环境检测装置203与气密围护结构连接，用于检测气密围护结构内的环境状态参数并将检测结果发送给控制装置104。控制装置104用于根据检测结果控制柜体101内各个设备的运行，以使气密围护结构内的环境状态参数符合预定要求。在一些实施例中，柜体101下部可以设置穿板接头，便于一体式制氮控湿显控装置10与气密围护结构通过快速接头连接，并且快速接头上可以设置指示接头类型的标识，例如，在进气口接头上设置进气口铭牌，在出气口接头上设置出气口铭牌，从而可以快速连接对应的接头，防止接头接错。

步骤106：在所述柜体内部设置一个或多个温度监测点，用于在监测到温度高于预设温度上限时触发所述控制装置控制所述一体式制氮控湿显控装置停机。

在一些实施例中，可选地，在控制装置中设置预设温度范围，当温度监测点监测到的温度高于预设温度范围上限时，控制装置控制一体式制氮控湿装置停机并发出警报。

这样，根据制氮控湿技术所需设备的工作方式和作用，将所需设备(空压机102、散热装置201、制氮装置、控湿装置202、环境检测装置203和控制装置104)集成于一体并安装在柜体101中，方便制氮控湿设备的使用和运输，由于集成于柜体101中的设备已经根据工作原理与工作方式调试完成，在使用前只需与相应的一台或多台气密围护结构按编号将管、线依次正确连接，即可开机运行，因此不需要耗费大量的人力、物力。

在一些实施例中，可选地，将一体式制氮控湿显控装置与多个气密围护结构连接，其中，一体式制氮控湿显控装置根据各个气密围护结构内的当前氧含量水平，逐个降低通入各个气密围护结构内的气体的氧含量，或者，一体式制氮控湿显控装置对各个气密围护结构循环降低通入气体的氧含量。具体地，一体式制氮控湿显控装置10可以与一个或多个气密围护结构连接。当一体式制氮控湿显控装置10与一个气密围护结构连接时，一体式制氮控湿装置10使得气密围护结构内的氧气的含量持续地降低，直至气密围护结构内的氧含量、湿度等符合设定的标准；当与两个或两个以上气密围护结构连接时，一体式制氮控湿显控装置可以根据各个气密围护结构内的氧含量逐个降低气密围护结构内氧含量或者是一体式制氮控湿显控装置对各个气密围护结构循环降低氧含量。具体地，例如，杀虫柜内的氧含量可控制在0.1％～2％，储藏柜内的氧含量可控制在2％～10％。为确保降氧期间气密空间的安全性，采用双级压力保护装置，通过机械安全保护装置确保断电、低微正/负压条件下柜内压力平衡；另外，环境检测装置203通过压力检测装置实时监测柜内压力，满足置换期间或超调压力状态下压力平衡。

根据本申请的一些实施例，可选地，一体式制氮控湿显控装置的构建方法，在空压机不具有换热器或散热风机的情况下，为空压机设置散热装置包括在空压机外侧嵌套密封罩，并且在密封罩上开设信封封口和散热风口；在空压机内部设置散热风机，用于将所述空压机运行产生的热量排至所述一体式制氮控湿显控装置外部。

具体地，结合图2和图3所示，在空压机102不具有换热器或散热风机的情况下，散热装置201包括密封罩，密封罩嵌套于空压机102的外侧，散热风机设置于密封罩的内部并且密封罩上开设有新风风口和散热风口。散热装置 201的启停控制分为两种不同形式：与空压机102同步启停或者是与空压机102 同步启动，延时停机。散热风机启停受控于柜体101下部测温传感器，当温度接近温度阈值时启动，低于温度阈值下限时，散热装置201停机。

这样，通过设置密封罩使得空压机102产生的热量不会扩散到柜体101内其它地方，从而不会影响柜体101内其它设备的正常工作，另外，由于使用密封罩和在密封罩上设置新风风口和散热风口，使得空压机的散热效果变得更加高效。

根据本申请的一些实施例，可选地，一体式制氮控湿显控装置的构建方法，在空压机具有换热器和散热风机的情况下，为空压机设置散热装置包括在柜体上设置散热风口和散热通道，并与散热通道连接；散热通道与空压机连接。

继续参见图3，如图3所示，在空压机102具有换热器和散热风机的情况下，散热装置201包括散热风口206和散热通道207，散热风口206设置于柜体101上，并与散热通道207连接。散热通道207另一端与空压机102连接。散热装置201的启停控制分为两种不同形式：与空压机102同步启停或者是与空压机102同步启动，延时停机。散热风机启停受控于柜体101下部测温传感器，当温度接近温度阈值时启动，低于温度阈值下限时，散热装置201停机。

这样，通过设置散热风口203和散热风道205使得空压机102产生的热量可以及时的排出柜体。

根据本申请的一些实施例，可选地，控制装置还可以包括；检测分析模块，用于将环境检测装置的检测结果与设定值进行比对；主控模块，用于根据分析模块的比对结果生成控制指令，用于控制柜体内各个设备的运行。

具体地，结合图2和图3所示，控制装置104包括；分析模块，用于将环境检测装置203的检测结果与设定值进行比对，并且通过设置分析模块可以实现气密围护结构内各个气体参数的设定，查询和储存等。主控模块，用于根据分析模块的比对结果生成控制指令，用于控制柜体101内各个设备的运行。

在一些实施例中，可选地，该构建方法还可以包括：在柜体上设置显示屏，用于显示一体式制氮控湿显控装置运行状态参数以及环境检测装置所检测到的环境状态参数。

具体地，如图4所示，图4是根据本发明的一个实施例的一种一体式制氮控湿显控装置从第三方向观测的立体示意图。一体式制氮控湿显控装置10 还包括显示屏301，用于显示一体式制氮控湿显控装置10运行状态参数以及环境检测装置203所检测到的环境状态参数，例如，系统运行状态、气密围护结构内氧含量、温湿度、压力等。在一些实施例中，可选地，开合门302上还可以设置多个操作按钮303，例如，控制按钮(如启动、停止按钮)、显示按钮(如电源显示、运行显示、警示显示、报警显示等)。

这样，通过显示屏301可以直观的看到一体式制氮控湿显控装置10的运行状态以及环境检测装置203所检测到的气密围护结构内的环境状态。

在一些实施例中，可选地，该方法还可以包括：设置远程监控模块，通过通信网络与主控模块通讯连接，用于对一体式制氮控湿显控装置进行远程监控。

这样，通过远程监控模块可以实时监控气密围护结构内的环境状态以及一体式制氮控湿显控装置的运行状态，不受时间和地点的约束。

在一些实施例中，可选地，一体式制氮控湿显控装置还可以包括降噪材料，用于降低柜体101噪音。由于柜体101内的设备工作时会产生较大的噪音，因此在柜体101内设置降噪材料能够在一定程度上降低柜体的噪音，使得一体式制氮控湿显控装置10可以在对噪音有要求的地方使用。

环境检测装置203包括以下至少一者：温湿度传感器、氧含量检测单元、压力检测装置、甲醛检测单元和总挥发性有机化合物TVOC检测单元。环境检测装置203与气密围护结构连接，在一些实时例中，环境检测装置203可以同时实现多台高密封储藏柜或杀虫柜内湿度、氧含量以及气体质量等独立检测。

这样，通过设置多种气体检测传感器，可以使得一体式制氮控湿显控装置能够根据气密围护结构内需要保护的物品的种类对氮气含量的需求，进而能够精确的调节气密围护结构内气体的含氮量，另外压力检测装置可以实时监测气密围护结构内的压力，使得一体式制氮控湿显控装置对气密围护结构进行工作时，气密围护结构内的压力保持平衡。

在一些实施例中，一体式制氮控湿显控装置10可以采用交流AC220V电源。这样，通过采用交流AC220V电源使得一体式制氮控湿显控装置可以在不具备AC380V用电条件的环境中使用，例如，小型收藏机构。

为了便于理解，下面两个具体应用示例对本申请实施例提供的一体式制氮控湿显控装置进行说明。

如图5所示，在一个具体应用示例中，一体式制氮控湿显控装置10可以包括空气缓冲装置。具体地，一体式制氮控湿显控装置10包括：空压机102、散热装置201、气体过滤模块205、空气缓冲装置204、氮氧分离装置、控湿装置202、气密柜1到气密柜n、远程监控模块、主控模块、检测分析模块、环境检测装置203，其中，控湿装置202可以与一个或多个气密柜连接。一体式制氮控湿显控装置10与气密围护结构的连接包括进气阀、出气阀、温湿度传感器、压力检测装置的连接，上述连接采用航空插头模式(插拔模式)，便于现场安装人员的施工。

空压机102用于提供具有预定压力的气体；制氮装置用于制取预定纯度的氮气，散热装置201用于将空压机102运行产生的热量排至柜体101外部；气体过滤模块205用于过滤气体，空气缓冲装置204一方面可以起到压缩气体辅助降温、冷凝、净化过滤的目的，另一方面可以稳定气体压力，确保制氮系统供气的稳定性。氮氧分离模块为分子筛制氮，用于制取预设纯度的氮气。控湿装置202用于对氮氧分离模块制取的氮气加湿以使氮气达到预设湿度。环境检测装置203用于检测气密围护结构内的环境状态参数并将检测结果发送给检测分析模块。检测分析模块可以对环境检测装置203的检测结果进行分析，并将分析结果发送到主控模块，通过检测分析模块还可以进行数据的设定、查询、存储等。主控模块根据分析结果控制柜体101内各个设备的运行，以使气密柜内的环境状态参数符合预定要求。远程监控模块通过通信网络与主控模块通讯连接，用于对一体式制氮控湿显控装置进行远程监控。

如图6所示，在另一个具体应用示例中，一体式制氮控湿显控装置10中可以不设置空气缓冲装置。具体地，一体式制氮控湿显控装置10包括：空压机102、散热装置201、气体过滤模块205、氮氧分离装置、控湿装置202、气密柜1到气密柜n、远程监控模块、主控模块、检测分析模块和环境检测装置 203，其中，控湿装置202可以与一个或多个气密柜连接。一体式制氮控湿显控装置10与气密围护结构的连接包括进气阀、出气阀、温湿度传感器、压力检测装置的连接，上述连接采用航空插头模式(插拔模式)，便于现场安装人员的施工。

空压机102用于提供具有预定压力的气体；制氮装置用于制取预定纯度的氮气，散热装置201用于将空压机102运行产生的热量排至柜体101外部；气体过滤模块205用于过滤气体，氮氧分离模块为膜制氮，用于制取预设纯度的氮气。控湿装置202用于对氮氧分离模块制取的氮气加湿以使氮气达到预设湿度。环境检测装置203用于检测气密围护结构内的环境状态参数并将检测结果发送给检测分析模块。检测分析模块可以对环境检测装置203的检测结果进行分析，并将分析结果发送到主控模块，通过检测分析模块还可以进行数据的设定、查询、存储等。主控模块根据分析结果控制柜体101内各个设备的运行，以使气密柜内的环境状态参数符合预定要求。远程监控模块通过通信网络与主控模块通讯连接，用于对一体式制氮控湿显控装置进行远程监控。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，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应属于本发明公开的范畴。

Claims (10)

1.一种一体式制氮控湿显控装置的构建方法，其特征在于，所述方法包括：

在柜体内设置隔板，将所述柜体的内部空间分为上下两层空间；

在所述柜体内部下层空间设置空压机和散热装置，其中，所述空压机用于提供具有预定压力的气体，所述散热装置用于将所述空压机运行产生的热量排至所述柜体外部；

在所述柜体内部上层空间设置制氮装置，所述制氮装置用于制取预定纯度的氮气；

在所述制氮装置的四周设置电气衬板和管路阀门；

在所述电气衬板上设置控湿装置和环境检测装置，并在所述柜体的内部空间设置控制装置，所述控湿装置的出气端与气密围护结构连通，所述控湿装置用于对所述制氮装置制取的氮气加湿以使所述氮气达到预设湿度；所述环境检测装置用于检测所述气密围护结构内的环境状态参数并将检测结果发送给所述控制装置；所述控制装置用于根据所述检测结果控制所述柜体内各个设备的运行，以使所述气密围护结构内的环境状态参数符合预定要求；

在所述柜体内部设置一个或多个温度监测点，用于在监测到温度高于预设温度上限时触发所述控制装置控制所述一体式制氮控湿显控装置停机。

2.根据权利要求1所述的一体式制氮控湿显控装置的构建方法，其特征在于，将所述一体式制氮控湿显控装置与多个所述气密围护结构连接，其中，所述一体式制氮控湿显控装置根据各个气密围护结构内的当前氧含量水平，逐个降低通入各个气密围护结构内的气体的氧含量，或者，所述一体式制氮控湿显控装置对各个气密围护结构循环降低通入气体的氧含量。

3.根据权利要求1所述的一体式制氮控湿显控装置的构建方法，其特征在于，在所述空压机不具有换热器或散热风机的情况下，为所述空压机设置散热装置包括在所述空压机外侧嵌套密封罩，并且在所述密封罩上开设信封封口和散热风口；在所述空压机内部设置散热风机，用于将所述空压机运行产生的热量排至所述一体式制氮控湿显控装置外部。

4.根据权利要求1所述的一体式制氮控湿显控装置的构建方法，其特征在于，在所述空压机具有换热器和散热风机的情况下，为所述空压机设置所述散热装置包括在所述柜体上设置散热风口和散热通道，并与所述散热通道连接；所述散热通道与所述空压机连接。

5.根据权利要求1所述的一体式制氮控湿显控装置的构建方法，其特征在于，所述控制装置包括；

检测分析模块，用于将所述环境检测装置的检测结果与设定值进行比对；

主控模块，用于根据所述分析模块的比对结果生成控制指令，用于控制所述柜体内各个设备的运行。

6.根据权利要求1所述的一体式制氮控湿显控装置的构建方法，其特征在于，还包括：在所述柜体上设置显示屏，用于显示所述一体式制氮控湿显控装置运行状态参数以及所述环境检测装置所检测到的环境状态参数。

7.根据权利要求1所述的一体式制氮控湿显控装置的构建方法，其特征在于，还包括：设置远程监控模块，通过通信网络与所述主控模块通讯连接，用于对所述一体式制氮控湿显控装置进行远程监控。

8.根据权利要求1所述的一体式制氮控湿显控装置的构建方法，其特征在于，还包括在柜体内设置降噪材料，用于降低柜体噪音。

9.根据权利要求1所述的一体式制氮控湿显控装置的构建方法，其特征在于，所述环境检测装置包括以下至少一者：温湿度传感器、氧含量检测单元、压力检测装置、甲醛检测单元和总挥发性有机化合物TVOC检测单元。

10.一种一体式制氮控湿显控装置，其特征在于，所述一体式制氮控湿显控装置是按照权利要求1-9中任一项所述的方法而完成的一体式制氮控湿显控装置。

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