CN207718215U - 一种氮气制备监控系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种氮气制备监控系统，属于氮气制备监控领域。本申请包括至少一台制氮机、氮气储气罐、氧分析仪、气动三通阀、PLC和显示屏；制氮机与氮气储气罐管路连接；制氮机与PLC电连接；氧分析仪的检测端配置在氮气储气罐的供气管路上，氧分析仪与PLC电连接；显示屏与PLC电连接；气动三通阀与PLC电连接，气动三通阀具有一进气口、一供气口和一排气口，气动三通阀的进气口和供气口配置在氮气储气罐的供气管路上，气动三通阀的进气口和供气口导通，氮气储气罐通过气动三通阀的供气口向外供气。通过本申请，当氧气浓度高于客户要求时，通过PLC控制气动三通阀使其进气口与排气口导通，将不合格氮气排出，以避免将不合格氮气供出。

Description

一种氮气制备监控系统

技术领域

本申请属于氮气制备监控领域，具体涉及一种氮气制备监控系统。

背景技术

制氮机，是指以空气为原料，利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备。制氮原理包括分子筛空分法、深冷空分法等，工业上应用的制氮机，根据制氮原理的不同制氮机可分为分子筛制氮机、深冷制氮机等。

纯度是氮气的一个重要技术参数，氮气纯度与氮气中的氧含量相关，通过制氮机将空气中的氧气分离制备获得满足客户要求纯度的氮气。但是在实际氮气制备过程中，因种种原因的存在，也可能出现制备的氮气纯度不能满足用户要求的问题，用户在使用不合格的氮气时可能会给用户带来更严重的损失，因而需要对制备的氮气进行监控，避免将不合格氮气供出。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种氮气制备监控系统。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

一种氮气制备监控系统，包括：至少一台制氮机、氮气储气罐、氧分析仪、气动三通阀、PLC和显示屏；

所述制氮机与所述氮气储气罐通过管路连接；

所述制氮机与所述PLC电连接；

所述氧分析仪的检测端配置在所述氮气储气罐的供气管路上，所述氧分析仪与所述PLC电连接；

所述显示屏与所述PLC电连接；

所述气动三通阀与所述PLC电连接，所述气动三通阀具有一进气口、一供气口和一排气口，所述气动三通阀的进气口和供气口分别配置在所述氮气储气罐的供气管路上，当所述气动三通阀的进气口和供气口导通时，形成所述氮气储气罐通过所述气动三通阀的供气口向外供气。

进一步地，所述制氮机包括第一分子筛吸附塔和第二分子筛吸附塔；

所述第一分子筛吸附塔的进气口管路上配置有第一进气阀，所述第二分子筛吸附塔的进气口管路上配置有第二进气阀，所述第一进气阀和所述第二进气阀分别与所述PLC电连接；

所述第一分子筛吸附塔的供气口和所述第二分子筛吸附塔的供气口分别与所述氮气储气罐的进气口形成管路连接；

所述第一分子筛吸附塔的供气口管路上配置有第一出气阀，所述第二分子筛吸附塔的供气口管路上配置有第二出气阀，所述第一出气阀和所述第二出气阀分别与所述PLC电连接；

所述第一分子筛吸附塔和所述第二分子筛吸附塔还分别设有排空口，所述第一分子筛吸附塔的排空口配置有第一排空阀，所述第二分子筛吸附塔的排空口配置有第二排空阀，所述第一排空阀和所述第二排空阀分别与所述PLC电连接；

所述第一分子筛吸附塔与所述第二分子筛吸附塔之间还具有第一均压管路和第二均压管路，所述第一均压管路上配置有第一均压阀，所述第二均压管路上配置有第二均压阀和第三均压阀，所述第一均压阀、所述第二均压阀和所述第三均压阀分别与所述PLC电连接。

进一步地，所述氮气制备监控系统还包括巡检按钮，所述巡检按钮与所述PLC电连接。

进一步地，所述氮气制备监控系统还包括流量计，所述流量计配置在所述氮气储气罐的供气管路上，所述流量计与所述PLC电连接。

进一步地，所述氮气制备监控系统还包括指示灯，所述指示灯与所述PLC电连接。

进一步地，所述氮气制备监控系统还包括声光报警器，所述声光报警器与所述PLC电连接。

进一步地，所述制氮机有两台。

进一步地，所述显示屏采用触控显示屏。

进一步地，所述巡检按钮采用自复位按钮。

进一步地，所述氮气制备监控系统还包括远程就地转换开关以及远程控制机，所述远程就地转换开关和所述远程控制机分别与所述PLC电连接。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请提供了一种氮气制备监控系统，制氮机制备氮气并存储在氮气储气罐中，氧分析仪对氮气储气罐供出氮气的氧含量进行实时检测并显示在显示屏上，以形成实时监控，当氧气浓度高于客户要求时，通过PLC控制气动三通阀使其进气口与排气口导通，将不合格氮气排出，以避免将不合格氮气供出。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请一种氮气制备监控系统的实施例一工作原理图；

图2为本申请分子筛制氮机的管路示意图；

图3为本申请分子筛制氮机的控制原理图；

图4为本申请一种氮气制备监控系统的实施例二工作原理图。

图中，1-制氮机；2-氮气储气罐；3-氧分析仪；4-气动三通阀；5-PLC；6-显示屏；7-巡检按钮；8-流量计；9-指示灯；10-声光报警器；11-远程就地转换开关；12-远程控制机；101-第一分子筛吸附塔；102-第二分子筛吸附塔；103-第一进气阀；104-第二进气阀；105-第一出气阀；106-第二出气阀；107-第一排空阀；108-第二排空阀；109-第一均压管路；110-第二均压管路；111-第一均压阀；112-第二均压阀；113-第三均压阀。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

本申请实施例提供一种氮气制备监控系统，以下结合附图对本申请进行详细说明。

如图1所示，在本申请的一个实施例中，本申请提供了一种氮气制备监控系统，包括：至少一台制氮机1、氮气储气罐2、氧分析仪3、气动三通阀4、PLC 5和显示屏6；

所述制氮机1与所述氮气储气罐2通过管路连接；

所述制氮机1与所述PLC 5电连接；

所述氧分析仪3的检测端配置在所述氮气储气罐2的供气管路上，所述氧分析仪3与所述PLC 5电连接；

所述显示屏6与所述PLC 5电连接；

所述气动三通阀4与所述PLC 5电连接，所述气动三通阀4具有一进气口、一供气口和一排气口，所述气动三通阀4的进气口和供气口分别配置在所述氮气储气罐2的供气管路上，当所述气动三通阀4的进气口和供气口导通时，形成所述氮气储气罐2通过所述气动三通阀4的供气口向外供气。

上述方案中，所述制氮机1制备氮气并存储在所述氮气储气罐2中，所述氧分析仪3对所述氮气储气罐2供出氮气的氧含量进行实时检测并显示在所述显示屏6上，以形成实时监控。正常情况下，所述气动三通阀4的进气口与供气口形成导通，所述气动三通阀4的进气口与供气口不导通，所述氮气储气罐2通过所述气动三通阀4的供气口向外供气，在具体应用时，在氧分析仪相关技术的常规应用中，可根据客户要求在所述氧分析仪3中设定报警浓度，当氧气浓度高于客户要求时(说明制备的氮气不合格)，触发所述氧分析仪3向所述PLC5发送报警信号，所述PLC 5控制所述气动三通阀4使其进气口与排气口导通，与之同时所述气动三通阀4的进气口与供气口变成不导通，从而实现将不合格氮气排出，避免将不合格氮气供出。同时，当所述氧分析仪3检测所述氮气储气罐2供出的氮气不合格时，也可以触发所述PLC 5控制所述氮机1停止运行。

在具体应用中，所述制氮机1可以是一台或者多台，在本申请的图1示意中，本申请给出两台的实施例方案。在具体应用中，所述显示屏6可以采用触控显示屏。

在相关技术中，根据制氮原理的不同，所述制氮机1分为分子筛制氮机、深冷制氮机等。以下以分子筛制氮机为例对本申请进行进一步说明。

如图2和图3所示，在本申请的一个实施例中，所述制氮机1包括第一分子筛吸附塔101和第二分子筛吸附塔102；

所述第一分子筛吸附塔101的进气口管路上配置有第一进气阀103，所述第二分子筛吸附塔102的进气口管路上配置有第二进气阀104，所述第一进气阀103和所述第二进气阀104分别与所述PLC 5电连接；

所述第一分子筛吸附塔101的供气口和所述第二分子筛吸附塔102的供气口分别与所述氮气储气罐2的进气口形成管路连接；

所述第一分子筛吸附塔101的供气口管路上配置有第一出气阀105，所述第二分子筛吸附塔102的供气口管路上配置有第二出气阀106，所述第一出气阀105和所述第二出气阀106分别与所述PLC 5电连接；

所述第一分子筛吸附塔101和所述第二分子筛吸附塔102还分别设有排空口，所述第一分子筛吸附塔101的排空口配置有第一排空阀107，所述第二分子筛吸附塔102的排空口配置有第二排空阀108，所述第一排空阀107和所述第二排空阀108分别与所述PLC 5电连接；

所述第一分子筛吸附塔101与所述第二分子筛吸附塔102之间还具有第一均压管路109和第二均压管路110，所述第一均压管路109上配置有第一均压阀111，所述第二均压管路110上配置有第二均压阀112和第三均压阀113，所述第一均压阀111、所述第二均压阀112和所述第三均压阀113分别与所述PLC5电连接。

上述方案给出分子筛制氮机的具体实施例方案，分子筛制氮机的工作原理是以分子筛作为吸附剂，利用空气中的氮气和氧气在分子筛上的吸附性能不同(氮气通过，氧气被吸附)而对两者进行分离以制备高纯度氮气。

制备氮气过程如下：压缩空气通过所述第一进气阀103进入所述第一分子筛吸附塔101，在所述第一分子筛吸附塔101中，压缩空气中的氧气被分子筛吸附，未吸附的氮气穿过分子筛，经所述第一出气阀105进入所述氮气储气罐2；所述第一分子筛吸附塔101的吸附过程结束后，所述第一均压阀111、所述第二均压阀112和所述第三均压阀113打开，使得所述第一分子筛吸附塔101和所述第二分子筛吸附塔102导通，实现两塔均压；均压后，压缩空气通过所述第二进气阀104进入所述第二分子筛吸附塔102，在所述第二分子筛吸附塔102中，压缩空气中的氧分子被分子筛吸附，未吸附的氮气穿过分子筛，经所述第二出气阀106进入所述氮气储气罐2；同时所述第一分子筛吸附塔101中分子筛吸附的氧气通过所述第一排空阀107降压释放回大气当中，反之所述第一分子筛吸附塔101吸附制备氮气时，所述第二分子筛吸附塔102中分子筛吸附的氧气通过所述第二排空阀108降压释放回大气当中，通过所述第一分子筛吸附塔101和所述第二分子筛吸附塔102的循环实现持续制备氮气。

上述制备氮气过程在分子筛制氮机的相关技术中，各个阀门的开启和关闭，均由PLC控制完成。本申请中，当所述氧分析仪3检测所述氮气储气罐2供出的氮气不合格时，可以触发所述PLC 5控制制氮机1停止运行，并将各个阀门恢复为初始状态。

如图3所示，在本申请的一个实施例中，所述氮气制备监控系统还包括巡检按钮7，所述巡检按钮7与所述PLC 5电连接。

下述以氮气制备中发生氮气不合格问题的应用场景进行说明，此问题下，对设备进行检修维护包括对各个阀门进行确认，通过按下所述巡检按钮7，每按一次，就向所述PLC5发送一个巡检信号，如按第一次时，所述PLC 5控制所述第一排空阀107打开，如按第二次时，所述PLC 5控制所述第二排空阀108打开，等等。比起通过正常控制手段对各个阀门进行控制的方式，在正常控制手段下各个阀门的打开具有互锁的设计，当发生故障时，因故障未消除，在互锁限制下，可能出现正常控制手段不能控制阀门打开的问题。本申请通过所述巡检按钮7触发控制各个阀门打开的方式则可以解决上述问题。

在PLC应用的相关技术中，PLC根据触发信号的次数控制对应阀门打开属于PLC的常规应用。

在具体应用中，所述巡检按钮7可采用自复位按钮。

如图4所示，在本申请的一个实施例中，所述氮气制备监控系统还包括流量计8，所述流量计8配置在所述氮气储气罐2的供气管路上，所述流量计8与所述PLC 5电连接。

通过该方案可以对所述氮气储气罐2输出的氮气流量进行实时检测，并显示在所述显示屏6上，以形成对氮气储气罐2输出的氮气流量进行实时监控。

如图4所示，在本申请的一个实施例中，所述氮气制备监控系统还包括指示灯9，所述指示灯9与所述PLC 5电连接。

在具体应用中，所述指示灯9亮起用于对所述制氮机1正常运行时的运行指示，当所述制氮机1停止运行时，通过控制所述指示灯9熄灭对所述制氮机1停止运行进行指示。

如图4所示，在本申请的一个实施例中，所述氮气制备监控系统还包括声光报警器10，所述声光报警器10与所述PLC 5电连接。通过该方案可以实现所述制氮机1的故障报警提示。

如图4所示，在本申请的一个实施例中，所述氮气制备监控系统还包括远程就地转换开关11以及远程控制机12，所述远程就地转换开关11和所述远程控制机12分别与所述PLC 5电连接。

上述方案在具体应用中，所述远程控制机12可设置在非氮气制备场所，如办公场所等，以实现远程控制。在设备维护或者故障排查时，通过将所述远程就地转换开关11切换到就地端，所述PLC 5接到就地端控制信号，远程端的所述远程控制机12不能执行远程控制，以保证设备现场的操作安全；当设备可以正常运行时，将所述远程就地转换开关11切换到远程端，所述PLC 5接到远程端控制信号，远程端的所述远程控制机12可以远程控制操作。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多台”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种氮气制备监控系统，其特征在于，包括：至少一台制氮机、氮气储气罐、氧分析仪、气动三通阀、PLC和显示屏；

所述制氮机与所述氮气储气罐通过管路连接；

所述制氮机与所述PLC电连接；

所述氧分析仪的检测端配置在所述氮气储气罐的供气管路上，所述氧分析仪与所述PLC电连接；

所述显示屏与所述PLC电连接；

所述气动三通阀与所述PLC电连接，所述气动三通阀具有一进气口、一供气口和一排气口，所述气动三通阀的进气口和供气口分别配置在所述氮气储气罐的供气管路上，当所述气动三通阀的进气口和供气口导通时，形成所述氮气储气罐通过所述气动三通阀的供气口向外供气。

2.根据权利要求1所述的氮气制备监控系统，其特征在于，所述制氮机包括第一分子筛吸附塔和第二分子筛吸附塔；

所述第一分子筛吸附塔的进气口管路上配置有第一进气阀，所述第二分子筛吸附塔的进气口管路上配置有第二进气阀，所述第一进气阀和所述第二进气阀分别与所述PLC电连接；

所述第一分子筛吸附塔的供气口和所述第二分子筛吸附塔的供气口分别与所述氮气储气罐的进气口形成管路连接；

所述第一分子筛吸附塔的供气口管路上配置有第一出气阀，所述第二分子筛吸附塔的供气口管路上配置有第二出气阀，所述第一出气阀和所述第二出气阀分别与所述PLC电连接；

所述第一分子筛吸附塔和所述第二分子筛吸附塔还分别设有排空口，所述第一分子筛吸附塔的排空口配置有第一排空阀，所述第二分子筛吸附塔的排空口配置有第二排空阀，所述第一排空阀和所述第二排空阀分别与所述PLC电连接；

所述第一分子筛吸附塔与所述第二分子筛吸附塔之间还具有第一均压管路和第二均压管路，所述第一均压管路上配置有第一均压阀，所述第二均压管路上配置有第二均压阀和第三均压阀，所述第一均压阀、所述第二均压阀和所述第三均压阀分别与所述PLC电连接。

3.根据权利要求2所述的氮气制备监控系统，其特征在于，所述氮气制备监控系统还包括巡检按钮，所述巡检按钮与所述PLC电连接。

4.根据权利要求1所述的氮气制备监控系统，其特征在于，所述氮气制备监控系统还包括流量计，所述流量计配置在所述氮气储气罐的供气管路上，所述流量计与所述PLC电连接。

5.根据权利要求1所述的氮气制备监控系统，其特征在于，所述氮气制备监控系统还包括指示灯，所述指示灯与所述PLC电连接。

6.根据权利要求1所述的氮气制备监控系统，其特征在于，所述氮气制备监控系统还包括声光报警器，所述声光报警器与所述PLC电连接。

7.根据权利要求1所述的氮气制备监控系统，其特征在于，所述制氮机有两台。

8.根据权利要求1所述的氮气制备监控系统，其特征在于，所述显示屏采用触控显示屏。

9.根据权利要求3所述的氮气制备监控系统，其特征在于，所述巡检按钮采用自复位按钮。

10.根据权利要求1至9任一项所述的氮气制备监控系统，其特征在于，所述氮气制备监控系统还包括远程就地转换开关以及远程控制机，所述远程就地转换开关和所述远程控制机分别与所述PLC电连接。