CN210718343U - 一种气体液化提纯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体液化提纯装置，涉及气体提纯设备技术领域，解决了现有气体液化提纯装置无法实现连续提纯的技术问题，本实用新型包括罐体以及密封盖，罐体上设置有存液腔，所述密封盖上设置有液氮入口，液氮入口与存液腔接通；罐体包括内缸和外缸，内缸和外缸之间形成真空的空腔，存液腔设置在内缸内，所述密封盖上还设置有进口、出口以及加热器件引出口，存液腔内设置有气体液化管，气体液化管的一端与进口接通，气体液化管的另一端与出口接通，气体液化管外套设有加热器；本实用新型具能够让气体的提纯实现持续化和连续化的工业生产。

Description

一种气体液化提纯装置

技术领域

本实用新型涉及气体提纯设备技术领域，更具体的是涉及一种气体液化提纯装置，应用于冷冻设备技术领域。

背景技术

气体分离提纯是指将混合气中的杂质分离出来，以此提高所需气体成分的纯度。分离提纯作为一种重要的化学方法，不仅在化学研究中具有重要作用，在化工生产中也同样具有十分重要的作用。不少重要的化学研究与化工生产，都是以分离提纯为主体的。气体的分离与提纯经常要用到低温的技术手段。比较常用与空气分离、稀有气体提取、石油气的分离、重氢的分离等方面。

1.空气分离。用于空气分离的装置，我们称之为空分装置，是利用深低温原理将空气液化，然后根据各组分沸点的不同，在精馏塔内进行精馏，最后获得氧、氮，同时获得稀有气体等附属产品的装置。

2.稀有气体分离提取。稀有气体通常是指氦、氖、氩、氪和氙。氦广泛应用于宇宙航行、核反应堆、深水呼吸、检漏、超高真空技术及超低温研究等方向、液氦是低温工程中理想的制冷剂，可获得低于4.2K的深低温环境。氦气可在空分装置中提取氦氖的混合气，再把氦氖分离提纯；氦可在合成氨尾气中提取；氦也可在天然气中提取。氖在真空放电时发红光，因此广泛用于港口和机场的航标灯，钠蒸汽灯以及闸流管等各种放电管。氖和氦的混合气可用于气体激光器。氖、氦和氧的混合气用于深水呼吸。液氖是26～40K温度下常用的制冷剂，常用于气泡室中进行高能物理研究、导弹制导系统、宇宙通讯系统的红外探测器等方面。氖从空分装置的的氦氖混合气中得到。氩具有密度大、导热性小和化学惰性好等特点。可广泛用于照明、电子工业、金属的焊接、稀有金属(如锆、钛)冶炼和半导体材料冶炼等。氩气来源为空分装置和合成氨尾气。氪具有密度大，导热性小，透射率大，能吸收X射线等特性。可广泛应用于电光源工业、激光技术和等离子技术。氙广泛应用于电子工业、电光源工业和等离子工业。氪氙可从空分装置中的液氧成分中提取其混合气，在对二者进行分离；也可从合成氨尾气提氩得到的甲烷成分中提取；还可从核反应堆的裂变气中提取。

现有气体分离提纯装置普遍都是静态提纯，无法实现工业连续生产提纯，一提高工业生产的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有气体液化提纯装置无法实现连续提纯的技术问题，本实用新型提供一种气体液化提纯装置。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种气体液化提纯装置，包括罐体以及密封盖，罐体上设置有存液腔，所述密封盖上设置有液氮入口，液氮入口与存液腔接通；罐体包括内缸和外缸，内缸和外缸之间形成真空的空腔，存液腔设置在内缸内，所述密封盖上还设置有进口、出口以及加热器件引出口，存液腔内设置有气体液化管，气体液化管的一端与进口接通，气体液化管的另一端与出口接通，气体液化管外套设有加热器。

工作原理：将待提存的气体从进口进入气体液化管内，气体液化管会受到存液腔内的液氮的制冷作用会将气体液化管内的气体进行液化，同时根据需要提存出的气体的沸点进行温度控制，控制方式是通过加热器对气体液化管进行加热，让气体液化管内的混合气体以及液体地温度达到目标气体的沸点，让目标气体从出口排出，而其它气体却成了液体被滞留在气体液化管内，最后通过气体收集装置对提纯之后的气体进行收集提纯。

进一步地，所述气体液化管盘旋在罐体上的存液腔内。由于气体液化管是盘旋在存液腔内，盘旋状的气体液化管可以增加气体液化管的长度，以便让气体液化管内的混合气体具有充足的冷却时间，提高了气体提纯质量，降低气体冷却时间，让混合气体的提纯实现持续化和连续化的工业生产。

进一步地，密封盖上还设置有能够检测存液腔内液位高度的液位计。

进一步地，密封盖上还设置有两个测温口，两个测温口内均安装有能够监测气体液化管内气体温度的温度传感器。通过设置温度传感器便于监测气体液化管内的气体温度，让气体液化管内气体温度得到精确控制。

进一步地，密封盖上还设置有安全阀、加热器件引出口、增压口以及能够检测存液腔内液氮压力的压力表，安全阀与存液腔接通。通过设置安全阀、增压口以及压力表，让罐体内的液氮能够保持稳定的压力，防止压力过大超过罐体所承受的压力极限。

进一步地，密封盖上固定设置有起吊环。

本实用新型的有益效果如下：

1、将待提存的气体从进口进入气体液化管内，气体液化管会受到存液腔内的液氮的制冷作用会将气体液化管内的气体进行液化，同时根据需要提存出的气体的沸点进行温度控制，控制方式是通过加热器对气体液化管进行加热，让气体液化管内的混合气体以及液体地温度达到目标气体的沸点，让目标气体从出口排出，而其它气体却成了液体被滞留在气体液化管内，最后通过气体收集装置对提纯之后的气体进行收集提纯。

2、由于气体液化管是盘旋在存液腔内，盘旋状的气体液化管可以增加气体液化管的长度，以便让气体液化管内的混合气体具有充足的冷却时间，提高了气体提纯质量，降低气体冷却时间，让混合气体的提纯实现持续化和连续化的工业生产。

3、通过设置温度传感器便于监测气体液化管内的气体温度，让气体液化管内气体温度得到精确控制。

4、通过设置安全阀、增压口以及压力表，让罐体内的液氮能够保持稳定的压力，防止压力过大超过罐体所承受的压力极限。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是气体液化管的剖视图。

附图标记：1-罐体，2-抽气口，3-存液腔，4-气体液化管，5-密封盖，6-起吊环，7-液位计，8-增压口，9-测温口，10-进口，11-液氮入口，12-安全阀，13-出口，14-压力表，15-加热器件引出口，16-加热器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

实施例1

如图1到3所示，本实施例提供一种气体液化提纯装置，包括罐体1以及密封盖5，罐体1上设置有存液腔3，所述密封盖5上设置有液氮入口11，液氮入口11与存液腔3接通；罐体1包括内缸和外缸，内缸和外缸之间形成真空的空腔，存液腔3设置在内缸内，所述密封盖5上还设置有进口10、出口13以及加热器件引出口15，存液腔3内设置有气体液化管4，气体液化管4的一端与进口10接通，气体液化管4的另一端与出口13接通，气体液化管4外套设有加热器16。

加热器16可以是电热丝，电热丝缠绕在气体液化管4外。外缸上设置有抽气口2，抽气口2与内缸和外缸之间的空腔接通，便于抽去内缸和外缸之间的空腔内空气以形成真空的空腔。

密封盖5上还设置有泄压阀，泄压阀与存液腔3接通，设置了泄压阀能够手动释放存液腔3内的液氮压力，由于液氮与气体液化管4在进行热交换，因此液氮会被汽化，汽化后的液氮会成低温氮气堆积在存液腔3内，而为防止氮气堆积太多而需要将氮气释放出以保证存液腔3内的压力在罐体1的额定受压范围内。

实施例2

如图1到3所示，本实施例提供一种气体液化提纯装置，包括罐体1以及密封盖5，罐体1上设置有存液腔3，所述密封盖5上设置有液氮入口11，液氮入口11与存液腔3接通；罐体1包括内缸和外缸，内缸和外缸之间形成真空的空腔，存液腔3设置在内缸内，所述密封盖5上还设置有进口10、出口13以及加热器件引出口15，存液腔3内设置有气体液化管4，气体液化管4的一端与进口10接通，气体液化管4的另一端与出口13接通，气体液化管4外套设有加热器16。

气体液化管4盘旋在罐体1上的存液腔3内。由于气体液化管4是盘旋在存液腔3内，盘旋状的气体液化管4可以增加气体液化管4的长度，以便让气体液化管4内的混合气体具有充足的冷却时间，提高了气体提纯质量，降低气体冷却时间，让混合气体的提纯实现持续化和连续化的工业生产。

密封盖5上还设置有能够检测存液腔3内液位高度的液位计7。密封盖5上还设置有两个测温口9，两个测温口9内均安装有能够监测气体液化管4内气体温度的温度传感器。密封盖5上还设置有安全阀12、加热器件引出口15、增压口8以及能够检测存液腔3内液氮压力的压力表14，安全阀12与存液腔3接通。通过设置安全阀12、增压口8以及压力表14，让罐体1内的液氮能够保持稳定的压力，防止压力过大超过罐体1所承受的压力极限。密封盖5上固定设置有起吊环6。加热器件引出口15能够将气体液化管4外的加热器16导线或者加热器16的两端分别从两个加热器件引出口15引出，方便线路连接，同时也避免接线处被低温液氮冻坏。

实施例3

本装置的工作原理：将待提存的气体从进口10进入气体液化管4内，气体液化管4会受到存液腔3内的液氮的制冷作用会将气体液化管4内的气体进行液化，同时根据需要提存出的气体的沸点进行温度控制，控制方式是通过加热器16对气体液化管4进行加热，让气体液化管4内的混合气体以及液体地温度达到目标气体的沸点，让目标气体从出口13排出，而其它气体却成了液体被滞留在气体液化管4内，最后通过气体收集装置对提纯之后的气体进行收集提纯，当需要提纯出另一种气体的时候，改变加热器16的加热温度，让气体液化管4内的液化的混合气体的温度达到了目标提纯气体的沸点即可将目标气体排出，以进行提纯。

Claims (6)

1.一种气体液化提纯装置，包括罐体(1)以及密封盖(5)，罐体(1)上设置有存液腔(3)，所述密封盖(5)上设置有液氮入口(11)，液氮入口(11)与存液腔(3)接通；其特征在于，罐体(1)包括内缸和外缸，内缸和外缸之间形成真空的空腔，存液腔(3)设置在内缸内，所述密封盖(5)上还设置有进口(10)、出口(13)以及加热器件引出口(15)，存液腔(3)内设置有气体液化管(4)，气体液化管(4)的一端与进口(10)接通，气体液化管(4)的另一端与出口(13)接通，气体液化管(4)外套设有加热器(16)。

2.根据权利要求1所述的气体液化提纯装置，其特征在于，所述气体液化管(4)盘旋在罐体(1)上的存液腔(3)内。

3.根据权利要求1所述的气体液化提纯装置，其特征在于，密封盖(5)上还设置有能够检测存液腔(3)内液位高度的液位计(7)。

4.根据权利要求1所述的气体液化提纯装置，其特征在于，密封盖(5)上还设置有两个测温口(9)，两个测温口(9)内均安装有能够监测气体液化管(4)内气体温度的温度传感器。

5.根据权利要求1所述的气体液化提纯装置，其特征在于，密封盖(5)上还设置有安全阀(12)、加热器件引出口(15)、增压口(8)以及能够检测存液腔(3)内液氮压力的压力表(14)，安全阀(12)与存液腔(3)接通。

6.根据权利要求1所述的气体液化提纯装置，其特征在于，密封盖(5)上固定设置有起吊环(6)。

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