CN210825427U - 干气密封专用制氮系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及干气密封专用制氮系统，可以从功能上分为管路系统和电路控制系统，包括至少一台空压机（1）、冷干机（2）、过滤单元、空气缓冲罐（6）、氮氧分离单元、氮气缓冲单元（10）和PLC控制系统（15）；管路系统中还包括控制主管（14）和控制支管（16），控制支管（16）连接管路系统中的气动阀，通过系统本身的压缩空气来推动气动阀的工作，控制支管（16）上设置电磁阀，PLC控制系统（15）控制小功率的电磁阀来操控大功率的气动阀进行开关。本实用新型的自动化程度高，并且使某些基础设施较为薄弱的企业或地区可以使用干气密封，而且设备成本比深冷空分装置和液氮成本低。

Description

干气密封专用制氮系统

技术领域

本实用新型涉及制氮领域，特别是干气密封专用制氮系统。

背景技术

氮气作为一种惰性气体，常被用作机械、电子、化学和食品的保护气体。干气密封即“干运转气体密封”是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封，属于非接触密封。干气密封以其节能环保，稳定，使用寿命长的特点，受到越来越多的欢迎。要保证干气密封正常使用和工况要求，现场需要提供一定压力和流量的可靠氮气源。在中小企业中，需要进行干气密封的氮气通常是通过购买液氮的方式获得，而购买液氮使干气密封的生产成本居高不下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种利用空气制造氮气的制氮系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种干气密封专用制氮系统，包括管路系统和电路控制系统。

所述管路系统包括至少一台空压机、冷干机、过滤单元、空气缓冲罐、氮氧分离单元、氮气缓冲单元和流量监控出气管，所述空压机与冷干机连接，冷干机与过滤单元连接，所述过滤单元与空气缓冲罐连接，所述空气缓冲罐与氮氧分离单元连接，所述氮氧分离单元与氮气缓冲单元连接，所述氮气缓冲单元与流量监控出气管连接。

所述电路控制系统为PLC控制系统， PLC控制系统分别与空压机和冷干机电连接，所述空压机与冷干机的连接管路上设置有气动阀，所述空气缓冲罐与氮氧分离单元的连接管路上设置有气动阀，所述氮氧分离单元与氮气缓冲单元的连接管路上设置有气动阀，所有的气动阀的驱动气缸分别与控制支管连接，所述控制支管上均设置有电磁阀，所述电磁阀均与PLC控制系统电连接，所述氮气缓冲单元与流量监控出气管的连接管路上设置有泄压管，所述泄压管上设置有压力表和电磁减压阀，电磁减压阀与PLC控制系统电连接。

所述过滤单元包括第一过滤管路和第二过滤管路，第一过滤管路与冷干机的干气出口连接，所述第二过滤管路与冷干机的湿气出口连接，所述第一过滤管路上设置有精滤和活性炭过滤器，所述精滤A与冷干机连接，所述活性炭过滤器与空气缓冲罐连接，所述精滤A的进气管与活性炭过滤器的排气管上均设置有球阀；所述第二过滤管路包括依次连接的滤灰网、滤水网、粗滤、精滤B和活性炭过滤器，所述滤灰网与冷干机连接，所述活性炭过滤器与空气缓冲罐连接，所述滤灰网的进气管与活性炭过滤器的出气管上均设置有球阀，所述滤灰网、滤水网、粗滤、精滤B底端均设置有排污管。

所述氮氧分离单元包括多个吸附器，所述多个吸附器均通过进气支管与空气缓冲罐的出气管连接，所述多个吸附器通过出气支管与氮气缓冲单元的进气管连接，所述进气支管和出气支管上均设置有气动阀，使多个吸附器可以进行交替工作，所述进气支管均通过第一支管与消声器连接，所述第一支管上均设置有气动阀，当一个吸附器工作时，其余的吸附器通过消声器将吸附的氧气排出，所述出气支管上均设置有压力表，所述多根出气支管通过第二支管互相连通，所述第二支管上设置有截止阀。

所述氮气缓冲单元的进气管上设置有精滤C。精滤C为氧气过滤器，进一步过滤掉氮气中的残余氧气。

还包括至少一个气缸，所述气缸与空气缓冲罐的出气管连接，气缸与PLC控制系统电连接，空气缓冲罐的出气管上还设置有控制主管，所述控制主管上设置有压力表和减压阀，所述控制主管的末端与多根控制支管连接，所述控制支管上均设置有电磁阀，所述电磁阀均与PLC控制系统电连接，所述控制支管分别与系统中的气动阀的驱动气缸连接。气缸在系统启动时，PLC控制系统驱动气缸工作，为气动阀提供动力。

所述流量监控出气管上依次连接有减压阀、截止阀、球阀和流量计，所述截止阀与球阀之间设置有放空管和氮气出口管，所述放空管和氮气出口管上均设置有球阀。

所述PLC控制系统与触摸屏电连接。

本实用新型具有以下优点：

1、 对冷干机分离出的两种空气分别进行过滤利用，提高了空气利用率，变相提高了空压机的效率，降低了生产成本；

2、 通过系统本身的压缩空气为气动阀提供动力，利用小功率的电磁阀控制气动阀的开关来推动大功率的气动阀；

3、 利用PLC控制系统和触摸屏对整个制氮系统进行控制，自动化程度高。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图中：1-空压机，2-冷干机，3-第二过滤管路，4-第一过滤管路，5-活性炭过滤器，6-空气缓冲罐，7-气缸，8-吸附器，9-消声器，10-氮气缓冲单元，11-泄压管，12-精滤C，13-触摸屏，14-控制主管，15-PLC控制系统，16-控制支管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种干气密封专用制氮系统，包括管路系统和电路控制系统。

所述管路系统包括至少一台空压机1、冷干机2、过滤单元、空气缓冲罐6、氮氧分离单元、氮气缓冲单元10和流量监控出气管，所述空压机1与冷干机2连接，冷干机2与过滤单元连接，所述过滤单元与空气缓冲罐6连接，所述空气缓冲罐6与氮氧分离单元连接，所述氮氧分离单元与氮气缓冲单元10连接，所述氮气缓冲单元10与流量监控出气管连接。

所述电路控制系统为PLC控制系统15，所述 PLC控制系统15分别与空压机1和冷干机2电连接，所述空压机1与冷干机2的连接管路上设置有气动阀，所述空气缓冲罐与氮氧分离单元的连接管路上设置有气动阀，所述氮氧分离单元与氮气缓冲单元10的连接管路上设置有气动阀，所有的气动阀的驱动气缸分别与控制支管16连接，所述控制支管16上均设置有电磁阀，所述电磁阀均与PLC控制系统15电连接，所述氮气缓冲单元10与流量监控出气管的连接管路上设置有泄压管11，所述泄压管11上设置有压力表和电磁减压阀，电磁减压阀与PLC控制系统15电连接。

所述过滤单元包括第一过滤管路4和第二过滤管路3，第一过滤管路4与冷干机2的干气出口连接，所述第二过滤管路3与冷干机2的湿气出口连接，所述第一过滤管路4上设置有精滤和活性炭过滤器5，所述精滤A与冷干机2连接，所述活性炭过滤器5与空气缓冲罐6连接，所述精滤A的进气管与活性炭过滤器5的排气管上均设置有球阀；所述第二过滤管路3包括依次连接的滤灰网、滤水网、粗滤、精滤B和活性炭过滤器5，所述滤灰网与冷干机2连接，所述活性炭过滤器5与空气缓冲罐6连接，所述滤灰网的进气管与活性炭过滤器5的出气管上均设置有球阀，所述滤灰网、滤水网、粗滤、精滤B底端均设置有排污管。

所述氮氧分离单元包括多个吸附器8，所述多个吸附器8均通过进气支管与空气缓冲罐6的出气管连接，所述多个吸附器8通过出气支管与氮气缓冲单元10的进气管连接，所述进气支管和出气支管上均设置有气动阀，使多个吸附器8可以进行交替工作，所述进气支管均通过第一支管与消声器9连接，所述第一支管上均设置有气动阀，当一个吸附器8工作时，其余的吸附器8通过消声器9将吸附的氧气排出，所述出气支管上均设置有压力表，所述多根出气支管通过第二支管互相连通，所述第二支管上设置有截止阀。

所述氮气缓冲单元10的进气管上设置有精滤C12。精滤C12为氧气过滤器，进一步过滤掉氮气中的残余氧气。

还包括至少一个气缸7，所述气缸7与空气缓冲罐6的出气管连接，气缸7与PLC控制系统15电连接，空气缓冲罐6的出气管上还设置有控制主管14，所述控制主管14上设置有压力表和减压阀，所述控制主管14的末端与多根控制支管16连接，所述控制支管16上均设置有电磁阀，所述电磁阀均与PLC控制系统15电连接，所述控制支管16分别与系统中的气动阀的驱动气缸连接。气缸7在系统启动时，PLC控制系统15驱动气缸工作，为气动阀提供动力。

所述流量监控出气管上依次连接有减压阀、截止阀、球阀和流量计，所述截止阀与球阀之间设置有放空管和氮气出口管，所述放空管和氮气出口管上均设置有球阀。

所述PLC控制系统15与触摸屏13电连接。

本实用新型的工作过程如下：在系统启动时，PLC控制系统15控制气缸7工作，再通过控制控制支管16上的电磁阀开启，从而控制空压机1与冷干机2之间的气动阀开启。

PLC控制系统15启动空压机1和冷干机2，空压机1将空气压入冷干机2内进行处理，冷干机2排出的干燥气体进入第一过滤管路4通过精密空气过滤器和活性炭过滤器5过滤，进入空气缓冲罐6，湿润气体进入第二过滤管路3依次通过滤灰网、滤水网、粗滤、精滤B和活性炭过滤器5过滤，分别通过物理过滤来过滤掉空气中的粗颗粒、水分和粉尘，活性炭过滤器5进行化学过滤，过滤后的空气进入空气缓冲罐6，空气缓冲罐6中的空气压力随时间增加，到达需要的压力后开启空气缓冲罐6排气管上的球阀，一部分空气进入控制管路为气动阀提供动力，在PLC控制系统15打开吸附器8进气管路的气动阀后，另一部分空气进入吸附器8中，吸附器8吸附空气中的氧气，将剩余的气体从出气支管排入氮气缓冲单元10，氮气缓冲单元10的进气管上还设置有氧气过滤器，过滤掉残余的氧气，氮气缓冲单元10中的氮气压力上升到需要压力时，从排气管中排出，通过排气管上的泄压管11的电磁减压阀可以控制排气管中的氮气压力，需要控制氮气充入量的产品从流量监控出气管上接收氮气，不需要控制氮气充入量的产品从氮气出口接收氮气，多余氮气可以从放空出口排出。

吸附器8在工作一个周期后，PLC控制系统15关闭该吸附器8的进气支管上的气动阀，打开第一支管上的气动阀，将吸附器8内吸附的氧气排从消声器9排出；同时PLC控制系统15打开另一个吸附器8进气支管上的气动阀，完成吸附器8的交替工作。

Claims (7)

1.干气密封专用制氮系统，包括管路系统和电路控制系统，其特征在于：

所述管路系统包括至少一台空压机（1）、冷干机（2）、过滤单元、空气缓冲罐（6）、氮氧分离单元、氮气缓冲单元（10）和流量监控出气管，所述空压机（1）与冷干机（2）连接，冷干机（2）与过滤单元连接，所述过滤单元与空气缓冲罐（6）连接，所述空气缓冲罐（6）与氮氧分离单元连接，所述氮氧分离单元与氮气缓冲单元（10）连接，所述氮气缓冲单元（10）与流量监控出气管连接；

所述电路控制系统为PLC控制系统（15），PLC控制系统（15）分别与空压机（1）和冷干机（2）电连接，所述空压机（1）与冷干机（2）的连接管路上设置有气动阀，所述空气缓冲罐（6）与氮氧分离单元的连接管路上设置有气动阀，所述氮氧分离单元与氮气缓冲单元（10）的连接管路上设置有气动阀，所有的气动阀的驱动气缸分别与控制支管（16）连接，所述控制支管（16）上均设置有电磁阀，所述电磁阀均与PLC控制系统（15）电连接，所述氮气缓冲单元（10）与流量监控出气管的连接管路上设置有泄压管（11），所述泄压管（11）上设置有压力表和电磁减压阀，电磁减压阀与PLC控制系统（15）电连接。

2.根据权利要求1所述的干气密封专用制氮系统，其特征在于：所述过滤单元包括第一过滤管路（4）和第二过滤管路（3），第一过滤管路（4）与冷干机（2）的干气出口连接，所述第二过滤管路（3）与冷干机（2）的湿气出口连接，所述第一过滤管路（4）上设置有精滤和活性炭过滤器（5），所述精滤A与冷干机（2）连接，所述活性炭过滤器（5）与空气缓冲罐（6）连接，所述精滤A的进气管与活性炭过滤器（5）的排气管上均设置有球阀；所述第二过滤管路（3）包括依次连接的滤灰网、滤水网、粗滤、精滤B和活性炭过滤器（5），所述滤灰网与冷干机（2）连接，所述活性炭过滤器（5）与空气缓冲罐（6）连接，所述滤灰网的进气管与活性炭过滤器（5）的出气管上均设置有球阀，所述滤灰网、滤水网、粗滤、精滤B底端均设置有排污管。

3.根据权利要求1所述的干气密封专用制氮系统，其特征在于：所述氮氧分离单元包括多个吸附器（8），所述多个吸附器（8）均通过进气支管与空气缓冲罐（6）的出气管连接，所述多个吸附器（8）通过出气支管与氮气缓冲单元（10）的进气管连接，所述进气支管和出气支管上均设置有气动阀，所述进气支管均通过第一支管与消声器（9）连接，所述第一支管上均设置有气动阀，所述出气支管上均设置有压力表，所述多根出气支管通过第二支管互相连通，所述第二支管上设置有截止阀。

4.根据权利要求3所述的干气密封专用制氮系统，其特征在于：所述氮气缓冲单元（10）的进气管上设置有精滤C（12）。

5.根据权利要求1所述的干气密封专用制氮系统，其特征在于：还包括至少一个气缸（7），所述气缸（7）与空气缓冲罐（6）的出气管连接，气缸（7）与PLC控制系统（15）电连接，空气缓冲罐（6）的出气管上还设置有控制主管（14），所述控制主管（14）上设置有压力表和减压阀，所述控制主管（14）的末端与多根控制支管（16）连接。

6.根据权利要求1所述的干气密封专用制氮系统，其特征在于：所述流量监控出气管上依次连接有减压阀、截止阀、球阀和流量计，所述截止阀与球阀之间设置有放空管和氮气出口管，所述放空管和氮气出口管上均设置有球阀。

7.根据权利要求1所述的干气密封专用制氮系统，其特征在于：所述PLC控制系统（15）与触摸屏（13）电连接。

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