CN219674594U - 一种小型液氧制备与储藏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于液氧制备领域，特别涉及一种小型液氧制备与储藏装置，过滤器、空气压缩机、冷凝器、吸附A罐、吸附B罐、真空泵、储氧罐、垫高和储罐本体均安装在底板之上；过滤器与空气压缩机相连，空气压缩机与冷凝器相连，冷凝器与空气进气电磁阀相连，空气进气电磁阀与吸附罐相连，吸附罐与储氧罐相连，储氧罐与真空泵相连，分子筛位于吸附罐内，制冷机通过管路与储罐本体相连，制冷机放置于垫高上方，采用制冷机直接对氧气进行液化，前端采用VPSA制备氧气。通过该种方案，可以有效减少设备占地面积以及对电力的消耗，适用于实验室等小型应用场景。

Description

一种小型液氧制备与储藏装置

技术领域

本实用新型属于液氧制备领域，特别涉及一种小型液氧制备与储藏装置。

背景技术

现如今，有多种方法可以进行氧气的制备，如膜分离法、电解法和变压吸附法等，这些方法视使用环境不同有不同的应用场景，各有各的优点和缺点。而液氧制备涉及气体的低温液化，现多采用深冷法进行制备；除此之外，也可以直接使用制冷机对氧气进行液化，但由于成本和安全性等因素，未能被普遍使用。

现有的深冷法制液氧，由于其占地面积大，停机成本高，前期投入高等因素，往往用于工业制备液氧，不适用于实验室、舰船等对设备体积有要求，并且无法通过外界运输灌装液氧的使用场景。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种小型液氧制备与储藏装置，解决占地面积大，停机成本高，前期投入高，适用范围有限的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种小型液氧制备与储藏装置，包括制氧部分、液化部分和储藏部分，所述制氧部分包括过滤器、空气压缩机、冷凝器、空气进气电磁阀、吸附A罐、吸附B罐、真空泵、储氧罐、A分子筛和B分子筛，所述液化部分包括制冷机和垫高，所述储藏部分包括储罐本体、液位计、温度计、压力表、流量计和真空压力表；所述过滤器、空气压缩机、冷凝器、吸附A罐、吸附B罐、真空泵、储氧罐、垫高和储罐本体均安装在底板上。

所述过滤器通过管路与空气压缩机相连，空气压缩机通过管路与冷凝器相连，冷凝器通过管路与空气进气电磁阀相连，空气进气电磁阀通过管路分别与A罐空气进气电磁阀和B罐空气进气电磁阀相连，A罐空气进气电磁阀通过管路与吸附A罐相连，B罐空气进气电磁阀通过管路与吸附B罐相连，分子筛A位于吸附A罐内，分子筛B位于吸附B罐内；吸附A罐通过管路分别与A罐氧气出口电磁阀和A罐氮气出口电磁阀相连，吸附B罐通过管路分别与B罐氧气出口电磁阀和B罐氮气出口电磁阀相连，A罐氧气出口电磁阀和B罐氧气出口电磁阀通过管路都与氧气出口电磁阀相连，A罐氮气出口电磁阀和B罐氮气出口电磁阀通过管路都与氮气出口电磁阀相连，所述A罐氧气出口电磁阀和B罐氧气出口电磁阀均在吸附罐的顶端，所述A罐氮气出口电磁阀和B罐氮气出口电磁阀高度均在分子筛下方，所有的空气进气电磁阀均位于吸附罐的下方，氧气出口电磁阀通过管路与储氧罐相连，废氧出口电磁阀设于储氧罐底部，氮气出口电磁阀通过管路与真空泵相连。

所述氧气入口电磁阀通过管路与储氧罐相连，氧气入口电磁阀通过管路与制冷机相连，制冷机通过管路和液氧出口电磁阀与储罐本体相连，制冷机放置于垫高上。

所述液位计和温度计位于储罐本体内液体里，安全阀连接储罐本体，安全阀上设压力表，储罐本体上方连接两管路，一条管路接排气阀，一条管路接出口阀，出口阀前端接流量计，储罐本体右侧设真空压力表，底端设排污阀。

所述分子筛为5A分子筛。

所述制冷机为纯氮制冷机。

工作原理：启动空气压缩机与真空泵，空气经过过滤器过滤后，去除空气中的灰尘和油污等杂质，由空气压缩机加压通过冷凝器，去除水分，原料空气处理完成，开始对氧气进行分离，同时打开空气进气电磁阀、A罐空气进气电磁阀、A罐氧气出口电磁阀、氧气出口电磁阀、B罐氮气出口电磁阀与氮气出口电磁阀，关闭B罐空气进气电磁阀、B罐氧气出口电磁阀与A罐氮气出口电磁阀，此时原料空气经过空气进气电磁阀与A罐空气进气电磁阀进入吸附A罐中，通过分子筛A吸附原料空气中的氮气，氧气通过A罐氧气出口电磁阀和氧气出口电磁阀进入储氧罐，而真空泵会对吸附B罐进行抽真空；经过一段时间后，吸附A罐内的压力增大，将不能满足吸附氮气的条件，需要对该罐进行真空解吸，此时同时打开B罐空气进气电磁阀、B罐氧气出口电磁阀与A罐氮气出口电磁阀，关闭A罐空气进气电磁阀、A罐氧气出口电磁阀与B罐氮气出口电磁阀，吸附A罐和吸附B罐的工作状态会发生转变，吸附A罐会进入真空解吸状态，而吸附B罐会进入氮氧分离状态；随着制氧过程的进行，储氧罐内的氧气含量将会升高，通过控制废氧出口电磁阀、，可以将浓度不达标的氧气排除，待储氧罐内氧气达到稳定水平后，就可以打开氧气入口电磁阀与液氧出口电磁阀，使氧气进入制冷机，氧气在制冷机中液化后，通过液氧出口电磁阀，在重力的作用下流入储罐本体中，完成液氧制备与储藏过程。

与现有技术相比，本实用新型取得的有益效果：

（1）采用制冷机直接对氧气进行液化，前端采用空气脱附方法制备氧气。通过该方案，有效减少设备占地面积以及对电力的消耗，适用于实验室等小型应用场景；

（2）空气中含有少量的碳氢化合物，如在制备氧气的过程中不能将其除去，则后续对氧气进行压缩时则会有爆燃的风险，氧气由于其强氧化性，在其制备过程中往往面临着安全性的问题，本实用新型采用的5A分子筛能够有效的吸附二氧化碳、水以及碳氢化合物；

（3）所选用的制冷机以纯氦为介质对氧气进行液化，可以有效解决安全问题。

附图说明

图1为本实用新型装置结构示意图；

1、过滤器；2、空气压缩机；3、冷凝器；4、A罐氧气出口电磁阀；5、吸附A罐； 6、B罐氧气出口电磁阀；7、吸附B罐；8、氧气出口电磁阀；9、储氧罐；10、氧气入口电磁阀；11、制冷机；12、液氧出口；13、液位计；14、温度计；15、压力表；16、安全阀；17、储罐本体；18、排气阀；19、流量计；20、出口阀；21、真空压力表；22、排污阀；23、垫高；24、底板；25、废氧出口电磁阀；26、真空泵；27、氮气出口电磁阀；28、B罐氮气出口电磁阀；29、B罐空气进气电磁阀；30、A罐空气进气电磁阀；31、A罐氮气出口电磁阀；32、空气进气电磁阀；33、A分子筛；34、B分子筛。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明。

一种小型液氧制备与储藏装置，包括制氧部分、液化部分和储藏部分，制氧部分包括过滤器1、空气压缩机2、冷凝器3、吸附A罐5、吸附B罐7、真空泵26、储氧罐9、分子筛A 33和分子筛B 34，液化部分包括制冷机11和垫高23；储藏部分包括储罐本体17、液位计13、温度计14、压力表15、流量计19和真空压力表21，其中过滤器1、空气压缩机2、冷凝器3、吸附A罐5、吸附B罐7、真空泵26、储氧罐9、垫高23和储罐本体17均安装在底板24上。

过滤器1通过管路与空气压缩机2相连，空气压缩机2通过管路与冷凝器3相连，冷凝器3通过管路与空气进气电磁阀32相连，空气进气电磁阀32通过管路分别与A罐空气进气电磁阀30和B罐空气进气电磁阀29相连，A罐空气进气电磁阀30通过管路与吸附A罐5相连，B罐空气进气电磁阀29通过管路与吸附B罐7相连，A分子筛33位于吸附A罐5内，B分子筛34位于吸附B罐7内；吸附A罐5通过管路分别与A罐氧气出口电磁阀4和A罐氮气出口电磁阀31相连，吸附B罐7通过管路分别与B罐氧气出口电磁阀6和B罐氮气出口电磁阀28相连，A罐氧气出口电磁阀4和B罐氧气出口电磁阀6通过一条管路与氧气出口电磁阀8相连，A罐氮气出口电磁阀31和B罐氮气出口电磁阀28通过一条管路与氮气出口电磁阀27相连，A罐氧气出口电磁阀4和B罐氧气出口电磁阀6均在吸附罐的顶端， A罐氮气出口电磁阀31和B罐氮气出口电磁阀28高度均在分子筛下方，所有的空气进气电磁阀均位于吸附罐的下方，氧气出口电磁阀8通过管路与储氧罐9相连，废氧出口电磁阀25链接于储氧罐9底部，氮气出口电磁阀27通过管路与真空泵26相连；通过两个吸附罐交替工作，提高效率；通过分子筛吸附空气中的水分、二氧化碳和氮气，吸附达到饱和，通过减压释放被吸附水分、二氧化氮和氮气，废弃自动放空，延长分子筛的使用时间。

氧气入口电磁阀10通过管路分别与储氧罐9和制冷机11相连，制冷机11通过管路和液氧出口电磁阀12与储罐本体17相连，制冷机11放置于垫高23上；通过制冷机直接对氧气进行液化，前端采用空气脱附方法制备氧气。通过该方案，有效减少设备占地面积以及对电力的消耗，适用于实验室等小型应用场景；制冷机以纯氦为介质对氧气进行液化，可以有效解决安全问题。

液位计13和温度计14位于储罐本体17内液体里，安全阀16连接储罐本体17，安全阀16上设压力表15，储罐本体17上方连接两管路，一条管路接排气阀18，一条管路接出口阀20，出口阀20前端接流量计19，储罐本体17右侧设真空压力表21，底端设排污阀22；通过压力表、温度计和液位计测量储罐本体内液氧的压力、温度和高度，保证储藏过程的安全。

Claims (4)

1.一种小型液氧制备与储藏装置，其特征在于，包括制氧部分、液化部分和储藏部分，所述制氧部分包括过滤器（1）、空气压缩机（2）、冷凝器（3）、吸附A罐（5）、吸附B罐（7）、真空泵（26）、储氧罐（9）、氧气入口电磁阀（10）、废氧出口电磁阀（25）、A 分子筛（33）和B分子筛（34），所述液化部分包括制冷机（11）和垫高（23）；所述储藏部分包括储罐本体（17）、液位计（13）、温度计（14）、压力表（15）、流量计（19）、出口阀（20）和真空压力表（21），其中过滤器（1）、空气压缩机（2）、冷凝器（3）、吸附A罐（5）、吸附B罐（7）、真空泵（26）、储氧罐（9）、垫高（23）和储罐本体（17）均安装在底板（24）上；

所述过滤器（1）通过管路与空气压缩机（2）相连，空气压缩机（2）通过管路与冷凝器（3）相连，所述冷凝器（3）通过管路与空气进气电磁阀（32）相连，所述空气进气电磁阀（32）通过管路分别与A罐空气进气电磁阀（30）和B罐空气进气电磁阀（29）相连，A罐空气进气电磁阀（30）通过管路与吸附A罐（5）相连，B罐空气进气电磁阀（29）通过管路与吸附B罐（7）相连，所述A分子筛（33）位于吸附A罐（5）内，B分子筛（34）位于吸附B罐（7）内，所述吸附A罐（5）通过管路分别与A罐氧气出口电磁阀（4）和A罐氮气出口电磁阀（31）相连，吸附B罐（7）通过管路分别与B罐氧气出口电磁阀（6）和B罐氮气出口电磁阀（28）相连，A罐氧气出口电磁阀（4）和B罐氧气出口电磁阀（6）通过管路都与氧气出口电磁阀（8）相连，A罐氮气出口电磁阀（31）和B罐氮气出口电磁阀（28）通过管路都与氮气出口电磁阀（27）相连，所述氧气出口电磁阀（8）通过管路与储氧罐（9）相连，所述废氧出口电磁阀（25）设于储氧罐（9）底部，所述氮气出口电磁阀（27）通过管路与真空泵（26）相连；

所述氧气入口电磁阀（10）通过管路分别与储氧罐（9）和制冷机（11）相连，制冷机（11）通过管路和液氧出口电磁阀（12）与储罐本体（17）相连，所述制冷机（11）放置于垫高（23）上；

所述液位计（13）和温度计（14）位于储罐本体（17）内液体里，安全阀（16）连接储罐本体（17），安全阀（16）上设压力表（15），储罐本体（17）上方连接两管路，一条管路接排气阀（18），一条管路接出口阀（20），出口阀（20）前端接流量计（19），所述储罐本体（17）右侧设真空压力表（21），底端设排污阀（22）。

2.根据权利要求1所述的一种小型液氧制备与储藏装置，其特征在于，所述A分子筛（33）和B分子筛（34）为5A分子筛。

3.根据权利要求1所述的一种小型液氧制备与储藏装置，其特征在于，所述A罐氧气出口电磁阀（4）和B罐氧气出口电磁阀（6）均在吸附罐的顶端，所述A罐氮气出口电磁阀（31）和B罐氮气出口电磁阀（28）高度均在对应分子筛下方，所有空气进气电磁阀均位于吸附罐的下方。

4.根据权利要求1所述的一种小型液氧制备与储藏装置，其特征在于，所述制冷机（11）为纯氮制冷机。