CN220310098U - 一种多用途氮气发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多用途氮气发生器，包括制氮模块、高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块，其中，所述高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块通过独立的管路连通在制氮模块出口上，所述高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块通过依次连通的储气罐、节流阀和压力阀分别实现高纯氮气和低纯氮气的供给，在制氮时，高纯氮气制取模块采用PSA变压吸附工艺制取高纯度氮气以供使用，低纯氮气制取模块通过膜分离制取低纯度氮气以供使用，本实用新型将两种制氮工艺相结合，并共用一套空气压缩***，通过智能控制技术同时提供高纯和低纯氮气，一台设备即可满足实验室不同设备的用氮需求，节省了用氮成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及氮气制取技术领域，尤其涉及一种多用途氮气发生器。
背景技术
在实验室气体应用领域中，氮气是一种经常被使用的气体，手套箱等仪器需要大量高纯氮气；但实验室中的液质联用仪设备和吹扫用氮气则不需要这么高的纯度；这些领域的氮气多数采用氮气瓶或者液氮罐来供应，比如中国专利中国专利CN201610334735.7公开了一种氮气发生器，由于氮气瓶体积有限，需要经常更换，且安全性也不能保证，还会产生一定浪费，并且液氮罐的更换需要人工控制，会耗费大量人。
因此，一种多用途氮气发生器便是解决现场不同纯度氮气需求的有效方法。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种多用途氮气发生器用于解决上述问题。
本实用新型提供的一种多用途氮气发生器，包括制氮模块、高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块，其中，所述高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块通过独立的管路连通在制氮模块出口上，所述高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块通过依次连通的储气罐、节流阀和压力阀分别实现高纯氮气和低纯氮气的供给。
优选的，所述制氮模块包括空气压缩单元和空气净化单元，所述空气净化单元通过管路连通在空气压缩单元的出口上。
优选的，所述空气压缩单元为空压机。
优选的，所述空气净化单元包括依次通过管路连通的汽水分离器、初级过滤器和冷冻式干燥机。
优选的，所述冷冻式干燥机的出口处还连通有用于存储空气的空气缓冲罐。
优选的，所述高纯氮气制取模块为连通在储气罐和空气缓冲罐之间的PSA制氮主机。
优选的，所述低纯氮气制取模块为连通在储气罐和空气缓冲罐之间的氮气膜组。
优选的，所述空气缓冲罐和储气罐的出气端均设置有压力变送器。
优选的，还包括监控所有压力变送器的控制***。
优选的，还包括设置在储气罐出气端的纯度分析仪。
与相关技术相比较，本实用新型提供的一种多用途氮气发生器具有如下有益效果：
本实用新型通过设置制氮模块、高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块，其中高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块通过独立的管路连通在制氮模块出口上，在制氮时，高纯氮气制取模块采用PSA变压吸附工艺制取高纯度氮气以供使用，低纯氮气制取模块通过膜分离制取低纯度氮气以供使用，本实用新型将两种制氮工艺相结合，并共用一套空气压缩***，通过智能控制技术同时提供高纯和低纯氮气，一台设备即可满足实验室不同设备的用氮需求，节省了用氮成本。
附图说明
图1为本实用新型的示意图；
图2为本实用新型的制氮模块示意图；
图3为本实用新型的低纯氮气制取模块示意图；
图4为本实用新型的高纯氮气制取模块示意图。
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。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
在具体实施过程中，如图1所示，一种多用途氮气发生器，包括制氮模块、高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块，其中，所述高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块通过独立的管路连通在制氮模块出口上，所述高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块通过依次连通的储气罐、节流阀和压力阀分别实现高纯氮气和低纯氮气的供给，然后通过气体管输送到实验室设备使用。
本实用新型的氮气发生器主要包括空气压缩、空气净化、高纯氮气制取、低纯氮气制取、氮气调节五个操作部分，其中空气压缩和空气净化属于制氮模块，高纯氮气制取和低纯氮气制取分别属于高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块，氮气调节由储气罐、节流阀和压力阀完成；
下面对五个步骤一一叙述：
1)如图2所示，空气压缩：原料空气通过空压机AC1001B压缩；
2)如图2所示，空气净化：压缩空气经过汽水分离器和初级过滤器进入冷冻式干燥机RU1101降低露点温度，再进入空气缓冲罐GH1101储存，空气缓冲罐GH1101的出口分成两股空气，一股与高纯氮气制取模块连通，另一股与低纯氮气制取模块连通。
3)如图4所示，高纯氮气制取：空气缓冲罐出口的一股空气经过PSA制氮主机进行空气分离制氮，氮气浓度为99.9-99.999％；制取的高纯氮气进入储气罐经节流阀调节流量和压力阀减压，后送至管道达到仪器的用气压力要求；
4)如图3所示，低纯氮气制取：空气缓冲罐出口一股空气通过膜分离技术，经专用的氮气膜组分离空气中的主要成份氧气和氮气，氮气浓度为95-99.5％；
5)如图3和图4所示，氮气调节：制取的氮气送去各自独立的氮气储罐存储，经过精密过滤器过滤，节流阀调节流量和压力阀减压，最后送至管道达到仪器的用氮压力要求；
此外，如图1所示，为两个储气罐和空气缓冲罐GH1101配置压力变送器，并将所有的压力变送器连接控制***，该控制***是基于物联网的智能控制***，主要以PLC为中央处理器，通过压力变送器PT1101和PT1402实现对空压机和冷干机的启停控制，同时控制***与纯度分析仪AI1402电性连接，可以实时在线分析氮气纯度。
本实用新型提供的一种多用途氮气发生器的工作原理如下：在制氮时，高纯氮气制取模块采用PSA变压吸附工艺制取高纯度氮气以供使用，低纯氮气制取模块通过膜分离制取低纯度氮气以供使用，本实用新型将两种制氮工艺相结合，并共用一套空气压缩***，通过智能控制技术同时提供高纯和低纯氮气，一台设备即可满足实验室不同设备的用氮需求，节省了用氮成本。
实施例2
本实施例与实施例1的区别之处在于：空压机前部还安装有过滤器。
实施例3
与实施例1的区别之处在于：控制器为PLC控制器或者其他控制器。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种多用途氮气发生器，其特征在于，包括制氮模块、高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块，其中，所述高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块通过独立的管路连通在制氮模块出口上，所述高纯氮气制取模块和低纯氮气制取模块通过依次连通的储气罐、节流阀和压力阀分别实现高纯氮气和低纯氮气的供给。
2.根据权利要求1所述的一种多用途氮气发生器，其特征在于，所述制氮模块包括空气压缩单元和空气净化单元，所述空气净化单元通过管路连通在空气压缩单元的出口上。
3.根据权利要求2所述的一种多用途氮气发生器，其特征在于，所述空气压缩单元为空压机。
4.根据权利要求2所述的一种多用途氮气发生器，其特征在于，所述空气净化单元包括依次通过管路连通的汽水分离器、初级过滤器和冷冻式干燥机。
5.根据权利要求4所述的一种多用途氮气发生器，其特征在于，所述冷冻式干燥机的出口处还连通有用于存储空气的空气缓冲罐。
6.根据权利要求1所述的一种多用途氮气发生器，其特征在于，所述高纯氮气制取模块为连通在储气罐和空气缓冲罐之间的PSA制氮主机。
7.根据权利要求1所述的一种多用途氮气发生器，其特征在于，所述低纯氮气制取模块为连通在储气罐和空气缓冲罐之间的氮气膜组。
8.根据权利要求5所述的一种多用途氮气发生器，其特征在于，所述空气缓冲罐和储气罐的出气端均设置有压力变送器。
9.根据权利要求8所述的一种多用途氮气发生器，其特征在于，还包括监控所有压力变送器的控制***。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种多用途氮气发生器，其特征在于，还包括设置在储气罐出气端的纯度分析仪。
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