一種液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)，包括依次連接的液氮存儲單元、液氮汽化單元和氮氣緩沖單元，液氮汽化單元為并聯(lián)的空浴汽化單元和水浴汽化單元；液氮汽化單元和氮氣緩沖單元之間設置有第三溫控儀和與第三溫控儀相連的第三流量調節(jié)閥；空浴式汽化單元包括空浴式汽化器、第一溫控儀和與第一流量調節(jié)閥；水浴汽化單元包括水浴式汽化器、第二溫控儀和第二流量調節(jié)閥；第一溫控儀、第二溫控儀和第三溫控儀相互相連。該系統(tǒng)能夠快速滿足客戶對用氣的溫度需求，保證了在不同環(huán)境和溫度情況下液氮汽化的穩(wěn)定性和平穩(wěn)運行，及時滿足客戶用氣的溫度需求，保護了管網(wǎng)系統(tǒng)，避免了額外的維修成本，系統(tǒng)使用更加優(yōu)化。
【專利說明】
一種液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型屬于液氮供給技術領域，涉及一種液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)，尤其涉及一種水浴系統(tǒng)與空浴系統(tǒng)并聯(lián)的液氮汽化系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]氮在自然界的分布較廣，資源豐富，僅空氣中的氮含量就達到78.12%,氮基氣氛能耗低、經濟安全并且氣體系統(tǒng)靈活性高，廣泛應用于熱處理、燒結等領域。
[0003]目前采用低溫空氣分離方法，分離出的液氮儲存在低溫液氮儲罐中，使用氣態(tài)氮氣時汽化。液氮汽化采用的常規(guī)方法為:將儲存在低溫液體儲罐中帶壓的液氮通過汽化器，利用空浴方式與環(huán)境交換熱量，液氮升溫汽化后直接輸入用戶管網(wǎng)。氣站中運輸氣體的管道材料一般采用無縫低碳鋼管，因為其具有耐磨耐腐蝕、安全可靠、衛(wèi)生環(huán)保及經濟適用等優(yōu)點，但是其不耐低溫，在一定的低溫情況下會發(fā)生斷裂。采用空浴的方式來升溫汽化液氮的單一方法，當季節(jié)溫度較高時，一般高于(TC度時，使用空浴的方式(利用空氣的熱量來加熱液氮)通過鋁翅片星形管制作的液化汽化裝置，即可實現(xiàn)液氮汽化，達到客戶用氣需求。但是冬季北方氣站的環(huán)境溫度較低，一般最低溫度可達_20°C左右，如果單純利用空浴的方式加熱液氮產品，汽化后氮氣的溫度最高也只能達到當?shù)氐沫h(huán)境溫度，而這個溫度值低于氣體管道材料碳鋼的冷脆特征溫度，實際過程中不僅不能達到客戶用氣的溫度需求，而且對管道的使用年限、生產的正常運行產生較大的影響。
[0004]由此可見，環(huán)境的溫度對熱量交換程度以及汽化后液氮的溫度具有較大的影響。目前，液氮汽化系統(tǒng)的流程存在以下不足和缺陷:
[0005]首先，北方冬季溫度較低，汽化器與環(huán)境溫差變小，熱量交換程度變弱，換熱后的氮氣溫度仍然較低，不能滿足客戶需求。
[0006]其次，管網(wǎng)材料為無縫，當環(huán)境溫度較高時，材料供氣良好，裝置平穩(wěn)運行，但當溫度較低時，材料耐低溫程度低，容易脆裂，具有較大的安全隱患。如果出現(xiàn)泄漏，不僅需求一定的維修成本，而且影響客戶用氣。
[0007]CN 202691589U公開了一種水浴空溫式汽化器，其包括，一頂部開口的容器，所述容器中裝有飽和食鹽水，且所述容器內裝有一篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)位于容器底端，且所述篩網(wǎng)與所述容器底面之間具有一定距離，且所述容器靠近頂端位置裝有金屬絲網(wǎng)；一空氣進口管，所述空氣進口管位于篩網(wǎng)與所述容器底面之間；同時，至少一換熱蛇管，所述換熱蛇管中通有低溫液體，所述換熱蛇管置于所述飽和食鹽水中。但是，所述汽化器還不能滿足工業(yè)上的應用。
[0008]鑒于液氮汽化受季節(jié)變化影響較大，而且對輸氣管網(wǎng)的材料產生較大的影響的問題，需提供一種新的液氮汽化輸送的方法，滿足氣溫變化較大地區(qū)的客戶的氮氣需求。
【實用新型內容】
[0009]針對現(xiàn)有技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)，所述液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)通過智能調節(jié)流程能夠快速滿足客戶對用氣的溫度需求，保證了在不同環(huán)境和溫度情況下液氮汽化的穩(wěn)定性和平穩(wěn)運行，能夠及時滿足客戶用氣的溫度需求，同時保護了管網(wǎng)系統(tǒng)，避免了額外的維修成本，系統(tǒng)使用更加優(yōu)化。
[0010]為達此目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0011]—種液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)，包括依次連接的液氮存儲單元、液氮汽化單元和氮氣緩沖單元，所述液氮汽化單元和氮氣緩沖單元之間設置有第三溫控儀和與第三溫控儀相連的第三流量調節(jié)閥；
[0012]所述液氮汽化單元包括并聯(lián)的空浴汽化單元和水浴汽化單元;所述空浴式汽化單元包括與液氮存儲單元相連的空浴式汽化器、與空浴式汽化器出口相連的第一溫控儀和與第一溫控儀相連的第一流量調節(jié)閥;所述水浴汽化單元包括與液氮存儲單元相連的水浴式汽化器、與水浴式汽化器出口相連的第二溫控儀和與第二溫控儀相連的第二流量調節(jié)閥；
[0013]所述第一溫控儀、第二溫控儀和第三溫控儀相互相連。
[0014]所述液氮存儲單元通過切斷閥與液氮汽化單元相連。
[0015]所述液氮存儲單元連接有溫度檢測裝置和壓力檢測裝置。
[0016]所述水浴式汽化器為恒溫水浴加熱器。
[0017]所述水浴式汽化器為放置有65°C熱水的恒溫水浴式汽化器。
[0018]所述水浴式汽化器分別與液位指示儀和溫度指示儀相連。
[0019]所述水浴汽化單元和空浴汽化單元獨立地設置有手動切換閥門。
[0020]所述水浴汽化單元和空浴汽化單元獨立地設置有放空閥。
[0021 ]所述氮氣緩沖單元為氮氣緩沖罐。
[0022]所述液氮存儲單元為液氮存儲罐。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果為:
[0024]本實用新型提供的液氮汽化智能調節(jié)裝置通過智能調節(jié)流程能夠快速滿足客戶對用氣的溫度需求，保證了在不同環(huán)境和溫度情況下液氮汽化的穩(wěn)定性和平穩(wěn)運行，同時保護了管網(wǎng)系統(tǒng)，避免了額外的維修成本，系統(tǒng)使用更加優(yōu)化。
【附圖說明】
[0025]圖1為液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)流程圖。
[0026]其中，I，液氮存儲單元；11，液氮存儲罐；12，切斷閥；2，空浴汽化單元;21，空浴式汽化器;22，第一流量調節(jié)閥；23，手動切換閥門；24，放空閥；3，水浴汽化單元;31，65°C恒溫水浴式汽化器；32，第二流量調節(jié)閥；33，手動切換閥門；34，放空閥；4，第三流量調節(jié)閥；LIAll表示液氮液位指示儀;PIA12表示液氮罐壓力指示儀;LICA21表示水浴汽化器水位指示儀;TICA22表示水浴汽化器水溫指示儀;TICA31表示空浴汽化器出口溫度指示儀;TICA32表示水浴汽化器出口溫度指示儀;TICA33表示供客戶產品氣溫度指示儀。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案。
[0028]—種液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)，包括依次連接的液氮存儲單元、液氮汽化單元和氮氣緩沖單元，所述液氮汽化單元和氮氣緩沖單元之間設置有第三溫控儀和與第三溫控儀相連的第三流量調節(jié)閥；
[0029]所述液氮汽化單元包括并聯(lián)的空浴汽化單元和水浴汽化單元;所述空浴式汽化單元包括與液氮存儲單元相連的空浴式汽化器、與空浴式汽化器出口相連的第一溫控儀和與第一溫控儀相連的第一流量調節(jié)閥;所述水浴汽化單元包括與液氮存儲單元相連的水浴式汽化器、與水浴式汽化器出口相連的第二溫控儀和與第二溫控儀相連的第二流量調節(jié)閥；
[0030]所述第一溫控儀、第二溫控儀和第三溫控儀相互相連。
[0031]所述液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)為一種穩(wěn)定、可靠并不受環(huán)境溫度影響的液氮汽化系統(tǒng)。
[0032]所述液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)中的空浴汽化系統(tǒng)與水浴汽化系統(tǒng)并聯(lián)連接。
[0033]空浴汽化單元設置第一溫控儀和第一流量調節(jié)閥，所述第一溫控儀能夠采集第一流量調節(jié)閥前氮氣的溫度和進入氮氣緩沖單元前的氮氣溫度，兩者溫度相近時，單獨使用空浴汽化單元，即關閉水浴汽化單元中的第二流量調節(jié)閥。
[0034]水浴汽化單元設置有第二溫控儀和第二流量調節(jié)閥，第二溫控儀能夠采集流量調節(jié)閥前的氮氣溫度和進入氮氣緩沖單元前的氮氣溫度自動調節(jié)第二流量調節(jié)閥的開度。
[0035]單獨使用空浴汽化單元時，關閉第二流量調節(jié)閥；同時使用空浴加水浴汽化時，通過采集進入氮氣緩沖單元前的氮氣溫度，自動調節(jié)第二調節(jié)閥的開度:當進入氮氣緩沖單元前的氮氣溫度高于設定值時，第二流量調節(jié)閥開小，當進入氮氣緩沖單元前的氮氣溫度低于設定值時，第二流量調節(jié)閥開大。
[0036]在進入氮氣緩沖單元前，設置第三溫控儀和第三流量調節(jié)閥，第三溫控儀與第一溫控儀和第二溫控儀相連，能夠控制空浴汽化單元中的第一流量調節(jié)閥和水浴汽化單元中的第二流量調節(jié)閥，及時調節(jié)兩路液氮流量。當?shù)谌郎乜貎x檢測到進入氮氣緩沖罐前的氮氣溫度高，則加大空浴汽化單元的液氮流量，當檢測到進入氮氣緩沖罐前的氮氣溫度低，則加大水浴汽化單元的液氮流量，合理利用環(huán)境的溫度來節(jié)約能耗費用，實現(xiàn)液氮汽化隨環(huán)境調節(jié)時裝置的自動切換。
[0037]在環(huán)境溫度較高時單獨使用空浴汽化單元;環(huán)境溫度降低達到溫控設定值時，自動快速開啟水浴汽化單元，調節(jié)液氮的分配量，保證氮氣的平穩(wěn)供應。
[0038]所述液氮存儲單元通過切斷閥與液氮汽化單元相連，以控制液氮的總流量以及液氮的通斷。
[0039]所述液氮存儲單元連接有溫度檢測裝置和壓力檢測裝置。
[0040]所述水浴式汽化器為恒溫水浴加熱器。
[0041 ]所述水浴式汽化器為放置有65°C熱水的恒溫水浴式汽化器。
[0042]所述水浴式汽化器分別與液位指示儀和溫度指示儀相連，控制水浴的溫度和液位。
[0043]所述水浴汽化單元和空浴汽化單元獨立地設置有手動切換閥門，能保證完全隔離自動調節(jié)閥，以便在自動調節(jié)閥發(fā)生故障時能及時處理或更換。
[0044]所述水浴汽化單元和空浴汽化單元獨立地設置有放空閥，方便緊急排放。
[0045]所述氮氣緩沖單元為氮氣緩沖罐。
[0046]所述液氮存儲單元為液氮存儲罐。
[0047]本實用新型提供的液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)主要是采用空浴與水浴混合使用的方式實現(xiàn)液氮汽化的智能調節(jié)?？赵∈浅Ｓ玫囊旱绞?，通過空浴法，液氮可以利用外界環(huán)境的熱量來進行汽化，節(jié)約了能耗。當溫度較高時，空浴后的氮氣溫度完全可以滿足客戶以及管網(wǎng)的要求。當溫度較低時，通過對出口氮氣溫度檢測，連鎖制動開啟水浴加熱裝置，合理分配一定量的液氮通過水浴加熱汽化，汽化后的氮氣與空浴的氮氣混合，熱量交換后，氮氣即可滿足客戶的需求。
[0048]實施例1
[0049]—種液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)，如圖1所示，包括依次連接的液氮存儲罐11、液氮汽化單元和氮氣緩沖罐，所述液氮汽化單元為并聯(lián)的空浴汽化單2和水浴汽化單元3。所述液氮存儲罐11通過切斷閥12與液氮汽化單元相連，所述液氮汽化單元和氮氣緩沖罐之間設置有第三溫控儀和與第三溫控儀相連的第三流量調節(jié)閥4。所述空浴式汽化單元2包括與液氮存儲罐11相連的空浴式汽化器21、與空浴式汽化器21出口相連的第一溫控儀和與第一溫控儀相連的第一流量調節(jié)閥22;所述水浴汽化單元3包括與液氮存儲罐11相連的65°C恒溫水浴式汽化器31、與65°C恒溫水浴式汽化器31出口相連的第二溫控儀和與第二溫控儀相連的第二流量調節(jié)閥32;所述第一溫控儀、第二溫控儀和第三溫控儀相互相連。
[0050]所述液氮存儲罐11連接有溫度檢測儀和壓力檢測儀。所述65°C水浴式汽化器分別與液位指示儀和溫度指示儀相連。所述水浴汽化單元3和空浴汽化單元2獨立地設置有手動切換閥門和放空閥。
[0051]
【申請人】聲明，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，所屬技術領域的技術人員應該明了，任何屬于本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，均落在本實用新型的保護范圍和公開范圍之內。
【主權項】
1.一種液氮汽化智能調節(jié)系統(tǒng)，包括依次連接的液氮存儲單元、液氮汽化單元和氮氣緩沖單元，其特征在于，所述液氮汽化單元和氮氣緩沖單元之間設置有第三溫控儀和與第三溫控儀相連的第三流量調節(jié)閥； 所述液氮汽化單元包括并聯(lián)的空浴汽化單元和水浴汽化單元;所述空浴式汽化單元包括與液氮存儲單元相連的空浴式汽化器、與空浴式汽化器出口相連的第一溫控儀和與第一溫控儀相連的第一流量調節(jié)閥;所述水浴汽化單元包括與液氮存儲單元相連的水浴式汽化器、與水浴式汽化器出口相連的第二溫控儀和與第二溫控儀相連的第二流量調節(jié)閥； 所述第一溫控儀、第二溫控儀和第三溫控儀相互相連。2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述液氮存儲單元通過切斷閥與液氮汽化單元相連。3.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述液氮存儲單元連接有溫度檢測裝置和壓力檢測裝置。4.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水浴式汽化器為恒溫水浴加熱器。5.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水浴式汽化器為放置有65°C熱水的恒溫水浴式汽化器。6.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水浴式汽化器分別與液位指示儀和溫度指示儀相連。7.利用權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水浴汽化單元和空浴汽化單元獨立地設置有手動切換閥門。8.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水浴汽化單元和空浴汽化單元獨立地設置有放空閥。9.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氮氣緩沖單元為氮氣緩沖罐。10.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述液氮存儲單元為液氮存儲罐。
【文檔編號】F17C7/04GK205640220SQ201620393380
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】任小強, 薛祥龍, 張宏林
【申請人】上海加力氣體有限公司