一种直接与间接制冷相结合的三氟化氮电解气超低温冷阱装置
阅读说明：本技术 一种直接与间接制冷相结合的三氟化氮电解气超低温冷阱装置 (Direct and indirect refrigeration combined nitrogen trifluoride electrolysis gas ultralow temperature cold trap device ) 是由 林坤 马朝选 孟祥军 王少波 徐海云 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种直接与间接制冷相结合的三氟化氮电解气超低温冷阱装置,包括保护箱,保护箱内设置有冷却箱,冷却箱内设有冷却桶,所述冷却桶内内壁上设置有蛇形输送管,蛇形输送管的一端连接有进气设备,冷却桶的外部设有冷却机构,蛇形输送管的一端连接有连接管路,连接管路的一端连接有冷却罐,冷却罐的上端连接有冷却液添加设备,冷却罐的下端连接有回流设备。本发明通过直接冷却和间接冷却的结合,极大地提升了三氟化氮电解气冷却的速度和效率,保证了三氟化氮电解气加工的质量,提高了三氟化氮电解气冷却的实用性和快速性,降低了三氟化氮电解气的冷却成本。(The invention provides a nitrogen trifluoride electrolysis gas ultralow temperature cold trap device directly combined with indirect refrigeration, which comprises a protection box, wherein a cooling box is arranged in the protection box, a cooling barrel is arranged in the cooling box, a snakelike conveying pipe is arranged on the inner wall of the cooling barrel, one end of the snakelike conveying pipe is connected with an air inlet device, a cooling mechanism is arranged outside the cooling barrel, one end of the snakelike conveying pipe is connected with a connecting pipeline, one end of the connecting pipeline is connected with a cooling tank, the upper end of the cooling tank is connected with a cooling liquid adding device, and the lower end of the cooling tank is connected with a backflow device. According to the invention, through the combination of direct cooling and indirect cooling, the cooling speed and efficiency of the nitrogen trifluoride electrolytic gas are greatly improved, the processing quality of the nitrogen trifluoride electrolytic gas is ensured, the practicability and rapidity of the cooling of the nitrogen trifluoride electrolytic gas are improved, and the cooling cost of the nitrogen trifluoride electrolytic gas is reduced.)
技术领域
本发明涉及一种三氟化氮电解气冷却装置，具体涉及一种直接与间接制冷相结合的三氟化氮电解气超低温冷阱装置。
背景技术
目前在对三氟化氮电解气加工时，通常会使用到冷阱进行降温，但是，现有的冷阱在降温时效率低，所需时间长，不能够快速进行冷却，导致了生产成本增加和电解气质量下降，为此，需要设计一种对三氟化氮电解气能快速高效进行冷却的装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种直接与间接制冷相结合的三氟化氮电解气超低温冷阱装置，该装置结构设计科学合理，将直接与间接冷却方式相结合，能快速高效地对三氟化氮电解气进行冷却，使用效果好，操作简单，能有效提高三氟化氮电解气的质量水准，降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种直接与间接制冷相结合的三氟化氮电解气超低温冷阱装置，其特征在于，包括固定设置在保护箱内的冷却箱、冷却罐和冷凝剂添加设备，所述冷却箱内设置冷却桶，所述冷却桶的外壁周侧设置制冷盘管，所述冷却桶的内壁周侧设置有输气盘管，所述输气盘管的一端与现有三氟化氮电解气的输送管路连接，输气盘管的另一端通过输气管与冷却罐连接，所述冷却罐上设置有出气管，所述冷凝剂添加设备同时与冷却罐和制冷盘管连接，所述保护箱内设置还设置有回流装置，所述回流装置同时与制冷盘管、冷却罐和冷凝剂添加设备连接。
优选地，所述输气盘管的进气端依次连接有固定管和进气管，所述进气管与现有三氟化氮电解气输送管路连接，固定管的出气端穿过冷却桶与输气盘管的进气端连通，固定管的进气端穿过冷却箱与进气管的出气端连通，进气管的进气端穿过保护箱与现有三氟化氮电解气的输送管路连接。
优选地，所述冷凝剂添加设备的冷凝剂出口通过冷凝剂输送管连通横管的侧壁，所述横管的一端通过第一冷凝剂添加管连通冷却罐的顶部，所述横管的另一端通过第二冷凝剂添加管连通制冷盘管的进液口。
优选地，所述回流装置包括收纳管、第一回流管和第二回流管，所述第一回流管与冷却罐的底部连接，所述第二回流管与制冷盘管的出液口连接，所述第一回流管和第二回流管同时连接在收纳管的两端，所述收纳管的侧壁通过末端回流管与冷凝剂添加设备的冷凝剂进口连接，末端回流管和冷凝剂输送管上设置有冷凝剂输送泵，通过冷凝剂添加设备、冷凝剂输送管、横管、第一冷凝剂添加管、冷却罐、第二冷凝剂添加管、制冷盘管和回流装置形成冷凝剂的双通道循环系统，通过冷却盘管与气体间接接触进行间接冷却，通过冷却罐内的冷凝剂与气体进行直接接触进行直接冷却，两种冷却方式结合有效提高冷却效率和效果。
优选地，所述保护箱为长方体箱体，保护箱的一端面上设置有封盖，所述封盖通过螺钉安装在保护箱上，所述保护箱的四个边角位置开设有用于螺纹连接所述螺钉的四个安装孔，通过螺钉将封盖活动安装在保护箱上方便对保护箱内的各装置进行检修维护。
优选地，所述冷却罐和冷却桶为水平卧放在保护箱内的圆柱形容器，所述冷却罐的底部通过四根支撑柱固定在保护箱的内底面上，所述冷却箱通过四个支撑块固定在保护箱的内底面上。
优选地，所述第一冷凝剂添加管和第二冷凝剂添加管上均设置有第一电磁阀，通过第一电磁阀控制冷凝剂进入冷却罐和制冷盘管，所述冷凝剂输送管上设置有第三电磁阀，通过第三电磁阀控制冷凝剂进入横管内，所述出气管和进气管上均设置有阀门，通过阀门控制三氟化氮电解气的进出，所述输气管上设置有第二电磁阀，通过第二电磁阀控制气体从输气盘管进入冷却罐，第一回流管和第二回流管上均设置有第四电磁阀，通过第四电磁阀控制冷凝剂的回流。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过直接冷却和间接冷却的结合，极大的提升了三氟化氮电解气冷却的速度和效率，保证了三氟化氮电解气加工的质量和进度，有效的提高了三氟化氮电解气冷却的实用性和快速性，降低了三氟化氮电解气冷却的成本。
2、本发明装置结构设计科学合理，操作简单，便于安装维护保养，使用效果好，经济价值高，可推广使用。
3、本发明设计了两条冷凝剂循环管路，一条通过制冷盘管间接对输气盘管内的气体进行间接冷却，一条通过冷却罐内的冷凝剂直接与气体接触实现直接冷却，间接和直接冷却的方式相结合，冷却效率显著提高，冷却方式灵活多变，实用性强。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明中保护箱的内部结构示意图。
图2是本发明中冷凝剂添加设备与横管、收纳管之间的连接结构示意图。
图3是本发明中冷却箱内部的结构示意图。
图4是本发明中冷却罐的结构示意图。
图5是本发明中保护箱的外部结构示意图。
附图标记说明：
1—出气管； 2—第一电磁阀； 3—冷却罐；
4—第一冷凝剂添加管； 5—横管； 6—保护箱；
7—第二冷凝剂添加管； 8—输气管； 9—第二电磁阀；
10—第一回流管； 11—收纳管； 12—支撑块；
13—第二回流管； 14—进气管； 15—制冷盘管；
16—冷却箱； 17—固定管； 18—封盖；
19—支撑柱； 20—安装孔； 21—输气盘管；
22—冷凝剂输送管； 23—第三电磁阀； 24—冷凝剂添加设备；
25—冷却桶。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明包括固定设置在保护箱6内的冷却箱16、冷却罐3和冷凝剂添加设备24，所述冷却箱16内设置冷却桶25，所述冷却桶25的外壁周侧设置制冷盘管15，所述冷却桶25的内壁周侧设置有输气盘管21，所述输气盘管21的一端与现有三氟化氮电解气的输送管路连接，输气盘管21的另一端通过输气管8与冷却罐3连接，所述冷却罐3上设置有出气管1，所述冷凝剂添加设备24同时与冷却罐3和制冷盘管15连接，所述保护箱6内设置还设置有回流装置，所述回流装置同时与制冷盘管15、冷却罐3和冷凝剂添加设备24连接。
本实施例中，所述输气盘管21的进气端依次连接有固定管17和进气管14，所述进气管14与现有三氟化氮电解气输送管路连接，固定管17的出气端穿过冷却桶25与输气盘管21的进气端连通，固定管17的进气端穿过冷却箱16与进气管14的出气端连通，进气管14的进气端穿过保护箱6与现有三氟化氮电解气的输送管路连接。
本实施例中，所述冷凝剂添加设备24的冷凝剂出口通过冷凝剂输送管22连通横管5的侧壁，所述横管5的一端通过第一冷凝剂添加管4连通冷却罐3的顶部，所述横管5的另一端通过第二冷凝剂添加管7连通制冷盘管15的进液口。
本实施例中，所述回流装置包括收纳管11、第一回流管10和第二回流管13，所述第一回流管10与冷却罐3的底部连接，所述第二回流管13与制冷盘管15的出液口连接，所述第一回流管10和第二回流管13同时连接在收纳管11的两端，所述收纳管11的侧壁通过末端回流管与冷凝剂添加设备24的冷凝剂进口连接，末端回流管和冷凝剂输送管22上设置有冷凝剂输送泵，通过冷凝剂添加设备24、冷凝剂输送管22、横管5、第一冷凝剂添加管4、冷却罐3、第二冷凝剂添加管7、制冷盘管15和回流装置形成冷凝剂的双通道循环系统，通过冷却盘管15与气体间接接触进行间接冷却，通过冷却罐3内的冷凝剂与气体进行直接接触进行直接冷却，两种冷却方式结合有效提高冷却效率和效果。
本实施例中，所述保护箱6为长方体箱体，保护箱6的一端面上设置有封盖18，所述封盖18通过螺钉安装在保护箱6上，所述保护箱6的四个边角位置开设有用于螺纹连接所述螺钉的四个安装孔20，通过螺钉将封盖18活动安装在保护箱6上方便对保护箱6内的各装置进行检修维护。
本实施例中，所述冷却罐3和冷却桶25为水平卧放在保护箱6内的圆柱形容器，所述冷却罐3的底部通过四根支撑柱19固定在保护箱6的内底面上，所述冷却箱16通过四个支撑块12固定在保护箱6的内底面上。
本实施例中，所述第一冷凝剂添加管4和第二冷凝剂添加管7上均设置有第一电磁阀2，通过第一电磁阀2控制冷凝剂进入冷却罐3和制冷盘管15，所述冷凝剂输送管22上设置有第三电磁阀23，通过第三电磁阀23控制冷凝剂进入横管5内，所述出气管1和进气管14上均设置有阀门，通过阀门控制三氟化氮电解气的进出，所述输气管8上设置有第二电磁阀9，通过第二电磁阀9控制气体从输气盘管21进入冷却罐3，第一回流管10和第二回流管13上均设置有第四电磁阀，通过第四电磁阀控制冷凝剂的回流。
本实施例中，所述冷凝剂添加设备24为能实现制冷剂添加功能的任意一种加料设备，其为现有成熟产品。
需要进行三氟化氮电解气的冷却时，预先将三氟化氮电解气通过进气管14输送进固定管17内，然后通过固定管17将三氟化氮电解气送入输气盘管21内，冷凝剂添加设备24将冷凝剂通过冷凝剂输送管22输送至横管5内，开启第二冷凝剂添加管7上的第一电磁阀2将冷凝剂送入制冷盘管15内，从而通过冷却桶25对输气盘管21进行降温，间接降温后打开第二电磁阀9将输气盘管21内的三氟化氮电解气在输送至冷却罐3内。打开第一冷凝剂添加管4上第一电磁阀2，将横管5内的一部分冷凝液输送至冷却罐3中，此时在冷却罐3中的冷凝剂和经过间接降温冷却后的三氟化氮电解气直接接触实现快降温，直接接触冷凝剂冷却后的三氟化氮电解气通过出气管1排出。需要更换冷却罐3内部的冷凝剂时，打开第一回流管10上的第四电磁阀，利用冷凝剂添加设备24将冷凝剂回收再次制冷，需要对制冷盘管15内的冷凝剂进行循环时，打开第二回流管13上的第四电磁阀，利用冷凝剂添加设备24将冷凝剂回收再次制冷，完成冷凝剂的双通道循环。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
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