一种氩气自动回收工艺装置

文档序号:1934926 发布日期:2021-12-07 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 一种氩气自动回收工艺装置 (Automatic argon recovery process device ) 是由 徐美兰 郭翠玲 于 2020-06-06 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种氩气自动回收工艺装置,包括:液氩储罐;液氮储罐;以及氩气回收组件;其分别与所述液氩储罐及所述液氮储罐相连通;其中,所述氩气回收组件包括:氩气换热器,其与所述液氩储罐相连通;氩冷凝器,其分别与所述氩气换热器及所述液氮储罐相连通;液氩计量装置,其与所述氩冷凝器相连通;以及液氩泵,其分别与所述液氩计量装置、液氩储罐及所述氩冷凝器相连通。本发明具有结构简单,便于零部件的组装,能够实现自动、安全、高效的氩气回收,避免氩放空浪费,节省人工成本的有益效果。(The invention discloses an automatic argon recovery process device, which comprises the following steps: a liquid argon storage tank; a liquid nitrogen storage tank; and an argon recovery assembly; the liquid argon storage tank and the liquid nitrogen storage tank are respectively communicated; wherein, the argon gas recovery subassembly includes: the argon gas heat exchanger is communicated with the liquid argon storage tank; the argon condenser is respectively communicated with the argon heat exchanger and the liquid nitrogen storage tank; a liquid argon metering device in communication with the argon condenser; and the liquid argon pump is respectively communicated with the liquid argon metering device, the liquid argon storage tank and the argon condenser. The argon recovery device has the advantages of being simple in structure, convenient for assembly of parts, capable of achieving automatic, safe and efficient argon recovery, avoiding waste of argon emptying and saving labor cost.)

一种氩气自动回收工艺装置

技术领域

本发明涉及气体回收领域。更具体地说,本发明涉及一种氩气自动回收工艺装置。

背景技术

氩气是一种惰性气体,沸点和熔点分别为-185.7℃和-189.2℃,由于氩气化学性质稳定,广泛应用于照明灯具和电弧焊接的保护气体领域,具有较高的经济价值,工业上,目前一般采用蒸馏的工艺方法从空气中提炼出氩气,并将其冷凝成液态氩储存在罐体内,这种工艺方法的生产成本也较高。

在罐体储存过程中,会有一部分液氩挥发成氩气,为防止储存罐内过压,在储存罐的顶部通常装置有自动放空阀,即当罐内挥发的氩气压力超过设定阈值时,自动放空阀自动打开,将储存罐内的挥发氩气放空一部分,使罐内气压恢复至阈值范围内,同时为了提高储存罐安全系数,在储存罐上还装有呼吸阀,其功能为当自动放空阀失效后,呼吸阀自动打开,将超压氩气排出。可以看出,上述工艺中,为防止液氩储存罐内过压,通常的方法是直接将挥发的氩气直接向外排出,造成了氩气的大量浪费;

有鉴于此,实有必要开发一种氩气自动回收工艺装置解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处,本发明的目的是提供一种氩气自动回收工艺装置,其结构简单,便于零部件的组装,能够实现自动、安全、高效的氩气回收,避免氩放空浪费,节省人工成本。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种氩气自动回收工艺装置,包括:液氩储罐;液氮储罐;以及氩气回收组件;其分别与所述液氩储罐及所述液氮储罐相连通;

其中,所述氩气回收组件包括:氩气换热器,其与所述液氩储罐相连通;

氩冷凝器,其分别与所述氩气换热器及所述液氮储罐相连通;

液氩计量装置,其与所述氩冷凝器相连通;以及

液氩泵,其分别与所述液氩计量装置、液氩储罐及所述氩冷凝器相连通。

优选的是,所述液氩储罐设有第一压力变送器,所述第一压力变送器用于监测所述液氩储罐内部的压力值;

所述液氩储罐与所述氩气换热器之间设有第一自动阀。

优选的是,所述氩冷凝器的内部分别设有氮换热通道及氩换热通道。

优选的是,所述氩冷凝器的表面分别设有液氮进口、第一氮气出口、第一氩气进口及第一液氩出口;

所述氩气换热器的表面分别设有氮气进口、第二氮气出口、第二氩气进口及氩气出口;

其中,所述液氮进口、所述第一氮气出口分别与所述氮换热通道相连通,第一氩气进口及第一液氩出口分别与所述氩换热通道相连通,所述液氮进口与所述液氮储罐相连通,所述第一氮气出口与所述氮气进口相连通,所述第一氩气进口与所述氩气出口相连通,所述第一液氩出口与所述液氩计量装置相连通,所述第二氩气进口与所述液氩储罐相连通。

优选的是,所述液氩计量装置的表面设有第一液氩进口、第二液氩进口及第二液氩出口;

所述液氩泵设有第三液氩进口、液氩泵气相出口及第三液氩出口;

其中,所述第一液氩进口与所述第一液氩出口相连通,所述第二液氩出口与所述第三液氩进口相连通,所述液氩泵气相出口与所述第一氩气进口相连通,所述第三液氩出口分别与所述第二液氩进口及所述液氩储罐相连通。

优选的是,所述氩冷凝器的表面设有第一液位计,以检测所述氩冷凝器内部液氮的液位;

所述液氮进口的位置设有第二自动阀,以控制液氮进入所述氩冷凝器的进入量;

所述第一氮气出口的位置设有第二压力变送器,以监测所述氩冷凝器内部的压力;

所述第一氮气出口的位置还设有第三自动阀,以控制氮气的排放量及压力。

优选的是,所述液氩计量装置的表面设有第三压力变送器,所述第三压力变送器监测所述液氩计量装置内部的压力值;

所述液氩计量装置的表面还设有第二液位计,所述第二液位计监测所述液氩计量装置内部液氩的液位。

优选的是,所述液氩泵的出口处设有温度测量装置,所述温度测量装可检测所述液氩泵出口处液氩的温度。

优选的是,所述液氩泵与所述液氩计量装置之间设有第四自动阀;

所述液氩泵与所述液氩储罐之间设有第五自动阀。

优选的是,还包括:控制装置,所述控制装置分别与第一压力变送器、第一自动阀、第一液位计、第二自动阀、第二压力变送器、第三自动阀、第三压力变送器、第二液位计、温度测量装置、第四自动阀、第五自动阀电连接或无线连接。

本发明至少包括以下有益效果:本发明提供了一种氩气自动回收工艺装置,其结构简单,便于零部件的组装,能够实现自动、安全、高效的氩气回收,避免氩放空浪费,节省人工成本。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在附图中,为清晰起见,可对形状和尺寸进行放大,并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。

在下列描述中,诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地,“高度”相当于从顶部到底部的尺寸,“宽度”相当于从左边到右边的尺寸,“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。

涉及附接、联接等的术语(例如,“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接的关系,除非以其他方式明确地说明。

根据本发明一实施方式,结合图1,本发明提供了一种氩气自动回收工艺装置,其包括:液氩储罐11;液氮储罐13;以及氩气回收组件12;其分别与所述液氩储罐11及所述液氮储罐13相连通;

其中,所述氩气回收组件12包括:氩气换热器121,其与所述液氩储罐11相连通;

氩冷凝器122,其分别与所述氩气换热器121及所述液氮储罐13相连通;

液氩计量装置123,其与所述氩冷凝器122相连通;以及

液氩泵124,其分别与所述液氩计量装置123、液氩储罐11及所述氩冷凝器122相连通。

进一步,所述氩气自动回收工艺装置还包括控制装置14。

进一步,所述液氩储罐11设有第一压力变送器111,所述第一压力变送器111用于监测所述液氩储罐11内部的压力值;

所述液氩储罐11与所述氩气换热器121之间设有第一自动阀112。

所述第一压力变送器111及所述第一自动阀112分别与所述控制装置14电连接或无线连接。

在本发明一实施例中,所述第一压力变送器111监测到所述液氩储罐11内部的压力达到10Kpa时,将信号传递到所述控制装置14,所述控制装置14控制所述第一自动阀112打开,所述液氩储罐11内部的氩气被排出。

进一步,所述氩冷凝器122的内部分别设有氮换热通道1221及氩换热通道1222。

所述氩冷凝器122的表面分别设有液氮进口1226、第一氮气出口1227、第一氩气进口1228及第一液氩出口1229;

所述氩气换热器121的表面分别设有氮气进口1211、第二氮气出口1212、第二氩气进口1213及氩气出口1214;

其中,所述液氮进口1226、所述第一氮气出口1227分别与所述氮换热通道1221相连通,第一氩气进口1228及第一液氩出口1229分别与所述氩换热通道1222相连通,所述液氮进口1226与所述液氮储罐13相连通,所述第一氮气出口1227与所述氮气进口1211相连通,所述第一氩气进口1228与所述氩气出口1214相连通,所述第一液氩出口1228与所述液氩计量装置123相连通,所述第二氩气进口1213与所述液氩储罐11相连通。

进一步,所述氩冷凝器122的表面设有第一液位计1223,以检测所述氩冷凝器122内部液氮的液位;

所述液氮进口1226的位置设有第二自动阀131,以控制液氮进入所述氩冷凝器122的进入量;

所述第一氮气出口1227的位置设有第二压力变送器1224,以监测所述氩冷凝器122内部的压力;

所述第一氮气出口1227的位置还设有第三自动阀1225,以控制氮气的排放量及压力。

所述控制装置14分别与第一液位计1223、第二自动阀131、第二压力变送器1224、第三自动阀1225、第三压力变送器1231电连接或无线连接。

在本发明一实施例中,所述第一液位计1233监测到所述氮换热通道1221内液氮的液位超过设定值时,将信号传递给所述控制装置14,所述控制装置14调节所述第二自动阀131,以控制液氮的进入量,从而调节所述氮换热通道1221内液氮的液位;所述第二压力变送器1224监测到所述氮换热通道1221内部的压力达到设定值时,将信号传递到所述控制装置14,所述控制装置14控制所述第三自动阀1225打开,所述氮换热通道1221内部的氮气被排出,防止温度降低后导致液氩凝固。

在本发明优选的实施方式中,所述氮换热通道1221内液氮的液位控制在40~60%之间。

可以理解的是,所述液氮储罐13中的液氮通过所述液氮进口1226进入所述氮换热通道1221内,为所述氩冷凝器122提供冷量,同时所述氮换热通道1227通过第三自动阀1225将节流的氮气通过所述氮气进口1211进入所述氩气换热器121内,所述液氩储罐11排出的氩气通过所述第二氩气进口1213进入所述氩气换热器121内,所述液氩储罐11排出的氩气被节流后的氮气冷却到饱和状态后通过所述氩气出口1214及所述第一氩气进口1228排出所述氩气换热器,进入所述氩换热通道1222内,氮气通过所述第二氮气出口1212排入空气中;

饱和状态的氩气进入所述氩换热通道1222内后,吸收所述氮换热通道1221内液氮的冷量,冷凝至液氩,通过所述第一液氩出口1228排入所述液氩计量装置123内。

进一步,所述液氩计量装置123的表面设有第一液氩进口1233、第二液氩进口1234及第二液氩出口1235;

所述液氩泵124设有第三液氩进口1244、液氩泵气相出口1245及第三液氩出口1246;

其中,所述第一液氩进口1233与所述第一液氩出口1229相连通,所述第二液氩出口1235与所述第三液氩进口1244相连通,所述液氩泵气相出口1245与所述第一氩气进口1228相连通,所述第三液氩出口1246分别与所述第二液氩进口1234及所述液氩储罐11相连通。

可以理解的是,所述氩冷凝器122排出的液氩经所述第一液氩进口1233进入所述液氩计量装置123内,在经所述第二液氩出口1235及第三液氩进口1244进入所述液氩泵124,其中,液氩气化的氩气经所述液氩泵气相出口1245及所述第一氩气进口1228再次进入所述氩冷凝器122冷凝,液氩根据所述液氩计量装置123中液氩的液位数值从而选择排入所述液氩计量装置12内或所述液氩储罐内。

进一步,所述液氩计量装置123的表面设有第三压力变送器1231,所述第三压力变送器1231监测所述液氩计量装置123内部的压力值;

所述液氩计量装置123的表面还设有第二液位计1232,所述第二液位计1232监测所述液氩计量装置123内部液氩的液位。

所述液氩泵124的出口处设有温度测量装置1241,所述温度测量装置1241可检测所述液氩泵124出口处液氩的温度。

所述液氩泵124与所述液氩计量装置123之间设有第四自动阀1243;

所述液氩泵124与所述液氩储罐11之间设有第五自动阀1242。

所述控制装置14分别与第三压力变送器1231、第二液位计1232、温度测量装置1241、第四自动阀1243、第五自动阀1242电连接或无线连接。

在本发明一实施例中,当所述第二液位计1232检测所述液氩计量装置123中液氩的液位升至80%时,所述第二液位计1232将信号传递到所述控制装置14,所述控制装置14控制第四自动阀1243关闭,所述第五自动阀1242开启,同时所述液氩泵124自动开大至设定频率,液氩被排入所述液氩储罐11内,当所述第二液位计1232检测所述液氩计量装置123中液氩的液位低至30%时,所述第二液位计1232将信号传递到所述控制装置14,所述控制装置14控制第四自动阀1243开启,所述第五自动阀1242关闭,同时所述液氩泵124低速状态运行,液氩被排入所述液氩计量装置123内,防止所述液氩泵124及进出口管路复热升温后无法快速开启。

所述温度测量装置1241检测到温度高于设定值时,将信号传递到所述控制装置14,所述控制装置14控制第四自动阀1243开启至最大,所述第五自动阀1242关闭,同时所述液氩泵124自动开大至设定频率,液氩被排入所述液氩计量装置123内,所述温度测量装置1241检测到温度降低至设定值时,将信号传递到所述控制装置14,所述控制装置14控制第四自动阀1243恢复至常态,所述第五自动阀1242开启,液氩被排入所述液氩储罐11内。

在本发明一优选的实施方式中,所述氩气回收组件12不需要放置的高处,可以放置在和所述液氩储罐11同一水平高度处,减少设备投资。

所述氩气回收组件12安装在一冷箱内,所述冷箱内部用珠光砂保温,减少设备冷损。

本发明所述的氩气自动回收工艺装置的工作流程为:所述第一压力变送器111监测到所述液氩储罐11内部的压力达到10Kpa时,将信号传递到所述控制装置14,所述控制装置14控制所述第一自动阀112打开,所述液氩储罐11内部的氩气被排出,进入所述氩气换热器121内降至降至饱和温度后进入所述氩冷凝器122内的所述氩换热通道1222,所述液氮储罐13中的液氮进入所述氮换热通道1221内,为所述氩冷凝器122提供冷量,氩气被液化为液氩;同时,所述氩冷凝器122的表面设有第一液位计1223,所述液氮进口1226的位置设有第二自动阀131,由控制装置14控制,所述氮换热通道1221内的液氮保持液氮液位控制在40~60%之间,液氮受热气化后变成氮气经第三自动阀1225节流后进一步降低温度进入氩气换热器,复热后排放大气;

所述氩冷凝器122内的液氩自动进入所述液氩计量装置123内,所述液氩计量装置123的表面设有第三压力变送器1231及第二液位计1232,所述第二液位计1232检测所述液氩计量装置123中液氩的液位升至80%时,所述第二液位计1232将信号传递到所述控制装置14,所述控制装置14控制第四自动阀1243关闭,所述第五自动阀1242开启,同时所述液氩泵124自动开大至设定频率,液氩被排入所述液氩储罐11内,所述第二液位计1232检测所述液氩计量装置123中液氩的液位低至30%时,所述第二液位计1232将信号传递到所述控制装置14,所述控制装置14控制第四自动阀1243开启,所述第五自动阀1242关闭,同时所述液氩泵124低速状态运行,液氩被排入所述液氩计量装置123内,防止所述液氩泵124及进出口管路复热升温后无法快速开启。

综上所述,本发明提供了一种氩气自动回收工艺装置,其结构简单,便于零部件的组装,能够实现自动、安全、高效的氩气回收,避免氩放空浪费,节省人工成本。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

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