高分子制氮膜组冬季恒温系统的制作方法
【专利摘要】一种高分子制氮膜组冬季恒温系统，包括由若干以并联方式相连接的制氮膜组成的制氮膜组，各制氮膜的入口分别通过金属管线连接到制氮系统的入口管线，各组制氮膜的出口管线分别通过金属管线连接到制氮系统的出口管线；制氮膜组加热器安装在制氮系统入口管线的前端，一测温传感器探头安设在制氮膜组入口管线外壁上，配设一个温控箱，所述测温传感器探头的输出接温控箱的输入；一组电伴热带以缠绕方式安装在制氮膜组入口管线和制氮膜组的外壳上，由温控箱控制及调节电伴热带的温度。其主要为弥补在低温情况下流经制氮系统入口管线的气体的大量热量损失，保证进入膜组气体温度的稳定，并在冬季停机状态下，提供制氮膜组贮存所必需的的温度来保护膜组。
【专利说明】高分子制氮膜组冬季恒温系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于油田采油行业【技术领域】，尤其涉及一种高分子制氮膜组冬季恒温系统。
【背景技术】
[0002]伴随经济的发展和科技的进步，高分子膜在国内的大量工业领域的应用，许多露天的工业施工现场利用膜组现场制取氮气，以供工业控制和施工工艺使用，施工工艺中对使用的氮气的纯度和稳定性都有着较高的要求。
[0003]现有技术中，高分子制氮膜组的整体构成可参见图1和图2所示:它是由若干并排或并列排列的制氮膜201相互并联而成，各制氮膜201的入口端共用一主制氮膜组入口管线，出口端共用一主制氮膜组出口管线。
[0004]制氮设备的加热器在制氮高分子膜的入口管线的前端，温度采集的传感器安装在制氮膜入口的长金属管线处。当环境温度较高时，管线的散热效果不明显，但当冬季来临，环境温度下降，风力较大时，金属管线的散热将不容忽视。由于制氮系统本身的设计未考虑冬季低温大风的情况，造成了在冬季开机时进入膜组气体温度的大幅度波动，氮气含量的大幅度变化和控制系统的极大波动，极大的影响了施工的效率、施工的效果以及企业的经济效益。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种高分子制氮膜组冬季恒温系统，利用该系统可以克服现有技术的不足。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案:
[0007]—种高分子制氮膜组冬季恒温系统，包括由若干以并联方式相连接的制氮膜组成的制氮膜组，各制氮膜的入口分别通过金属管线连接到制氮系统的入口管线，各组制氮膜的出口管线分别通过金属管线连接到制氮系统的出口管线；制氮膜组加热器安装在制氮系统入口管线的前端，一测温传感器探头安设在制氮膜组入口管线外壁上，配设一个温控箱，所述测温传感器探头的输出接温控箱的输入；一组电伴热带以缠绕方式安装在制氮膜组入口管线和制氮膜组的外壳上，由温控箱控制及调节电伴热带的温度。
[0008]所述高分子制氮膜组冬季恒温系统中，在缠绕有电伴热带的各制氮膜组入口管线和所有制氮膜组的外壳外再包裹保温层；该保温材料层的厚度不小于30_。
[0009]所述高分子制氮膜组冬季恒温系统中，更优选方案是:所述保温材料层外面包裹有用作支撑与保护的金属铝板(选择工业用金属铝板更佳)。
[0010]本实用新型可以作为制氮设备的辅助恒功率加热系统，也可以作为制氮系统在低温时的智能热量补偿系统。主要弥补在低温情况下，经过系统加热器后的气体在进入膜组之前会在管线中有较大的热量损失，以保证进入制氮膜组气体温度的稳定，并在冬季停机状态下调整加热的温度来保护制氮膜组，延长制氮膜组的使用寿命。伴热系统外包裹保温层，是用来隔离外界的低温环境，保证制氮膜组的正常工作温度，提高工作效率及延长制氮膜组使用寿命。
[0011]本实用新型的优点是:设计的结构简单合理，施工简单和易操作；工作性能稳定，是对高分子膜技术应用的进一步完善和创新。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为现有技术中高分子制氮膜组整体构成示意图(主视)。
[0013]图2为现有技术中高分子制氮膜组整体构成示意图(侧视)。
[0014]图3为本实用新型高分子制氮膜组冬季恒温系统构成示意图。
[0015]图4为本实用新型温控箱控制示意图。
[0016]图5为本实用新型温度控制的电气原理图。
[0017]图中:
[0018]1-制氮膜组入口管线；201_制氮膜；2_制氮膜组；3_制氮膜组出口管线；4_制氮膜组加热器；5_测温传感器探头；6_温控箱；10_电源进线孔；20_伴热带出线孔；30_热电偶出线孔。
[0019]下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0020]参阅图3所示，本实用新型高分子制氮膜组冬季恒温系统包括:由若干以并联方式相连接的制氮膜组成的制氮膜组2，各制氮膜的入口端分别与制氮膜组入口管线I连通，各制氮膜的出口端分别与制氮膜组出口管线3连通；配设有一个制氮膜组系统加热器4，该制氮膜组加热器安装在制氮系统入口管线I的前端，测温传感器探头5安设在制氮膜组入口管线外壁上，同时配设有一个用于温度检测和温度控制的温控箱6。
[0021]所述的测温传感器探头5优选标准的K型热电偶式温度探头，可以合理和及时的进行温度监控和反馈，温控箱可调范围10-60°C，调整精度为0.1°C。
[0022]本实用新型的主要创新点在于:设有一个伴热系统，其实现是在制氮膜的入口管线和所有制氮膜的外壳上缠绕有高性能和安全性的工业用电伴热带，该伴热带的温度调节受控于温控箱6。整个伴热系统部分具有良好的加热及时性，电伴热带接线盒部分贴有印刷标识。所述的电伴热带一般是由导电高分子复合材料(塑料)和两根平行金属导线及绝缘护套构成的扁形带状电缆，其优点是:在温控箱的调控下，可自动调节输出功率，因此不会因自身发热而烧毁，却可以因实际需要热量进行补偿，低温状态下可以快速启动，温度均匀，因此是新一代节能型恒温加热部件，用于本实用新型中可以发挥其独到的作用。
[0023]所述高分子制氮膜组冬季恒温系统中，在缠绕电伴热带的制氮膜组入口管线和所有制氮膜组的外壳外可以再包裹保温层；该保温层的厚度应不小于30mm。保温层必须紧密贴合在缠绕伴热带后的管线和膜组外壳上，保温层外面要有工业用金属铝板进行包裹固定用作支撑与保护，其保温隔风性能良好，外观整洁美观。
[0024]图4给出了本实用新型温控箱控制的示意图:测温传感器探头5通过温控箱的热电偶出线孔30、连接到温控箱内部的输入端(接触器)上；电伴热带通过温控箱的伴热带出线孔20连接到温控箱内部的温控器上。
[0025]图5给出了本实用新型温度控制的电气原理图，其中测温传感器探头PT(标准K型热电偶)用以采集制氮膜组入口管线下部的管温度。接触器(KM1、KM2和KM3)选用ABB安全可靠的A40-30-10型接触器，三个接触器的组合用以实现新型温度控制模式的切换(手动加热模式和自动加热模式)，电伴热带(FH)可以选用安全可靠的美国瑞侃BTV-2CT型(26W/m)自限温伴热带，信号指示灯(HL1、HL2和HL3)分别用来指示电源、手动和自动工作状态。控制按钮(SB1、SB2和SB3)选用AB公司800H系列的防爆按钮，分别进行停止、手动加热和自动加热的控制；FR为热继电器，用来保护线路的安全。
[0026]本实用新型的工作原理及过程是:利用带有温度探头且可设定温度的加热装置来保证设备运行所需要的最适合温度。其中加热的启停通过测温传感器探头5的实时监测和信号反馈来实现温度的有效控制，有包裹性的保温材料覆盖设备管线和壳体以减少自身热量散失并有效隔绝外部低温环境，有效保证制氮膜组的运行环境温度恒定，达到最理想运行状态，在设备停机状态下调整温度以保证保护膜组的最佳温度。也可以将加热系统处于持续加热状态，在低温恶劣环境下增加设备的加热功率，保证设备的正常运行。如:冬季环境温度-10°C，大风情况下，制氮膜组系统本身温度设定为50°C，由于外界环境影响，实际进入制氮膜组的气体温度不足42°C，且越是远离系统加热端温度越低，制氮膜组运行的合理温度为48-53°C，导致制氮膜组运行效率低下且系统波动严重，经过本实用新型方案改造后，在保温材料的保护下，系统加热器加热后的气体温度下降放缓，此时温控箱可设定50°C，当测温传感器探头5处温度低于48°C时，伴热带启动加热给制氮膜组提供必要的温度补偿，当温度高于52°C时加热停止，如此调节实现一个温度的稳定，为制氮膜组提供高效运行的温度环境。同时在停机状态下，制氮膜组处于零度以下环境中，长期搁置会导致制氮膜组性能和寿命的衰减，经过本实用新型方案改造后可开启加热系统调节温控箱将温度控制在制氮膜组适合存放的温度范围之内，实现对制氮膜组的有效保护。
【权利要求】
1.一种高分子制氮膜组冬季恒温系统，包括由若干以并联方式相连接的制氮膜组成的制氮膜组，各制氮膜的入口分别通过金属管线连接到制氮系统的入口管线，各组制氮膜的出口管线分别通过金属管线连接到制氮系统的出口管线；制氮膜组加热器安装在制氮系统入口管线的前端，一测温传感器探头安设在制氮膜组入口管线外壁上，配设一个温控箱，所述测温传感器探头的输出接温控箱的输入；其特征在于:一组电伴热带以缠绕方式安装在制氮膜组入口管线和制氮膜组的外壳上，由温控箱控制及调节电伴热带的温度。
2.根据权利要求1所述的高分子制氮膜组冬季恒温系统，其特征在于:在缠绕有伴热带的制氮膜组入口管线和所有制氮膜组的外壳外再包裹保温层。
3.根据权利要求2所述的高分子制氮膜组冬季恒温系统，其特征在于:所述保温层的厚度不小于30mm。
4.根据权利要求3所述的高分子制氮膜组冬季恒温系统，其特征在于:所述保温层外面包裹有金属铝板。
【文档编号】G05D23/19GK203950218SQ201420372203
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】李肖 申请人:华海油田注氮技术有限公司