一种液氮汽化智能调节系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种液氮汽化智能调节系统，包括依次连接的液氮存储单元、液氮汽化单元和氮气缓冲单元，液氮汽化单元为并联的空浴汽化单元和水浴汽化单元；液氮汽化单元和氮气缓冲单元之间设置有第三温控仪和与第三温控仪相连的第三流量调节阀；空浴式汽化单元包括空浴式汽化器、第一温控仪和与第一流量调节阀；水浴汽化单元包括水浴式汽化器、第二温控仪和第二流量调节阀；第一温控仪、第二温控仪和第三温控仪相互相连。该系统能够快速满足客户对用气的温度需求，保证了在不同环境和温度情况下液氮汽化的稳定性和平稳运行，及时满足客户用气的温度需求，保护了管网系统，避免了额外的维修成本，系统使用更加优化。
【专利说明】
一种液氮汽化智能调节系统
技术领域
[0001]本实用新型属于液氮供给技术领域，涉及一种液氮汽化智能调节系统，尤其涉及一种水浴系统与空浴系统并联的液氮汽化系统。
【背景技术】
[0002]氮在自然界的分布较广，资源丰富，仅空气中的氮含量就达到78.12%,氮基气氛能耗低、经济安全并且气体系统灵活性高，广泛应用于热处理、烧结等领域。
[0003]目前采用低温空气分离方法，分离出的液氮储存在低温液氮储罐中，使用气态氮气时汽化。液氮汽化采用的常规方法为:将储存在低温液体储罐中带压的液氮通过汽化器，利用空浴方式与环境交换热量，液氮升温汽化后直接输入用户管网。气站中运输气体的管道材料一般采用无缝低碳钢管，因为其具有耐磨耐腐蚀、安全可靠、卫生环保及经济适用等优点，但是其不耐低温，在一定的低温情况下会发生断裂。采用空浴的方式来升温汽化液氮的单一方法，当季节温度较高时，一般高于(TC度时，使用空浴的方式(利用空气的热量来加热液氮)通过铝翅片星形管制作的液化汽化装置，即可实现液氮汽化，达到客户用气需求。但是冬季北方气站的环境温度较低，一般最低温度可达_20°C左右，如果单纯利用空浴的方式加热液氮产品，汽化后氮气的温度最高也只能达到当地的环境温度，而这个温度值低于气体管道材料碳钢的冷脆特征温度，实际过程中不仅不能达到客户用气的温度需求，而且对管道的使用年限、生产的正常运行产生较大的影响。
[0004]由此可见，环境的温度对热量交换程度以及汽化后液氮的温度具有较大的影响。目前，液氮汽化系统的流程存在以下不足和缺陷:
[0005]首先，北方冬季温度较低，汽化器与环境温差变小，热量交换程度变弱，换热后的氮气温度仍然较低，不能满足客户需求。
[0006]其次，管网材料为无缝，当环境温度较高时，材料供气良好，装置平稳运行，但当温度较低时，材料耐低温程度低，容易脆裂，具有较大的安全隐患。如果出现泄漏，不仅需求一定的维修成本，而且影响客户用气。
[0007]CN 202691589U公开了一种水浴空温式汽化器，其包括，一顶部开口的容器，所述容器中装有饱和食盐水，且所述容器内装有一筛网，所述筛网位于容器底端，且所述筛网与所述容器底面之间具有一定距离，且所述容器靠近顶端位置装有金属丝网；一空气进口管，所述空气进口管位于筛网与所述容器底面之间；同时，至少一换热蛇管，所述换热蛇管中通有低温液体，所述换热蛇管置于所述饱和食盐水中。但是，所述汽化器还不能满足工业上的应用。
[0008]鉴于液氮汽化受季节变化影响较大，而且对输气管网的材料产生较大的影响的问题，需提供一种新的液氮汽化输送的方法，满足气温变化较大地区的客户的氮气需求。
【实用新型内容】
[0009]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种液氮汽化智能调节系统，所述液氮汽化智能调节系统通过智能调节流程能够快速满足客户对用气的温度需求，保证了在不同环境和温度情况下液氮汽化的稳定性和平稳运行，能够及时满足客户用气的温度需求，同时保护了管网系统，避免了额外的维修成本，系统使用更加优化。
[0010]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0011]—种液氮汽化智能调节系统，包括依次连接的液氮存储单元、液氮汽化单元和氮气缓冲单元，所述液氮汽化单元和氮气缓冲单元之间设置有第三温控仪和与第三温控仪相连的第三流量调节阀；
[0012]所述液氮汽化单元包括并联的空浴汽化单元和水浴汽化单元;所述空浴式汽化单元包括与液氮存储单元相连的空浴式汽化器、与空浴式汽化器出口相连的第一温控仪和与第一温控仪相连的第一流量调节阀;所述水浴汽化单元包括与液氮存储单元相连的水浴式汽化器、与水浴式汽化器出口相连的第二温控仪和与第二温控仪相连的第二流量调节阀；
[0013]所述第一温控仪、第二温控仪和第三温控仪相互相连。
[0014]所述液氮存储单元通过切断阀与液氮汽化单元相连。
[0015]所述液氮存储单元连接有温度检测装置和压力检测装置。
[0016]所述水浴式汽化器为恒温水浴加热器。
[0017]所述水浴式汽化器为放置有65°C热水的恒温水浴式汽化器。
[0018]所述水浴式汽化器分别与液位指示仪和温度指示仪相连。
[0019]所述水浴汽化单元和空浴汽化单元独立地设置有手动切换阀门。
[0020]所述水浴汽化单元和空浴汽化单元独立地设置有放空阀。
[0021 ]所述氮气缓冲单元为氮气缓冲罐。
[0022]所述液氮存储单元为液氮存储罐。
[0023]与现有技术相比，本实用新型的有益效果为:
[0024]本实用新型提供的液氮汽化智能调节装置通过智能调节流程能够快速满足客户对用气的温度需求，保证了在不同环境和温度情况下液氮汽化的稳定性和平稳运行，同时保护了管网系统，避免了额外的维修成本，系统使用更加优化。
【附图说明】
[0025]图1为液氮汽化智能调节系统流程图。
[0026]其中，I，液氮存储单元；11，液氮存储罐；12，切断阀；2，空浴汽化单元;21，空浴式汽化器;22，第一流量调节阀；23，手动切换阀门；24，放空阀；3，水浴汽化单元;31，65°C恒温水浴式汽化器；32，第二流量调节阀；33，手动切换阀门；34，放空阀；4，第三流量调节阀；LIAll表示液氮液位指示仪;PIA12表示液氮罐压力指示仪;LICA21表示水浴汽化器水位指示仪;TICA22表示水浴汽化器水温指示仪;TICA31表示空浴汽化器出口温度指示仪;TICA32表示水浴汽化器出口温度指示仪;TICA33表示供客户产品气温度指示仪。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0028]—种液氮汽化智能调节系统，包括依次连接的液氮存储单元、液氮汽化单元和氮气缓冲单元，所述液氮汽化单元和氮气缓冲单元之间设置有第三温控仪和与第三温控仪相连的第三流量调节阀；
[0029]所述液氮汽化单元包括并联的空浴汽化单元和水浴汽化单元;所述空浴式汽化单元包括与液氮存储单元相连的空浴式汽化器、与空浴式汽化器出口相连的第一温控仪和与第一温控仪相连的第一流量调节阀;所述水浴汽化单元包括与液氮存储单元相连的水浴式汽化器、与水浴式汽化器出口相连的第二温控仪和与第二温控仪相连的第二流量调节阀；
[0030]所述第一温控仪、第二温控仪和第三温控仪相互相连。
[0031]所述液氮汽化智能调节系统为一种稳定、可靠并不受环境温度影响的液氮汽化系统。
[0032]所述液氮汽化智能调节系统中的空浴汽化系统与水浴汽化系统并联连接。
[0033]空浴汽化单元设置第一温控仪和第一流量调节阀，所述第一温控仪能够采集第一流量调节阀前氮气的温度和进入氮气缓冲单元前的氮气温度，两者温度相近时，单独使用空浴汽化单元，即关闭水浴汽化单元中的第二流量调节阀。
[0034]水浴汽化单元设置有第二温控仪和第二流量调节阀，第二温控仪能够采集流量调节阀前的氮气温度和进入氮气缓冲单元前的氮气温度自动调节第二流量调节阀的开度。
[0035]单独使用空浴汽化单元时，关闭第二流量调节阀；同时使用空浴加水浴汽化时，通过采集进入氮气缓冲单元前的氮气温度，自动调节第二调节阀的开度:当进入氮气缓冲单元前的氮气温度高于设定值时，第二流量调节阀开小，当进入氮气缓冲单元前的氮气温度低于设定值时，第二流量调节阀开大。
[0036]在进入氮气缓冲单元前，设置第三温控仪和第三流量调节阀，第三温控仪与第一温控仪和第二温控仪相连，能够控制空浴汽化单元中的第一流量调节阀和水浴汽化单元中的第二流量调节阀，及时调节两路液氮流量。当第三温控仪检测到进入氮气缓冲罐前的氮气温度高，则加大空浴汽化单元的液氮流量，当检测到进入氮气缓冲罐前的氮气温度低，则加大水浴汽化单元的液氮流量，合理利用环境的温度来节约能耗费用，实现液氮汽化随环境调节时装置的自动切换。
[0037]在环境温度较高时单独使用空浴汽化单元;环境温度降低达到温控设定值时，自动快速开启水浴汽化单元，调节液氮的分配量，保证氮气的平稳供应。
[0038]所述液氮存储单元通过切断阀与液氮汽化单元相连，以控制液氮的总流量以及液氮的通断。
[0039]所述液氮存储单元连接有温度检测装置和压力检测装置。
[0040]所述水浴式汽化器为恒温水浴加热器。
[0041 ]所述水浴式汽化器为放置有65°C热水的恒温水浴式汽化器。
[0042]所述水浴式汽化器分别与液位指示仪和温度指示仪相连，控制水浴的温度和液位。
[0043]所述水浴汽化单元和空浴汽化单元独立地设置有手动切换阀门，能保证完全隔离自动调节阀，以便在自动调节阀发生故障时能及时处理或更换。
[0044]所述水浴汽化单元和空浴汽化单元独立地设置有放空阀，方便紧急排放。
[0045]所述氮气缓冲单元为氮气缓冲罐。
[0046]所述液氮存储单元为液氮存储罐。
[0047]本实用新型提供的液氮汽化智能调节系统主要是采用空浴与水浴混合使用的方式实现液氮汽化的智能调节。空浴是常用的液氮汽化方式，通过空浴法，液氮可以利用外界环境的热量来进行汽化，节约了能耗。当温度较高时，空浴后的氮气温度完全可以满足客户以及管网的要求。当温度较低时，通过对出口氮气温度检测，连锁制动开启水浴加热装置，合理分配一定量的液氮通过水浴加热汽化，汽化后的氮气与空浴的氮气混合，热量交换后，氮气即可满足客户的需求。
[0048]实施例1
[0049]—种液氮汽化智能调节系统，如图1所示，包括依次连接的液氮存储罐11、液氮汽化单元和氮气缓冲罐，所述液氮汽化单元为并联的空浴汽化单2和水浴汽化单元3。所述液氮存储罐11通过切断阀12与液氮汽化单元相连，所述液氮汽化单元和氮气缓冲罐之间设置有第三温控仪和与第三温控仪相连的第三流量调节阀4。所述空浴式汽化单元2包括与液氮存储罐11相连的空浴式汽化器21、与空浴式汽化器21出口相连的第一温控仪和与第一温控仪相连的第一流量调节阀22;所述水浴汽化单元3包括与液氮存储罐11相连的65°C恒温水浴式汽化器31、与65°C恒温水浴式汽化器31出口相连的第二温控仪和与第二温控仪相连的第二流量调节阀32;所述第一温控仪、第二温控仪和第三温控仪相互相连。
[0050]所述液氮存储罐11连接有温度检测仪和压力检测仪。所述65°C水浴式汽化器分别与液位指示仪和温度指示仪相连。所述水浴汽化单元3和空浴汽化单元2独立地设置有手动切换阀门和放空阀。
[0051]
【申请人】声明，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1.一种液氮汽化智能调节系统，包括依次连接的液氮存储单元、液氮汽化单元和氮气缓冲单元，其特征在于，所述液氮汽化单元和氮气缓冲单元之间设置有第三温控仪和与第三温控仪相连的第三流量调节阀； 所述液氮汽化单元包括并联的空浴汽化单元和水浴汽化单元;所述空浴式汽化单元包括与液氮存储单元相连的空浴式汽化器、与空浴式汽化器出口相连的第一温控仪和与第一温控仪相连的第一流量调节阀;所述水浴汽化单元包括与液氮存储单元相连的水浴式汽化器、与水浴式汽化器出口相连的第二温控仪和与第二温控仪相连的第二流量调节阀； 所述第一温控仪、第二温控仪和第三温控仪相互相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液氮存储单元通过切断阀与液氮汽化单元相连。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述液氮存储单元连接有温度检测装置和压力检测装置。4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述水浴式汽化器为恒温水浴加热器。5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述水浴式汽化器为放置有65°C热水的恒温水浴式汽化器。6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述水浴式汽化器分别与液位指示仪和温度指示仪相连。7.利用权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述水浴汽化单元和空浴汽化单元独立地设置有手动切换阀门。8.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述水浴汽化单元和空浴汽化单元独立地设置有放空阀。9.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述氮气缓冲单元为氮气缓冲罐。10.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述液氮存储单元为液氮存储罐。
【文档编号】F17C7/04GK205640220SQ201620393380
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】任小强, 薛祥龙, 张宏林
【申请人】上海加力气体有限公司