氪氙充氣回收裝置的製作方法
2023-11-09 16:30:17
專利名稱：氪氙充氣回收裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種充氣裝置，尤其涉及一種減少氣體浪費的氪氙充氣回收裝置。
背景技術：
氪氙具有極高的發光強度、並具有很強的透霧能力，可用作導航燈，還是一種沒有副作用的深度麻醉劑、X光造影劑，或作為X射線屏蔽材料，此外氙等凹面聚光後可生成2500°C的高溫，可用於焊接或切割難熔金屬(如鈦、鑰等)；作為惰性氣體，還被經常用作保護氣、和用於深海潛水用人造空氣，因此，氪氙目前廣泛應用於電子、廣電源、氣體雷射器、等離子流、原子反應堆以及高能物理等領域。一般氪氙均是通過空氣分離製備得到，然後裝入鋼瓶內儲存、運輸和使用。一般經過乾燥處理過的氣瓶內主要組分為氮氣，為了得到合格的充瓶氪氙產品，要求使用真空泵對氣瓶進行抽真空處理，然後向氣瓶內充入氪氙產品，然後再使用真空泵對鋼瓶進行抽真空處理，如此反覆置換需要三四次之多，才能保證充入氣瓶內的氪氙氣體中的氮氣雜質達標。當充裝架上壓力和最後一個氣瓶的壓力相等時，充裝架上難免存在餘壓，這樣下次再置換氣瓶時充裝架上的氪氙氣就會浪費掉，造成不必要的浪費。總所周知，氪氙均屬於稀有氣體，100升空氣中約含氪O. 114毫升，氙約佔空氣體積的二千萬分子一，因此製備成本很高。現有技術中氪氙充氣後會造成不必要的浪費，因此需要尋找一種能夠新的氪氙氣體充氣方法或裝置，以儘量減少氪氙的浪費。
實用新型內容針對現有技術中，氪氙充氣過程中容易造成浪費的問題，本實用新型提供了一種氪氣充氣回收裝置。因此，本實用新型的目的是提供一種氪氙充氣回收裝置。本實用新型所述的氪氙充氣裝置，包括精餾塔、冷凍瓶、冷凍槽、真空泵、以及氣體管道，精餾塔連接安裝在氣體管道上，精餾塔與氣體管道之間設有閥門；真空泵、冷凍瓶分別連接在氣體管道上，並且真空泵與氣體管道之間安裝有閥門；氣體管道上並聯有至少一個連接管，連接管上安裝有閥門。本實用新型所述的裝置中，精餾塔與氣體管道之間的閥門數量至少為兩個，並優選為兩個。本實用新型所述的裝置中，還包括用於放置冷凍槽的支架。在本實用新型所述裝置的一種優選實施例中，所述支架包括用於放置冷凍槽的升降臺。本實用新型所述的裝置中，在氣體管道上還可以安裝有真空表。本實用新型所述的裝置中，在氣體管道上還可以安裝有壓力表。本實用新型所述的裝置中，大氣管道上還可以安裝有安全閥。本實用新型所述的裝置中，冷凍瓶還可以連接有連通大氣的大氣管道，大氣管道上安裝有閥門。本實用新型所述的裝置中，所述冷凍槽可以選用為杜瓦瓶。本領域技術人員應當理解的是，本實用新型所述氪氙可以是氪、氙或氪氙混合氣。本實用新型利用精餾塔壓力低於充裝架中壓力的原理，將充裝架中的剩餘氣體冷凍回精餾塔內。
圖1為本實用新型氪氙充氣回收裝置結構示意圖；圖2為使用本實用新型氪氙充氣回收裝置為鋼瓶充氣原理示意圖。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型氪氙充氣回收裝置包括冷凍瓶1、杜瓦瓶2、精餾塔3、氣體管道5、連接管4以及真空泵6。冷凍瓶1、連接管4、精餾塔3、以及真空泵6並聯在氣體管道5上(包括精餾塔3、真空泵6位於氣體管道5兩個末端的情況)，並且與氣體管道5之間分別設有閥門53、41、51、52。在精餾塔與閥門51之間還可以設有另一個閥門31，以增加供氣和管內壓力的可控性。氣體管道5上還可以設有壓力表11、真空表10，以方便監控管內壓力或真空度，應當理解的是，壓力表11也可以用起泡器替代。真空表10也不是必須的，可以根據經驗進行判斷達到一定真空度所需的時間即可。同時，為了進一步確保安全性。氣體管道5上還可以安裝安全閥9，冷凍瓶I還可以設有連通空氣的大氣管道8，大氣管道上設有閥門81。為了方便操作，冷凍瓶I與氣體管道5之間也可以設有閥門，但不是必須的。參照圖2，本實用新型所述氪氙充氣回收裝置操作方法如下步驟1，將氣瓶42安裝在連接管4上，打開閥門52和閥門41，啟動真空泵6，將經過乾燥處理過的氣瓶42內的氮氣抽真空，關閉閥門52，向氣瓶中充入高純氪氙置換氣瓶42內的氮氣(可重複多次)完畢後。步驟2，關閉閥門52，打開閥門31和51，精餾塔3供氣，冷凍瓶I置於杜瓦瓶2內，杜瓦瓶2內盛裝地溫液體，如液氮、液氧、液氬等沸點比氪氬(取決於所要充裝的物質為氬、氪或氪氬混合氣)沸點更低的液體物質。利用低溫冷凍(液氮或液氬)的原理將精餾塔中的氪氣氣體凍入冷凍瓶I中。步驟3，通過對此冷凍瓶I復熱，將其冷凍的氪氙氣化，壓力升高，打開閥門41，連通氣瓶42，當冷凍瓶I中被冷凍的液體全部氣化後，氣瓶42與冷凍瓶I及整個充裝架上的壓力一致時關閉閥門41，記下當時壓力(壓力一般不超過15Mpa)。步驟3，打開另一個連接管4的閥門41將冷凍瓶中及充裝架上氣體充到另一個氣瓶42中，當壓力平衡後，關掉閥門41。重複該步驟，將所有氣瓶充滿氪氬，這時冷凍瓶I及充裝架上仍留有餘壓。步驟4，精餾塔內氣體進行液化，形成負壓，稍開閥門51及閥門31，將冷凍瓶I及充裝架上的餘壓氣體反流到精餾塔3裡，將餘壓氣體凍回塔裡。(注控制好閥門31及閥門51來控制塔壓防止超壓)當氣瓶壓力與充裝架上的壓力一致時關掉閥門31和閥門51，保持充裝架上是正壓，防止空氣倒吸到充裝架上。本實用新型上述實施例中，冷凍瓶I置於杜瓦瓶2內冷凍，復熱時可以將冷凍瓶I取出自然升溫或水淋。為了方便操作，本實用新型還包括一個支架7，支架7上設有升降臺71，杜瓦瓶2置於升降臺71上，保持冷凍瓶I位置不變，升降臺升高I時，杜瓦瓶2升高，將冷凍瓶I浸入杜瓦瓶2的液體中；需要復熱時，杜瓦瓶2隨著升降臺71下降，冷凍瓶I脫離杜瓦瓶2內的液體。本實用新型所述的裝置中，冷凍瓶I和杜瓦瓶的數量也可以是一個或多個，一個或多個冷凍瓶可以放置在同一個杜瓦瓶內，或分別放置在不同的杜瓦瓶內。同樣精餾塔3也可以是一個或多個。以上對本實用新型的具體實施例進行了詳細描述，但其只作為範例，本實用新型並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對該實用進行的等同修改和替代也都在本實用新型的範疇之中。因此，在不脫離本實用新型的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本實用新型的範圍內。
權利要求1.一種氪氙充氣回收裝置，其特徵在於，包括精餾塔、冷凍瓶、冷凍槽、真空泵、以及氣體管道，精餾塔連接安裝在氣體管道上，精餾塔與氣體管道之間設有閥門；真空泵、冷凍瓶分別連接在氣體管道上，並且真空泵與氣體管道之間安裝有閥門；氣體管道上並聯有至少一個連接管，連接管上安裝有閥門。
2.根據權利要求1所述的氪氙充氣回收裝置，其特徵在於，精餾塔與氣體管道之間的閥門數量至少為兩個。
3.根據權利要求1所述的氪氙充氣回收裝置，其特徵在於，還包括用於放置冷凍槽的支架。
4.根據權利要求3所述的氪氙充氣回收裝置，其特徵在於，所述支架包括升降臺。
5.根據權利要求1所述的氪氙充氣回收裝置，其特徵在於，在氣體管道上還安裝有真空表。
6.根據權利要求1所述的氪氙充氣回收裝置，其特徵在於，在氣體管道上還安裝有壓力表。
7.根據權利要求1所述的氪氙充氣回收裝置，其特徵在於，冷凍瓶還連接有連通大氣的大氣管道，大氣管道上安裝有閥門。
8.根據權利要求1所述的氪氙充氣回收裝置，其特徵在於，大氣管道上還安裝有安全閥。
9.根據權利要求1所述的氪氙充氣回收裝置，其特徵在於，所述冷凍槽為杜瓦瓶。
10.根據權利要求1所述的氪氙充氣回收裝置，其特徵在於，所述氪氙為氪、氙、或者氪氙混合氣。
專利摘要本實用新型提供了一種氪氙充氣回收裝置，包括精餾塔、冷凍瓶、冷凍槽、真空泵、以及氣體管道，精餾塔連接安裝在氣體管道上，精餾塔與氣體管道之間設有閥門；真空泵、冷凍瓶分別連接在氣體管道上，並且真空泵與氣體管道之間安裝有閥門；氣體管道上並聯有至少一個連接管，連接管上安裝有閥門。由於氪氙精餾塔塔壓力比較低，利用充裝架上的壓力高於塔壓，讓充裝架上的氣體冷凍回塔裡再次進行精餾。
文檔編號F17D1/02GK202901816SQ201220568578
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月1日 優先權日2012年11月1日
發明者屈秀廷, 楊斌, 陳志誠 申請人:上海啟元空分技術發展股份有限公司, 日照盈德氣體有限公司