[发明专利]复合式氦气纯化装置

说明书

本发明提供了一种复合式氦气纯化装置，其包括：真空罩筒，其具有真空容纳腔，真空罩筒上安装有制冷机，制冷机具有伸入真空容纳腔内的一级冷头和二级冷头；第一纯化器，其位于真空容纳腔中，第一纯化器具有依次相连的第一换热器和第二换热器，第一换热器靠近一级冷头设置，第二换热器靠近二级冷头设置，第一换热器与第二换热器之间连接有第三换热器；第二纯化器，其位于真空容纳腔中，第二纯化器具有与一级冷头相连的吸附器安装筒，吸附器安装筒内挂接有吸附器，吸附器安装筒内填充有冷量传递介质。本发明的复合式氦气纯化装置，改变传统氦气纯化繁琐的步骤，同时有效提高氦气纯化效果。

技术领域

本发明有关于一种氦气纯化装置，尤其有关于一种制冷与低温工程领域中应用的复合式氦气纯化装置。

背景技术

作为不可再生的稀有气体，氦气广泛应用于军工、医疗、半导体以及低温超导等领域，氦气的价格非常昂贵，对其回收再利用是当前的热门，对回收氦气的纯化更是氦气再利用的重点工作。

传统的氦气纯化有两种方式，其中一种方式是利用液氮作冷源，采用高压低温吸附的方法去除氦气中的杂质气体，一般采用两套纯化器，两台之间相互切换。纯化过程中需要不断向纯化器中补充液氮，并且当吸附饱和时，需要将液氮排出后进行升温活化再生，这使得纯化工作相当繁琐，另外由于吸附只在77K进行，吸附效果不是很好。

另外一种方式是利用低温制冷机作为了冷源，采用一级液化，二级固化的方式实现氦气中杂质气体的分离，气体再生过程中，则需要将制冷机停机，导致纯化过程中断，无法实现纯化过程的连续进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合式氦气纯化装置，改变传统氦气纯化繁琐的步骤，同时有效提高氦气纯化效果。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种复合式氦气纯化装置，其包括：

真空罩筒，其具有真空容纳腔，所述真空罩筒上安装有制冷机，所述制冷机具有伸入所述真空容纳腔内的一级冷头和二级冷头；

第一纯化器，其位于所述真空容纳腔中，所述第一纯化器具有依次相连的第一换热器和第二换热器，所述第一换热器靠近所述一级冷头设置，所述第二换热器靠近所述二级冷头设置，所述第一换热器与所述第二换热器之间连接有第三换热器；

第二纯化器，其位于所述真空容纳腔中，所述第二纯化器具有与所述一级冷头相连的吸附器安装筒，所述吸附器安装筒内挂接有吸附器，所述吸附器安装筒内填充有冷量传递介质。

在本发明的实施方式中，所述第一纯化器还具有加热器，所述加热器设置在所述第三换热器的一侧。

在本发明的实施方式中，所述第三换热器具有外壳体及设置在所述外壳体内的换热管，所述换热管与所述外壳体之间形成有进气通道，所述换热管具有出气通道，所述第一换热器与所述第二换热器通过所述进气通道相连通。

在本发明的实施方式中，所述第一纯化器还具有第一入口换热器，所述第一入口换热器具有第一入口换热管及套设在所述第一入口换热管外部的第一入口壳体，所述第一入口换热管与所述第一入口壳体之间形成有第一入口进气通道，所述第一入口换热管具有第一入口出气通道，所述进气通道与所述第一入口出气通道相连通，所述第一入口进气通道与所述第一换热器相连通。

在本发明的实施方式中，所述第一换热器与所述第三换热器之间连接有第一气液分离器。

在本发明的实施方式中，所述吸附器安装筒具有与所述一级冷头相连的冷量传递板，所述冷量传递板的下方密封连接有筒体，所述吸附器位于所述筒体内并通过多根支撑杆连接在所述冷量传递板上。