[实用新型]一种氮气置换装置

说明书

本实用新型提供一种氮气置换装置，包括：液氮存储器100、汽化单元200、加热器300和氮气缓冲器400，液氮存储器100用于向汽化单元200提供液氮，汽化单元200用于将液氮汽化后输送到加热器300，加热器300用于将流经的氮气进行加热调节后输送到氮气缓冲器400，氮气缓冲器400用于缓冲加热后的氮气并输送氮气至被填充设备500进行氮气置换。氮气置换装置提供高集成度且功能一体化的氮气供给，满足可连续提供恒温恒压氮气以满足大容量装置氮气置换的使用需求。

技术领域

本实用新型涉及容器在使用前应使用惰性气体进行置换的领域，具体涉及一种氮气置换装置。

背景技术

一些特定领域(例如航空航天及汽车等)可能涉及到管道或容器内的氮气置换操作，例如，氮气置换的应用场合可以是如下两个方面：

情况一：可燃性气体通过的管道或容器在使用前进行氮气置换。目的是置换出管道内的空气，避免可燃气体与空气中的氧气形成可燃性混合物，防止造成内燃或爆炸。

情况二：一些洁净的管道或容器内介质需要与氧气隔绝，比如为降低一些介质染菌率，则应提前用氮气置换其中的空气。

以航天领域为例，在常规设备的氮气置换过程中，氮气通常用量较小，氮气瓶组和小型氮气置换设备配合手动操作即可满足需求。对于火箭液体储箱等氮气需要量较大的设备，需要以液化氮气满足氮气供应，现有氮气置换设备及手动操作模式无法满足要求。

鉴于此，亟需设计一种包括液氮存储、汽化、加热及缓冲功能一体化的氮气置换装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种功能一体化的氮气置换装置。

本实用新型提供一种氮气置换装置，包括：液氮存储器、汽化单元、加热器和氮气缓冲器，所述液氮存储器用于向所述汽化单元提供液氮，所述汽化单元用于将液氮汽化后输送到所述加热器，所述加热器用于将流经的氮气进行加热调节后输送到所述氮气缓冲器，所述氮气缓冲器用于缓冲加热后的氮气并输送氮气至被填充设备进行氮气置换。

根据本实用新型的一个方面，还包括：柱塞泵单元，连通于所述液氮存储器和所述汽化单元之间，用于将所述液氮存储器的液氮输送至所述汽化单元。

根据本实用新型的一个方面，还包括：开关阀门，包含设置在所述液氮存储器和所述柱塞泵单元之间的第一开关阀门，设置在所述加热器和所述氮气缓冲器之间的第二开关阀门，设置在所述氮气缓冲器出口的第三开关阀门。

根据本实用新型的一个方面，还包括：调节阀门，设置在所述氮气缓冲器与所述被填充设备之间，且每个所述被填充设备与所述氮气缓冲器之间均设置所述调节阀门。

根据本实用新型的一个方面，所述加热器包含：可控硅组件和加热组件，所述可控硅组件调节所述加热组件的功率。

根据本实用新型的一个方面，还包括：控制单元，连接到被控制部件，其中所述被控制部件包括开关阀门、所述调节阀门、所述柱塞泵单元和所述可控硅组件，所述控制单元用于对氮气置换过程进行监视和控制。

根据本实用新型的一个方面，所述控制单元包括：数据采集组件，用于采集所述氮气置换装置的温度、压力、露点和液位的至少一种；软件控制组件，收集所述数据采集组件的信息通过内置程序进行人机交互和传输命令到所述被控制部件。

根据本实用新型的一个方面，所述数据采集组件包括：温度变送器，设置在所述加热器的出口以测量氮气的温度；压力变送器，分别设置在所述液氮存储器、所述氮气缓冲器以及所述被填充设备的外侧以测量内部压力；以及液位变送器，设置在所述液氮存储器的外侧以测量其液氮的液位。

根据本实用新型的一个方面，所述数据采集组件还包括：露点传感器，设置在所述氮气缓冲器的出口测量氮气的品质；和/或，氧浓度检测器，用于设置在所述被填充设备外侧以测量其氧浓度。