一种确保珠光砂稳定供气的空分冷箱系统

摘要

本实用新型公开了一种确保珠光砂稳定供气的空分冷箱系统，包括空分冷箱、供气系统、辅供气系统及多组温度传感器和压力传感器。空分冷箱由箱体、箱内供气管网组成，其内安装有空分设备。箱内供气管网设置于箱体内，由主管及多根与主管相并联的辅管组成；辅管上间隔一定距离设置有出气机构，出气机构由出气嘴及圆弧形防护罩组成。箱体内其余空间充填珠光砂；供气系统的一端与空分设备的污氮出口相连接，另一端与箱内供气管网的进气口相连接。本实用新型提供的空分冷箱系统很好地解决了其内珠光砂供气不均与空气接触，以及供设备停车污氮气中断后珠光砂与空气接触的问题，确何其内珠光砂稳定可靠供气。

说明书

技术领域

本申请涉及空分技术领域，特别涉及一种确保珠光砂稳定供气的空分冷箱系统。

背景技术

空分设备是将空气液化、精馏、最终分离成为氧、氮和其他有用气体的气体分离设备，空分设备的工作温度最低温度可达零下196度。空分冷箱主要为其内部各种低温设备提供保冷，工业生产中空分冷箱内除空分设备外充满了珠光砂作为保温材料，珠光砂颗粒之间充满了空气。当空分设备运行后，温度大大降低，保温材料及空气的体积随之减小。如果空分冷箱密封良好，冷箱内则形成负压，在外界大气压的作用下，冷箱可能会受压变形；但是如果空分冷箱密封不良，冷箱外的空气夹带水气则会进入冷箱，引起珠光砂受潮，设备冷损会大大增加，甚至引起空分冷箱损坏；因此空分冷箱在设备运行后，一般充入污氮气保持微正压。实际生产中存在以下问题：一是，污氮气的充入一般集中在空分准备的某个区域，不能很好地确保冷箱内污氮的均匀分布；二是，发生跳车或设备检修时，污氮供应中断，空分冷箱内无法形成微正压环境，外部空气携带水汽易进入空分冷箱；三是，如果供气管道损坏或堵塞，造成空分冷箱内微正压环境产生变化，而人工又不易发现。

申请号为CN202020428646.0、名称为“一种采用高温氮气对空分冷箱内珠光砂加温的装置”的中国专利高温的氮气对空分冷箱内的珠光砂进行加温，融化结冰的部分，带走珠光砂内的水汽，达到彻底加温的目的；其向空分冷箱内的供气管路分为三路，通过三个阀门后分别向空分冷的上部、中部及下部供气。因空分冷箱尺寸较大，一般长度为10-13m、宽度为8-10m、高度为50-75m，此种供气方式较难保证空分冷箱内距离供气口较远距离的珠光砂中能够充填氮气。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种确保珠光砂稳定供气的空分冷箱系统，该空分冷箱装置可以确保其内部珠光砂保温材料的稳定、均匀供气，同时可对供气状况进行监测。

本实用新型所述问题是以下述技术方案解决的：

一种确保珠光砂稳定供气的空分冷箱系统，包括空分冷箱、及供气系统；所述空分冷箱由箱体及箱内供气管网组成，所述箱体为中空长方体，其内安装有空分设备；所述箱内供气管网设置于箱体内，由主管及辅管组成；所述主管垂直设置于箱体内，距箱体的内侧壁20-50cm，自箱体的底部通向顶部；所述辅管由多根管组成，辅管中的每根管与主管相并联，其围绕箱体的内侧壁绕行一周横向布设，辅管中相邻两根管的垂直间隔距离1.5-2.5m；箱体内其余空间充填珠光砂；所述供气系统的一端与空分设备的污氮出口相连接，另一端与箱内供气管网的进气口相连接。

上述确保珠光砂稳定供气的空分冷箱系统，其特征在于，所述辅管上间隔一定距离设置有出气机构，所述出气机构由出气嘴及圆弧形防护罩组成；所述出气嘴与辅管相连接；所述圆弧形防护罩盖于出气嘴的上方,并与辅管固定连接。

上述确保珠光砂稳定供气的空分冷箱系统，其特征在于，所述供气系统由供气管道A、控制装置及安装于所述供气管道A上的过冷器、换热器、阀门、第四压力传感器、止回阀、第五压力传感器、动力阀A所组成；供气管道A的一端与空分设备的污氮出口相连接，然后依次串联安装过冷器、换热器、阀门、止回阀及动力阀A，另一端与箱内供气管网的进气口相连接，在阀门及止回阀之间设置第四压力传感器，在止回阀及动力阀A之间设置第五压力传感器；所述控制装置由CPU、第一接触器、第二接触器组成，所述CPU的输入端P

上述确保珠光砂稳定供气的空分冷箱系统，其特征在于，增设辅供气系统，所述辅供气系统由氮气罐、供气管道B及安装于其上的减压阀及动力阀B组成；供气管道B的一端连接氮气罐，然后依次串联安装减压阀及动力阀B，另一端连接于供气管道A上止回阀与第五压力传感器之间；所述CPU的输出端P

上述确保珠光砂稳定供气的空分冷箱系统，其特征在于，增设第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器及第三压力传感器；所述第一温度传感器及第一压力传感器设置于箱体的底部区域，距箱体的内侧壁20-50cm；所述第二温度传感器及第二压力传感器设置于箱体的中部区域，距箱体的内侧壁20-50cm；所述第三温度传感器及第三压力传感器设置于箱体的上部区域，距箱体的内侧壁20-50cm；所述CPU的输入端P

有益效果

本实用新型与现有技术比较，具有以下优点：一是，设置箱内供气管网，由主管及辅管组成,主管自下而上垂直布设于空分冷箱箱体内侧，其上连接有多根辅管，每根辅管绕箱体的内侧壁横向布设，该箱内供气管网可以确保箱体内珠光砂均匀可靠供应污氮气，防止其与空气接触受潮膨胀，从而损坏空分设备的问题。二是，设置供气系统及辅供气系统，可以确保在设备停车时，辅供气系统开启供气，确保设备故障、维修检测时，箱体内珠光砂层稳定可靠供气。三是设置CPU、接触器及多组温度传感器和压力传感器，对箱体内压力、温度及管道压力实时监测，并控制相关阀门设备的启停及开度大小，从而确保珠光砂层稳定可靠供气。该实用新型技术方案可广泛应用于各种空分领域及有关冷箱供气领域。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是箱内供气管网辅管局部结构示意图；

图3是箱内供气管网出气机构局部结构示意图；

图4是控制系统原理图。

图中各标号分别表示为：

1、箱体，2、箱内供气管网，2-1、主管，2-2、辅管，2-3、出气机构，2-3-1、出气嘴，2-3-2、圆弧形防护罩，3、空分设备，4、第一温度传感器，5、第二温度传感器，6、第三温度传感器，7、第一压力传感器，8、第二压力传感器，9、第三压力传感器，10、污氮出口，11、进气口，12、过冷器，13、换热器，14、阀门，15、第四压力传感器，16、止回阀，17、第五压力传感器，18、动力阀A，19、供气管道A，20、氮气罐，21、减压阀，22、动力阀B，23、供气管道B，24、CPU，25、第一接触器，26、第二接触器。

具体实施方式

参看图1-4，一种确保珠光砂稳定供气的空分冷箱系统包括：空分冷箱、供气系统。空分冷箱由箱体1、箱内供气管网2、第一温度传感器4及第一压力传感器7组成；箱体1为中空长方体，其长度为10-13m、宽度为8-10m、高度为50-75m，内部安装有空分设备3。

箱内供气管网2设置于箱体1内，由主管2-1及辅管2-2组成；主管2-1管径为60-80cm，垂直设置于箱体1内，距箱体1的内侧壁20-50cm，自箱体1的底部通向顶部；辅管2-2管径为40-60cm,由多根管组成，辅管2-2中的每根管与主管2-1相并联，围绕箱体1的内侧壁绕行一周横向布设；相邻两根辅管的垂直间隔距离1.5-2.5m。每根辅管2-2的一端与主管2-1相连接，另一端封闭或设置出气机构2-3；辅管2-2上每间隔一定距离设置有出气机构2-3，出气机构2-3由出气嘴2-3-1及圆弧形防护罩2-3-2组成；出气嘴2-3-1与辅管2-2相连接；圆弧形防护罩2-3-2盖于出气嘴2-3-1的上方,并与辅管2-2固定连接，圆弧形防护罩2-3-2用于保护出气嘴2-3-1，防止其受还珠光砂的过度挤压。

供气系统的气源端接自空分设备3的污氮出口10，另一端与与箱内供气管网2的进气口11相连接，其进气口11处的气压维持在高于大气压1-3KPa。供气系统由供气管道A19、控制装置，及安装于供气管道A19上的过冷器12、换热器13、阀门14、第四压力传感器15、止回阀16、第五压力传感器17及动力阀A18组成。供气管道A19的一端与空分设备3的污氮出口10相连接，然后依次串联安装过冷器12、换热器13、阀门14、止回阀16及动力阀A18，另一端与箱内供气管网2的进气口11相连接；在阀门14及止回阀16之间设置第四压力传感器15，用于监测止回阀16之前的管道气压；在止回阀16及动力阀A18之间设置第五压力传感器17，用于监测止回阀16之后的管道气压。所述控制装置由CPU24、第一接触器25、第二接触器26组成，所述CPU24的输入端P

为了防止空分设备停车或检修时，空分冷箱内污氮供气的中断，增设辅供气系统，辅供气系统连接的供气源为氮气罐。辅供气系统由氮气罐20、供气管道B23及安装于其上的减压阀21及动力阀B22组成。供气管道B23的一端连接氮气罐20，然后依次串联安装减压阀21及动力阀B22，另一端连接于供气管道A19上止回阀16与第五压力传感器17之间。CPU24的输出端P

为了更精准地监测空箱体1内的污氮填充状况，从而确定是否需要加大或减小污氮供应量，在箱体1内设置三组温度传感器及压力传感器，设置温度传感器及压力传感器的目的：一是，为了监测冷箱内的压力，以此判断污氮是否形成了微正压；二是为了监测冷箱内的温度变化，以此判断空分设备是否存在泄露，以免冻坏箱体基座或损坏设备。三组温度传感器及压力传感器包括：第一温度传感器4、第二温度传感器5、第三温度传感器6、第一压力传感器7、第二压力传感器8及第三压力传感器9。第一温度传感器4及第一压力传感器7设置于箱体1的底部区域，距箱体1的内侧壁20-50cm；所述第二温度传感器5及第二压力传感器8设置于箱体1的中部区域，距箱体1的内侧壁20-50cm；所述第三温度传感器6及第三压力传感器9设置于箱体1的上部区域，距箱体1的内侧壁20-50cm。所述CPU24的输入端P