高壓氮氣污染報警裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提出一種高壓氮氣污染報警裝置，包括節流閥、微致冷器、流量開關、聲光報警器和高壓電磁閥。報警裝置通過高壓導管與用氣設備的供氣管路并聯。高壓氮氣經過節流閥至微致冷器節流制冷，形成液氮，隨后氣化，經流量開關排空，此時流量開關的常開觸點閉合，無報警信號輸出。如果高壓氮氣被有害雜質氣體或顆粒污染，則微致冷器中的毛細管很快就會形成冰堵，堵塞氣路，流量開關常開觸點不能閉合，進而觸發聲光報警器發出污染報警，同時發出控制信號，關斷高壓電磁閥，切斷用氣設備的供氣氣路。本發明能有效防止被污染的氣體進入用氣設備，減少了生產損失，同時節約了儀器購置費用，提高了經濟效益。
【專利說明】
高壓氮氣污染報警裝置
技術領域
[0001]本發明屬于高壓氮氣監測領域，特別涉及一種高壓氮氣污染報警裝置。
【背景技術】
[0002]在很多生產或試驗系統中，對高壓氮氣中的雜質氣體或顆粒有嚴格的要求，而由于條件所限，大多數用戶無法安裝使用較為昂貴(每套十幾萬元以上)的高壓氮氣純度和潔凈度檢測儀器。此時如果輸入的高壓氮氣受到污染或有害雜質氣體(如水蒸氣、二氧化碳、乙炔等)超標，導致用氣設備或試驗系統故障，輕則造成停產，嚴重時將嚴重損壞生產或試驗系統，造成較大的經濟損失。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種價廉、有效、在線的氮氣污染檢測報警裝置。
[0004]解決上述技術問題本發明采用的技術方案是:
[0005]—種高壓氮氣污染報警裝置，包括節流閥、微致冷器、流量開關、聲光報警器，高壓氮氣經過節流閥進入微致冷器，微致冷器的出氣口連接流量開關，流量開關與聲光報警器電氣連接；
[0006]所述高壓氮氣污染報警裝置與用氣設備的供氣管路并聯，通入高壓氮氣后，若流量開關有氣體流過，聲光報警器不報警;若流量開關無氣體流過，聲光報警器報警。
[0007]進一步的，所述微致冷器包括氮氣輸入口、接口裝置、出氣口、帶毛細管的熱交換器、杜瓦瓶、微孔；
[0008]所述接口裝置密封在杜瓦瓶上，接口裝置上面設置氮氣輸入口、側面設置出氣口；所述杜瓦瓶內部設置熱交換器，熱交換器固定在接口裝置下面，熱交換器中的毛細管上端與氮氣輸入口連通、下端為微孔。
[0009]進一步的，所述用氣設備的供氣管路上安裝高壓電磁閥。
[0010]進一步的，所述的流量開關為常開觸點，開關設定流量值為2.0SCFH。
[0011 ]本發明的有益效果是:在高壓氮氣純度和潔凈度要求較高，又沒有相關的檢測儀器的條件下，使用較為廉價的氮氣污染檢測報警裝置即可監測高壓氮氣純度和潔凈度是否滿足使用要求。一旦純凈氮氣受到污染，系統就會發出污染報警，同時發出控制信號，關斷高壓電磁閥，切斷用氣設備的供氣氣路，防止被污染的氣體進入用氣設備，減少了生產損失，同時節約了儀器購置費用，提高了經濟效益。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明高壓氮氣污染報警裝置的結構示意圖；
[0013]圖2是本發明中J-T微致冷器結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]本發明中高壓氮氣是指高壓范圍為15MPa?23MPa的氮氣。
[0015]如圖1所示，本發明高壓氮氣污染報警裝置主要包括節流閥1、J_T微致冷器2、流量開關3、聲光報警器4和高壓電磁閥5。所述的報警裝置通過高壓導管與用氣設備6的供氣管路并聯;高壓氮氣經過節流閥I進入J-T微致冷器2，J-T微致冷器2的出氣口連接流量開關3，流量開關3與聲光報警器4電氣連接;所述高壓電磁閥5安裝在用氣設備6的供氣管路上，高壓電磁閥5與聲光報警器4電氣連接。
[0016]所述的節流閥I用于調節進入報警裝置氣路的氮氣流量。純凈高壓氮氣經過節流閥I進入J-T微致冷器2，純凈高壓氮氣在J-T微致冷器2中節流制冷，形成液氮，隨后氣化，從出氣口輸出至流量開關3排空，此時流量開關3常開觸點閉合，聲光報警器4不報警。如果高壓氮氣中有害雜質氣體超標(如氮氣中水蒸氣達到18ppm)或受顆粒污染(如氮氣中含有直徑Φ >20μπι的顆粒)時，則J-T微致冷器2堵塞，不能正常工作，流量開關3無氣體流過，流量開關3常開觸點不能閉合，進而觸發聲光報警器4發出污染報警，同時發出控制信號，關斷高壓電磁閥5，切斷用氣設備6的供氣氣路。所述高壓電磁閥5用于控制用氣設備供氣管路的通斷。
[0017]所述的J-T微致冷器2為Joule-Thomson微致冷器，包括氮氣輸入口 21、接口裝置22、出氣口 23、帶毛細管25的熱交換器24、杜瓦瓶26、微孔27，所述接口裝置22密封在杜瓦瓶26上，接口裝置22上面設置氮氣輸入口 21、側面設置出氣口 23 ；所述杜瓦瓶26絕熱，內部設置熱交換器24，熱交換器24固定在接口裝置22下面，熱交換器24中的毛細管25上端與氮氣輸入口 21連通、下端為微孔27 ο工作時，純凈高壓氮氣從氮氣輸入口 21進入熱交換器24中的毛細管25中，被節流，通過終端的微孔27(微孔內徑Φ0.1mm)排出，并迅速膨脹，吸熱、制冷，在杜瓦瓶26內形成液氮，隨后氣化，從出氣口 23輸出，此時流量開關3常開觸點閉合，報警裝置不報警。當高壓氮氣中有害雜質氣體超標(如氮氣中水蒸氣達到ISppm)或受顆粒污染(如氮氣中含有直徑Φ>20μπι的顆粒)時，則J-T微致冷器2的毛細管的微孔即刻被堵塞，即出現“冰堵”現象，此時出氣□ 23無氣體輸出，流量開關3無氣體流過，流量開關3常開觸點不能閉合，進而觸發聲光報警器4發出污染報警，同時發出控制信號，關斷高壓電磁閥5，切斷用氣設備6的供氣氣路。J-T微致冷器2與同類其它致冷器相比，具有耗氣流量小(約10L/min)、啟動時間短(小于60S)等特點。
[0018]所述的流量開關3為小流量氣體流量開關，可以檢測流經氣路中氮氣的流量，流量開關為常開觸點，開關設定流量值(動作點)為2.0SCFH(即0.94NL/min)，即當流量>
2.，流量開關3為觸點閉合，當流量彡2.0SCFH時，流量開關3為觸點不閉合。一般的氣體流量開關動作點都比較大(設定流量值遠大于2.0SCFH)，而液體流量開關的動作有延遲現象。為保證所述的氮氣污染報警裝置工作的可靠性，不能選用液體或動作點較大的氣體流量開關。
[0019]在沒有昂貴的氮氣純度和潔凈度檢測儀器的條件下，增加了上述氮氣污染報警裝置，一旦系統中的氮氣受到污染或雜質氣體超標，本裝置立即報警，同時發出控制信號，關斷高壓電磁閥，切斷用氣設備的供氣氣路，待操作人員進一步處置，避免對生產和試驗系統造成損壞。
[0020]上面結合附圖對本發明的一種實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，不脫離本發明構思作出的各種變化，仍落在本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種高壓氮氣污染報警裝置，其特征在于，包括節流閥(I)、微致冷器(2)、流量開關(3)、聲光報警器(4)，高壓氮氣經過節流閥(I)進入微致冷器(2)，微致冷器(2)的出氣口連接流量開關(3)，流量開關(3)與聲光報警器(4)電氣連接；所述高壓氮氣污染報警裝置與用氣設備(6)的供氣管路并聯，通入高壓氮氣后，若流量開關(3)有氣體流過，聲光報警器(4)不報警;若流量開關(3)無氣體流過，聲光報警器(4)報塾目ο2.如權利要求1所述的高壓氮氣污染報警裝置，其特征在于，所述微致冷器(2)包括氮氣輸入口(21)、接口裝置(22)、出氣口(23)、帶毛細管(25)的熱交換器(24)、杜瓦瓶(26)、微孔(27); 所述接口裝置(22)密封在杜瓦瓶(26)上，接口裝置(22)上面設置氮氣輸入口(21)、側面設置出氣口(23);所述杜瓦瓶(26)內部設置熱交換器(24)，熱交換器(24)固定在接口裝置(22)下面，熱交換器(24)中的毛細管(25)上端與氮氣輸入口(21)連通、下端為微孔(27)。3.如權利要求1或2所述的高壓氮氣污染報警裝置，其特征在于，所述用氣設備的供氣管路上安裝高壓電磁閥(5)。4.如權利要求1或2所述的高壓氮氣污染報警裝置，其特征在于，所述的流量開關(3)為常開觸點，開關設定流量值為2.0SCHL
【文檔編號】G01N33/00GK106018695SQ201610451229
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】甘長海, 張勛, 王兵, 孫永生, 高俊偉, 房方, 戴曉波, 陳冉
【申請人】中國人民解放軍95989部隊