一种新型分级储压制氮充氮储氮设备及使用方法与流程

本发明属于氮气制备、储压稳压、腔体惰性防护装备，适配节能环保气源设备生产制造，契合低碳制造、绿色制造产业发展需求。本发明依托碳分子筛变压吸附工艺产出梯度高纯惰性氮气，打破传统制氮设备仅将氮气对外供给使用的固有设计思路，创新性将自产惰性氮气引入整机密闭腔体内部循环；利用氮气低温、惰性、不氧化、不腐蚀的物理化学特性，对腔体内打气泵、电气元器件、分子筛等发热部件同步实现匀温恒温散热、隔绝空气抗氧化防腐保护；同时腔体内部搭配高分子工业橡胶软垫作为泵体支撑减震结构，结合全封闭无开孔腔体结构实现整机降噪减震、稳定运行；设备整体长期低温运行，降低整机能耗，实现节能环保、低碳降耗效果。产品覆盖小型手持野外作业、中小型可移动式、中大型工业 24 小时连续重载全工况，小型机型主体配备软体储气胶囊，整机无原生硬质储气筒，可后期选配外接扩容储气接口并配套外置储气筒拓展储气量；中小型、大型设备原生配备硬质金属储气筒并预留标准化外置扩容接口；可用于工业成套机电内腔、农业专用机电腔体、轨道交通机电密闭内腔、高铁配套机电腔体、地铁配套机电腔体、轨道交通整车配套设备内腔、陆地交通机电、二轮新能源电动车、三轮新能源电动车、四轮新能源电动车、发电机腔体、发电设备机箱、储能机柜、电脑机箱、电视柜体、冰箱、冰柜、冷链车、冷链机柜、冷链箱体、冷藏冷冻夹层防护腔体、各类家用数码电器壳体、飞机机载腔体、无人机内腔、轮船、大型舰艇舱体、新能源工程机械、车载新能源机电设备、机载自发电腔体、船载自发电腔体、机载储能电池舱、机载发热机电设备腔体、船载发热电机机电外腔、汽车轮胎充氮、食品保鲜密封腔体、ai 服务器密闭机柜、智算中心密闭机房腔体、大数据算力中心密闭舱体、超算中心集群防护内腔、算力芯片密闭腔体、芯片封装防护腔、芯片散热密闭内腔、存储芯片密闭防护腔体、新能源驱动电机腔体、室内外各类机电内腔、家电电器密闭腔体、建筑中空隔热玻璃夹层、建筑建材隔热密闭内腔、农业覆膜密闭空间、储能电池防护舱、多层复合腔中腔、精密机械密封内腔充氮，全品类惰性防护场景；可对各类算力芯片、存储芯片、机载、船载、轨道交通、二轮 / 三轮 / 四轮、新能源电动车、工程机械发热，电机、机电、自发电系统、储能电池腔体持续匀温降温，抑制芯片高温降频、设备高温老化锈蚀；小型手持便携式、中小型可移动式机型均可配套通用固定支架，采用外挂式、侧挂式、斜置悬挂式、外置直装式装配，既适配货车、农机、二轮 / 三轮/ 四轮、新能源电动车各类陆路机动车随车移动作业，也可固定安装在设备机架、工作台、电脑机箱、电视柜体、冰箱及各类家用数码电器表面；大型工业固定式机型不配置悬挂安装支架。

背景技术：

1、现有市面上流通的制氮充氮设备存在多重固有缺陷：行业仅将氮气作为外部供气介质，未利用氮气低温惰性特性实现主机内部自冷却、自防腐；普遍采用开孔外冷壳体，高温泵体长期接触空气氧化锈蚀、线路老化，整机功耗高、寿命短；传统对流散热带入粉尘水汽，易造成管路、电路板故障；泵体刚性安装震动大、噪音高，缺少一体化减震降噪密闭腔体结构。

2、现有设备泵组、过滤、储气结构固定不可调配，小型设备无原生硬质储气筒，缺少可后期加装外接扩容接口与外置储气筒拓展方案；无分级储压、分层可调过滤方案；缺少单泵抽真空 + 充氮一体化结构，增压模块无法后期加装；无断电缓存、停机自锁、滤芯预警安全体系；整机规格单一，无法适配 ai 算力芯片、二轮 / 三轮 / 四轮新能源车舱、飞行器、船舶、高铁地铁差异化腔体。

3、传统设备无分机型专用悬挂支架，不能适配二轮 / 三轮 / 四轮、新能源电动车车载安装；仅能简单充氮隔绝空气，无法同步为 ai 服务器、智算中心、算力芯片、超算机房、飞机、无人机、轮船、舰艇、高铁、地铁、二轮 / 三轮 / 四轮、新能源电动车、新能源工程机械高温机电、储能舱提供氮气循环恒温一体化降温防护，海陆陆路算力新能源车全域适配缺口巨大。

4、综上现有设备缺少自产氮气内腔循环散热、整机抗氧化一体化核心架构，缺少小型机型储气扩容方案、分规格悬挂支架、算力芯片、新能源车舱专用降温适配方案，场景覆盖狭窄，节能、安装灵活性不足。

技术实现思路

1、一、发明目的

2、针对现有制氮设备仅对外供气、无内腔氮气自冷却架构、壳体开孔易氧化、泵体震动噪音大、规格过滤储气不可调、小型机型无原生硬质储气筒、无法选配外接接口搭配外置储气筒扩容、无一体化抽真空检漏、无分机型悬挂安装结构、无法适配 ai 服务器、智算中心、大数据算力中心、算力 / 存储芯片、超算中心、飞机、无人机、轮船舰艇、高铁地铁、二轮/ 三轮 / 四轮、新能源电动车、新能源工程机械高温腔体同步充氮降温等缺陷，本发明提供一种新型分级储压制氮充氮储氮设备。

3、本发明首创整机密闭腔体自产惰性氮气闭环匀温散热 + 全机抗氧化一体化架构，集成负压检漏、分段充氮、闭环氮气复用全套功能；整机外形、分子筛装填、过滤、储气、散热均可按算力芯片、海陆陆路新能源车、工业、航空、船舶、轨道交通、家电冷链场景缩放定制；小型手持机型内置软体储气胶囊，无原生硬质储气筒，支持后期选配外接接口搭配外置储气筒扩容；中小型、大型机型内置硬质储气筒并预留原生扩容接口；利用自产低温惰性氮气同时实现泵体匀温散热、隔绝氧气防腐、延缓芯片与塑胶线路老化；搭配橡胶软垫柔性减震、全腔体隔音降噪；分机型配置软体 / 硬质分级储气、可后期加装增压泵、双路分层可拆卸过滤、单泵双向换向抽真空充氮；小型、中型机型分别配套小型、中型支架，支持外挂、侧挂、斜置、直装多形式装配，适配二轮 / 三轮 / 四轮、新能源电动车随车固定；整机适配ai 服务器、智算、大数据、超算及内部算力存储芯片、海陆空高铁地铁、二轮 / 三轮 / 四轮、新能源车、新能源工程机械、冷链家电全品类发热密闭腔体，同步完成整机与芯片充氮恒温降温，解决算力芯片高负载降频、新能源车舱长期高温锈蚀老化痛点，低碳节能、全域通用。

4、二、核心分层技术方案

5、第一层：全机型统一密闭腔体氮气自冷却减震降噪基础架构

6、整机全部机型采用无开孔密闭腔体收纳泵、电控、分子筛；内部自产氮气 360° 包裹发热部件匀温散热，隔绝氧气杜绝高温氧化；泵底高分子橡胶软垫柔性减震，封闭腔体阻隔噪音；内腔循环散热为全机型标配一级散热。

7、第二层：全系列统一动力系统选配逻辑

8、打气泵为全机型标配基础产气单元，仅单独运行打气泵即可完成常规抽真空、充氮作业；增压泵预留标准化加装工位，支持单泵、泵 + 增压双模式；换向阀切换正反运转，一套泵实现抽真空、充氮，无需单独真空泵。

9、第三层：密闭惰性腔体配套后置外置风冷串联气路

10、气流路径：制氮→内腔匀温散热→双路过滤→（中小型可选 / 大型标配风冷）→储气→回流复用；小型无外置风冷，中小型、大型风冷后置不破坏腔体密闭；内腔氮气完成一级降温，风冷二次深度控温。

11、第四层：分机型泵、过滤、储气、散热、支架、适配场景布局

12、小型手持便携式机型

13、无油泵，双路两级过滤；仅软体储气胶囊、无原生硬质储气筒，可外接储气筒扩容；无外置风冷，锂电供电；配小型悬挂支架，可安装于小型 ai 单机柜、算力芯片样品舱、二轮/ 三轮 / 四轮、新能源车检修点位、电脑电视冰箱外壁；适配户外便携、小型芯片腔体、新能源车小型机电舱防护。

14、中小型可移动式机型

15、无油 / 有油泵可选，三层 / 四层可调过滤；内置硬质储气筒 + 软体胶囊，原生扩容接口，选配风冷；锂电 / 市电双供电；中型支架适配货车、农机、二轮 / 三轮 / 四轮新能源电动车车载；适配中小型 ai 机柜、柜内算力 / 存储芯片、高铁地铁小型舱、轮船机电舱、冷链箱体、新能源车储能发热腔体，可对芯片持续控温防降频。

16、中大型工业固定式机型

17、大功率螺杆泵，四五层高精度过滤；大容量金属储气筒，标配风冷，工业 380v 供电，远程算力 / 新能源车产线监测；无悬挂支架；适配智算 / 超算芯片集群机房、高铁整车舱、大型舰艇舱、飞机制造腔体、二轮 / 三轮 / 四轮、新能源车整车生产线大功率储能机电，规模化氮气降温防护。

18、第五层：全域适配场景清单

19、算力类：ai 服务器、智算中心、大数据算力机房、超算集群、算力芯片、存储芯片封装散热腔；

20、陆路交通：高铁、地铁、货车、农机、二轮新能源电动车、三轮新能源电动车、四轮新能源工程机械整车及车载储能 / 电机舱；

21、海陆载体：飞机、无人机、轮船、大型舰艇；

22、民用工业：冷链、家电、电脑、储能、机电、农业覆膜、建筑夹层；

23、全部发热芯片、电机、自发电、储能腔体均可氮气恒温防腐降温。

24、配套使用方法

25、s1 按腔体、流量、粉尘、时长选型，小型机型可配外接储气筒；小型、中型选配支架适配二轮 / 三轮 / 四轮、新能源车车载；大型算力、新能源车产线无需支架；

26、s2 多层芯片机房、新能源车产线腔体分段管路对接、分段检漏；

27、s3 按需单泵或增压联动，反向置换芯片、车舱空气；

28、s4 分段负压检测算力机柜、二轮 / 三轮 / 四轮、新能源车发热腔体漏点；

29、s5 正向制氮，内腔氮气循环散热，中小型经风冷二次降温，小型可外接储气筒；芯片、车舱回流氮气过滤复用；

30、s6 实时监测压力温度，算力机房、新能源车产线远程查看，断电缓存稳压；

31、s7 停机自动锁气，滤芯异常自动停机保护设备。

32、有益效果

33、首创整机内腔自产氮气循环一体散热防腐结构，同步冷却泵、算力芯片、新能源车发热部件，大幅降低高温氧化老化；

34、两级风冷不破坏腔体惰性，小型可外接储气筒扩容，中大机型原生扩容接口，过滤分层可调，适配芯片、新能源车多粉尘工况；

35、单泵两用，增压可后装，降低配套设备成本；

36、小型、中型支架支持二轮 / 三轮 / 四轮、新能源电动车车载外挂、侧挂安装，安装场景更广；

37、全域覆盖算力芯片、ai 机房、海陆空、高铁地铁、二轮 / 三轮 / 四轮、新能源车、新能源工程机械、冷链家电，专门针对芯片高温降频、新能源车舱过热锈蚀设计氮气恒温方案，填补行业空白；

38、多重安全联动，减震降噪、分段检漏、断电保压，长期稳定连续运行。