一种氩气自动回收工艺装置的制作方法

1.本发明涉及气体回收领域。更具体地说，本发明涉及一种氩气自动回收工艺装置。


背景技术：

2.氩气是一种惰性气体，沸点和熔点分别为-185.7℃和-189.2℃，由于氩气化学性质稳定，广泛应用于照明灯具和电弧焊接的保护气体领域，具有较高的经济价值，工业上，目前一般采用蒸馏的工艺方法从空气中提炼出氩气，并将其冷凝成液态氩储存在罐体内，这种工艺方法的生产成本也较高。
3.在罐体储存过程中，会有一部分液氩挥发成氩气，为防止储存罐内过压，在储存罐的顶部通常装置有自动放空阀，即当罐内挥发的氩气压力超过设定阈值时，自动放空阀自动打开，将储存罐内的挥发氩气放空一部分，使罐内气压恢复至阈值范围内，同时为了提高储存罐安全系数，在储存罐上还装有呼吸阀，其功能为当自动放空阀失效后，呼吸阀自动打开，将超压氩气排出。可以看出，上述工艺中，为防止液氩储存罐内过压，通常的方法是直接将挥发的氩气直接向外排出，造成了氩气的大量浪费；有鉴于此，实有必要开发一种氩气自动回收工艺装置解决上述问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种氩气自动回收工艺装置，其结构简单，便于零部件的组装，能够实现自动、安全、高效的氩气回收，避免氩放空浪费，节省人工成本。
5.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种氩气自动回收工艺装置，包括：液氩储罐；液氮储罐；以及氩气回收组件；其分别与所述液氩储罐及所述液氮储罐相连通；其中，所述氩气回收组件包括：氩气换热器，其与所述液氩储罐相连通；氩冷凝器，其分别与所述氩气换热器及所述液氮储罐相连通；液氩计量装置，其与所述氩冷凝器相连通；以及液氩泵，其分别与所述液氩计量装置、液氩储罐及所述氩冷凝器相连通。
6.优选的是，所述液氩储罐设有第一压力变送器，所述第一压力变送器用于监测所述液氩储罐内部的压力值；所述液氩储罐与所述氩气换热器之间设有第一自动阀。
7.优选的是，所述氩冷凝器的内部分别设有氮换热通道及氩换热通道。
8.优选的是，所述氩冷凝器的表面分别设有液氮进口、第一氮气出口、第一氩气进口及第一液氩出口；所述氩气换热器的表面分别设有氮气进口、第二氮气出口、第二氩气进口及氩气出口；其中，所述液氮进口、所述第一氮气出口分别与所述氮换热通道相连通，第一氩气进口及第一液氩出口分别与所述氩换热通道相连通，所述液氮进口与所述液氮储罐相连通，所
述第一氮气出口与所述氮气进口相连通，所述第一氩气进口与所述氩气出口相连通，所述第一液氩出口与所述液氩计量装置相连通，所述第二氩气进口与所述液氩储罐相连通。
9.优选的是，所述液氩计量装置的表面设有第一液氩进口、第二液氩进口及第二液氩出口；所述液氩泵设有第三液氩进口、液氩泵气相出口及第三液氩出口；其中，所述第一液氩进口与所述第一液氩出口相连通，所述第二液氩出口与所述第三液氩进口相连通，所述液氩泵气相出口与所述第一氩气进口相连通，所述第三液氩出口分别与所述第二液氩进口及所述液氩储罐相连通。
10.优选的是，所述氩冷凝器的表面设有第一液位计，以检测所述氩冷凝器内部液氮的液位；所述液氮进口的位置设有第二自动阀，以控制液氮进入所述氩冷凝器的进入量；所述第一氮气出口的位置设有第二压力变送器，以监测所述氩冷凝器内部的压力；所述第一氮气出口的位置还设有第三自动阀，以控制氮气的排放量及压力。
11.优选的是，所述液氩计量装置的表面设有第三压力变送器，所述第三压力变送器监测所述液氩计量装置内部的压力值；所述液氩计量装置的表面还设有第二液位计，所述第二液位计监测所述液氩计量装置内部液氩的液位。
12.优选的是，所述液氩泵的出口处设有温度测量装置，所述温度测量装可检测所述液氩泵出口处液氩的温度。
13.优选的是，所述液氩泵与所述液氩计量装置之间设有第四自动阀；所述液氩泵与所述液氩储罐之间设有第五自动阀。
14.优选的是，还包括：控制装置，所述控制装置分别与第一压力变送器、第一自动阀、第一液位计、第二自动阀、第二压力变送器、第三自动阀、第三压力变送器、第二液位计、温度测量装置、第四自动阀、第五自动阀电连接或无线连接。
15.本发明至少包括以下有益效果：本发明提供了一种氩气自动回收工艺装置，其结构简单，便于零部件的组装，能够实现自动、安全、高效的氩气回收，避免氩放空浪费，节省人工成本。
16.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
17.图1为本发明的一个实施方式中的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
19.在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
20.在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底
部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。
21.涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接的关系，除非以其他方式明确地说明。
22.根据本发明一实施方式，结合图1，本发明提供了一种氩气自动回收工艺装置，其包括：液氩储罐11；液氮储罐13；以及氩气回收组件12；其分别与所述液氩储罐11及所述液氮储罐13相连通；其中，所述氩气回收组件12包括：氩气换热器121，其与所述液氩储罐11相连通；氩冷凝器122，其分别与所述氩气换热器121及所述液氮储罐13相连通；液氩计量装置123，其与所述氩冷凝器122相连通；以及液氩泵124，其分别与所述液氩计量装置123、液氩储罐11及所述氩冷凝器122相连通。
23.进一步，所述氩气自动回收工艺装置还包括控制装置14。
24.进一步，所述液氩储罐11设有第一压力变送器111，所述第一压力变送器111用于监测所述液氩储罐11内部的压力值；所述液氩储罐11与所述氩气换热器121之间设有第一自动阀112。
25.所述第一压力变送器111及所述第一自动阀112分别与所述控制装置14电连接或无线连接。
26.在本发明一实施例中，所述第一压力变送器111监测到所述液氩储罐11内部的压力达到10kpa时，将信号传递到所述控制装置14，所述控制装置14控制所述第一自动阀112打开，所述液氩储罐11内部的氩气被排出。
27.进一步，所述氩冷凝器122的内部分别设有氮换热通道1221及氩换热通道1222。
28.所述氩冷凝器122的表面分别设有液氮进口1226、第一氮气出口1227、第一氩气进口1228及第一液氩出口1229；所述氩气换热器121的表面分别设有氮气进口1211、第二氮气出口1212、第二氩气进口1213及氩气出口1214；其中，所述液氮进口1226、所述第一氮气出口1227分别与所述氮换热通道1221相连通，第一氩气进口1228及第一液氩出口1229分别与所述氩换热通道1222相连通，所述液氮进口1226与所述液氮储罐13相连通，所述第一氮气出口1227与所述氮气进口1211相连通，所述第一氩气进口1228与所述氩气出口1214相连通，所述第一液氩出口1228与所述液氩计量装置123相连通，所述第二氩气进口1213与所述液氩储罐11相连通。
29.进一步，所述氩冷凝器122的表面设有第一液位计1223，以检测所述氩冷凝器122内部液氮的液位；所述液氮进口1226的位置设有第二自动阀131，以控制液氮进入所述氩冷凝器122的进入量；所述第一氮气出口1227的位置设有第二压力变送器1224，以监测所述氩冷凝器122内部的压力；所述第一氮气出口1227的位置还设有第三自动阀1225，以控制氮气的排放量及压力。
30.所述控制装置14分别与第一液位计1223、第二自动阀131、第二压力变送器1224、第三自动阀1225、第三压力变送器1231电连接或无线连接。
31.在本发明一实施例中，所述第一液位计1233监测到所述氮换热通道1221内液氮的液位超过设定值时，将信号传递给所述控制装置14，所述控制装置14调节所述第二自动阀131，以控制液氮的进入量，从而调节所述氮换热通道1221内液氮的液位；所述第二压力变送器1224监测到所述氮换热通道1221内部的压力达到设定值时，将信号传递到所述控制装置14，所述控制装置14控制所述第三自动阀1225打开，所述氮换热通道1221内部的氮气被排出，防止温度降低后导致液氩凝固。
32.在本发明优选的实施方式中，所述氮换热通道1221内液氮的液位控制在40~60%之间。
33.可以理解的是，所述液氮储罐13中的液氮通过所述液氮进口1226进入所述氮换热通道1221内，为所述氩冷凝器122提供冷量，同时所述氮换热通道1227通过第三自动阀1225将节流的氮气通过所述氮气进口1211进入所述氩气换热器121内，所述液氩储罐11排出的氩气通过所述第二氩气进口1213进入所述氩气换热器121内，所述液氩储罐11排出的氩气被节流后的氮气冷却到饱和状态后通过所述氩气出口1214及所述第一氩气进口1228排出所述氩气换热器，进入所述氩换热通道1222内，氮气通过所述第二氮气出口1212排入空气中；饱和状态的氩气进入所述氩换热通道1222内后，吸收所述氮换热通道1221内液氮的冷量，冷凝至液氩，通过所述第一液氩出口1228排入所述液氩计量装置123内。
34.进一步，所述液氩计量装置123的表面设有第一液氩进口1233、第二液氩进口1234及第二液氩出口1235；所述液氩泵124设有第三液氩进口1244、液氩泵气相出口1245及第三液氩出口1246；其中，所述第一液氩进口1233与所述第一液氩出口1229相连通，所述第二液氩出口1235与所述第三液氩进口1244相连通，所述液氩泵气相出口1245与所述第一氩气进口1228相连通，所述第三液氩出口1246分别与所述第二液氩进口1234及所述液氩储罐11相连通。
35.可以理解的是，所述氩冷凝器122排出的液氩经所述第一液氩进口1233进入所述液氩计量装置123内，在经所述第二液氩出口1235及第三液氩进口1244进入所述液氩泵124，其中，液氩气化的氩气经所述液氩泵气相出口1245及所述第一氩气进口1228再次进入所述氩冷凝器122冷凝，液氩根据所述液氩计量装置123中液氩的液位数值从而选择排入所述液氩计量装置12内或所述液氩储罐内。
36.进一步，所述液氩计量装置123的表面设有第三压力变送器1231，所述第三压力变送器1231监测所述液氩计量装置123内部的压力值；所述液氩计量装置123的表面还设有第二液位计1232，所述第二液位计1232监测所述液氩计量装置123内部液氩的液位。
37.所述液氩泵124的出口处设有温度测量装置1241，所述温度测量装置1241可检测所述液氩泵124出口处液氩的温度。
38.所述液氩泵124与所述液氩计量装置123之间设有第四自动阀1243；所述液氩泵124与所述液氩储罐11之间设有第五自动阀1242。
39.所述控制装置14分别与第三压力变送器1231、第二液位计1232、温度测量装置
1241、第四自动阀1243、第五自动阀1242电连接或无线连接。
40.在本发明一实施例中，当所述第二液位计1232检测所述液氩计量装置123中液氩的液位升至80%时，所述第二液位计1232将信号传递到所述控制装置14，所述控制装置14控制第四自动阀1243关闭，所述第五自动阀1242开启，同时所述液氩泵124自动开大至设定频率，液氩被排入所述液氩储罐11内，当所述第二液位计1232检测所述液氩计量装置123中液氩的液位低至30%时，所述第二液位计1232将信号传递到所述控制装置14，所述控制装置14控制第四自动阀1243开启，所述第五自动阀1242关闭，同时所述液氩泵124低速状态运行，液氩被排入所述液氩计量装置123内，防止所述液氩泵124及进出口管路复热升温后无法快速开启。
41.所述温度测量装置1241检测到温度高于设定值时，将信号传递到所述控制装置14，所述控制装置14控制第四自动阀1243开启至最大，所述第五自动阀1242关闭，同时所述液氩泵124自动开大至设定频率，液氩被排入所述液氩计量装置123内，所述温度测量装置1241检测到温度降低至设定值时，将信号传递到所述控制装置14，所述控制装置14控制第四自动阀1243恢复至常态，所述第五自动阀1242开启，液氩被排入所述液氩储罐11内。
42.在本发明一优选的实施方式中，所述氩气回收组件12不需要放置的高处，可以放置在和所述液氩储罐11同一水平高度处，减少设备投资。
43.所述氩气回收组件12安装在一冷箱内，所述冷箱内部用珠光砂保温，减少设备冷损。
44.本发明所述的氩气自动回收工艺装置的工作流程为：所述第一压力变送器111监测到所述液氩储罐11内部的压力达到10kpa时，将信号传递到所述控制装置14，所述控制装置14控制所述第一自动阀112打开，所述液氩储罐11内部的氩气被排出，进入所述氩气换热器121内降至降至饱和温度后进入所述氩冷凝器122内的所述氩换热通道1222，所述液氮储罐13中的液氮进入所述氮换热通道1221内，为所述氩冷凝器122提供冷量，氩气被液化为液氩；同时，所述氩冷凝器122的表面设有第一液位计1223，所述液氮进口1226的位置设有第二自动阀131，由控制装置14控制，所述氮换热通道1221内的液氮保持液氮液位控制在40~60%之间，液氮受热气化后变成氮气经第三自动阀1225节流后进一步降低温度进入氩气换热器，复热后排放大气；所述氩冷凝器122内的液氩自动进入所述液氩计量装置123内，所述液氩计量装置123的表面设有第三压力变送器1231及第二液位计1232，所述第二液位计1232检测所述液氩计量装置123中液氩的液位升至80%时，所述第二液位计1232将信号传递到所述控制装置14，所述控制装置14控制第四自动阀1243关闭，所述第五自动阀1242开启，同时所述液氩泵124自动开大至设定频率，液氩被排入所述液氩储罐11内，所述第二液位计1232检测所述液氩计量装置123中液氩的液位低至30%时，所述第二液位计1232将信号传递到所述控制装置14，所述控制装置14控制第四自动阀1243开启，所述第五自动阀1242关闭，同时所述液氩泵124低速状态运行，液氩被排入所述液氩计量装置123内，防止所述液氩泵124及进出口管路复热升温后无法快速开启。
45.综上所述，本发明提供了一种氩气自动回收工艺装置，其结构简单，便于零部件的组装，能够实现自动、安全、高效的氩气回收，避免氩放空浪费，节省人工成本。
46.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、
修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
47.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。