组合式液氮泵进口过滤及在线再生装置及使用方法与流程

1.本发明涉及低温液体供液领域，具体地，涉及一种空间环境试验领域液氮闭式循环流程用液氮泵的进口过滤及在线再生装置及工作方法。尤其涉及组合式液氮泵进口过滤及在线再生装置及使用方法。


背景技术：

2.液氮泵是实现液氮稳定供应的一种主要手段，航天器空间环境试验领域中，普遍使用液氮泵为闭式循环提供液氮循环动力。由于空间环境试验系统普遍长期工作，在频繁的液氮槽车加注液氮过程及设备预冷过程中都会引入水汽形成冰渣，系统长时间运行后有可能堵塞液氮泵进口，导致液氮泵无法正常工作，影响空间环境试验的长期稳定运行。
3.经现有技术专利文献检索发现，中国实用新型专利公开号为cn206809885u，公开了一种抗燃油过滤再生系统，属于抗燃油过滤再生技术领域，采用箱体结构的操作台，实现高效可视化监控，结构布局合理，安装方便，易于维护且外观整齐美观。包括箱体和设置于箱体内的过滤器总成、电控与仪表总成、控制阀与电机泵总成以及管道总成，所述过滤器总成、电控与仪表总成以及控制阀与电机泵总成之间通过管道总成电性连接，所述箱体包括上部的梯形箱体和下部的长方形箱体，所述梯形箱体的底部长度小于长方形箱体长度内。而本发明多组单元切换，实现过滤器再生。因此，该文献与本发明所介绍的方法是属于不同的发明构思。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种组合式液氮泵进口过滤及在线再生装置及使用方法。该装置在液氮泵口配置两组进口过滤及在线再生单元，一组工作另一组备用，通过控制器监测过滤器进、出口的压力数据判读过滤器装态，影响系统正常工作时自动切换进口过滤及在线再生单元，确保液氮泵可正常工作；停用的单元通过液氮贮槽、汽化器提供高纯氮气对过滤器进行再生，通过控制器监测出口露点数据判断再生效果，实现在线再生；该装置可有效解决液氮泵进口的冰堵问题，实现液氮泵系统的长期连续工作，大幅提升液氮泵长期运转的安全性。
5.根据本发明提供的一种组合式液氮泵进口过滤及在线再生装置，包括液氮泵组、进口过滤及再生单元以及再生气源组件，再生气源组件分别连接多个进口过滤及再生单元的进口，多个进口过滤及再生单元并联连接，多个进口过滤及再生单元的出口分别连接液氮泵组；
6.进口过滤及再生单元在过滤状态和再生状态之间进行切换；
7.当处于过滤状态时，液氮通入进口过滤及再生单元的进口，经过进口过滤及再生单元的过滤输入液氮泵组中；
8.当处于再生状态时，通过再生气源组件中的干燥氮气对进口过滤及再生单元进行再生，处理后的氮气从进口过滤及再生单元的再生排气口中排出。
9.一些实施例中，再生气源组件包括液氮贮槽、汽化器以及储气罐，液氮贮槽、汽化器以及储气罐依次连接，储气罐的出口分别连接多个进口过滤及再生单元；
10.液氮贮槽中的液氮先经过汽化器进行汽化，汽化后的氮气输入储气罐中进行稳压，稳压后的氮气对进口过滤及再生单元进行再生。
11.一些实施例中，进口过滤及再生单元包括进口过滤及再生单元a和进口过滤及再生单元b，进口过滤及再生单元a和进口过滤及再生单元b并排连接、且结构一致。
12.一些实施例中，当进口过滤及再生单元a处于过滤状态时，进口过滤及再生单元b处于等待状态，当进口过滤及再生单元a出现堵塞，进口过滤及再生单元b进行过滤工作；同时，通过再生气源组件中的干燥氮气对进口过滤及再生单元a进行再生，使再生后的进口过滤及再生单元a处于等待状态；
13.或者，当进口过滤及再生单元b过滤状态时，进口过滤及再生单元a处于等待状态，当进口过滤及再生单元b出现堵塞，进口过滤及再生单元a进行过滤工作；同时，通过再生气源组件中的干燥氮气对进口过滤及再生单元b进行再生，使再生后的进口过滤及再生单元b处于等待状态。
14.一些实施例中，进口过滤及再生单元a和进口过滤及再生单元b包括过滤出口阀、过滤器、过滤进口阀、再生排气阀以及再生进气阀，过滤出口阀连接于过滤器的出口，过滤进口阀连接于过滤器的进口，再生排气阀位于过滤出口阀和过滤器之间，再生进气阀位于过滤进口阀和过滤器之间。
15.一些实施例中，再生排气阀的出口连接露点测量装置。
16.一些实施例中，再生进气阀与储气罐的出口连接，液氮贮槽的液氮经过汽化器汽化后输入储气罐中进行稳压，稳压后的氮气通过再生进气阀进入过滤器中，氮气对过滤器进行再生处理，处理后的氮气从再生排气阀中排出，并通过露点测量装置对排出的氮气进行监测。
17.一些实施例中，进口过滤及再生单元a和进口过滤及再生单元b还包括出口压力传感器和进口压力传感器，出口压力传感器位于过滤出口阀和过滤器之间，通过出口压力传感器对过滤器的出口进行压力检测；进口压力传感器位于过滤进口阀和过滤器之间，进口压力传感器对过滤器的进口进行压力监测；根据出口压力传感器和进口压力传感器的差值对过滤器的堵塞情况进行监测。
18.一些实施例中，还包括控制器，控制器分别控制连接过滤出口阀、出口压力传感器、进口压力传感器、过滤进口阀、露点测量装置、再生排气阀以及再生进气阀。
19.本发明还提供了一种组合式液氮泵进口过滤及在线再生装置的使用方法，包括如下步骤：
20.s1：关闭进口过滤及再生单元b的过滤出口阀、过滤进口阀、再生排气阀以及再生进气阀；
21.s2：关闭进口过滤及再生单元a的再生排气阀和再生进气阀，打开进口过滤及再生单元a的过滤出口阀和过滤进口阀；
22.s3：通入液氮，启动液氮泵组，控制器监测进口过滤及再生单元a上的出口压力传感器和进口压力传感器的数据，判读过滤器的状态；
23.s4：控制器判读进口过滤及再生单元a上的过滤器堵塞时，打开进口过滤及再生单
元b的过滤出口阀和过滤进口阀，关闭进口过滤及再生单元a的过滤出口阀和过滤进口阀，控制器监测进口过滤及再生单元b的出口压力传感器和进口压力传感器的数据，进口过滤及再生单元b进入使用状态；
24.s5：打开进口过滤及再生单元a的再生排气阀和再生进气阀；
25.s6：液氮贮槽输出液氮，经汽化器汽化、储气罐稳压后，送入进口过滤及再生单元a的再生排气阀和再生进气阀，进行过滤器再生；
26.s7：控制器监测露点测量装置的测量数据，对再生效果进行判读，达到再生效果后，关闭进口过滤及再生单元a的再生排气阀和再生进气阀，液氮贮槽停止输出并泄压，进口过滤及再生单元a进入等待使用状态。
27.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
28.1、本发明配置多组进口过滤及再生单元，具备在线切换功能，配置控制器通过参数判读实现自动在线切换，可有效解决液氮泵进口的冰堵问题，确保液氮泵系统的长期稳定工作；
29.2、本发明配置液氮贮槽、汽化器等通过高纯氮气实现过滤器的在线再生，通过露点测量装置可有效判读再生效果，可确保装置的长期稳定过滤效果，彻底解决冰堵对系统长期运行的影响问题；
30.3、本发明结构合理，易于推广。
附图说明
31.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
32.图1为本发明的结构示意图；
33.图2为本发明进口过滤及再生单元的具体结构示意图。
34.图中标号：
35.具体实施方式
36.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明
的保护范围。
37.实施例1
38.本发明提供的一种组合式液氮泵进口过滤及在线再生装置，包括控制器、液氮泵组1、进口过滤及再生单元200、液氮贮槽4、汽化器5以及储气罐6；液氮贮槽4、汽化器5以及储气罐6依次连接，储气罐6的出口分别连接多个进口过滤及再生单元200，多个进口过滤及再生单元200并联连接，多个进口过滤及再生单元200的出口分别连接液氮泵组1；控制器控制连接液氮泵组1、进口过滤及再生单元200、液氮贮槽4、汽化器5以及储气罐6。
39.进口过滤及再生单元200在过滤状态和再生状态之间进行切换；
40.当处于过滤状态时，液氮通入进口过滤及再生单元200的进口，经过进口过滤及再生单元200的过滤输入液氮泵组1中；
41.当处于再生状态时，液氮贮槽4中的液氮先经过汽化器5进行汽化，汽化后的氮气输入储气罐6中进行稳压，稳压后的氮气对进口过滤及再生单元200进行再生，处理后的氮气从进口过滤及再生单元200的再生排气口中排出。
42.其中，进口过滤及再生单元200包括进口过滤及再生单元a2和进口过滤及再生单元b3，进口过滤及再生单元a2和进口过滤及再生单元b3并排连接、且结构一致；
43.进口过滤及再生单元a2和进口过滤及再生单元b3包括过滤出口阀21、出口压力传感器22、过滤器23、进口压力传感器24、过滤进口阀25、露点测量装置26、再生排气阀27以及再生进气阀28。过滤出口阀21连接于过滤器23的出口，过滤进口阀25连接于过滤器23的进口。进口压力传感器24和再生排气阀27分为位于过滤出口阀21和过滤器23之间，进口压力传感器24和再生进气阀28分别位于过滤进口阀21和过滤器23之间。根据出口压力传感器22和进口压力传感器24的差值对过滤器23的堵塞情况进行监测。再生排气阀27的出口连接露点测量装置26，再生进气阀28与储气罐6的出口连接。
44.更为具体的，控制器分别控制连接过滤出口阀21、出口压力传感器22、进口压力传感器24、过滤进口阀25、露点测量装置26、再生排气阀27以及再生进气阀28。优选的，控制器用以根据出口压力传感器22、进口压力传感器24的测量结果监控过滤器状态，当判读过滤器23为堵塞时，由控制器控制过滤出口阀21、过滤进口阀25开关，实现进口过滤及再生单元a、进口过滤及再生单元b的切换，之后再控制再生排气阀27、再生进气阀26的开关，实现所述过滤器的再生，根据露点测量装置26的测量结果判读再生效果。
45.工作原理：
46.进口过滤及再生单元a2和/或进口过滤及再生单元b3处于过滤状态下，液氮从过滤进口阀25通入过滤器23中过滤，进口压力传感器24对过滤器23的进口进行压力监测，过滤后的液氮通过出口压力传感器22进行出口压力检测，从过滤出口阀流出进入液氮泵组1中，出口压力传感器22对过滤器23的出口进行压力监测。
47.进口过滤及再生单元a2和/或进口过滤及再生单元b3处于再生状态下，液氮贮槽4的液氮经过汽化器5汽化后输入储气罐6中进行稳压，稳压后的氮气通过再生进气阀28进入过滤器23中，氮气对过滤器23进行再生处理，处理后的氮气从再生排气阀27中排出，通过露点测量装置26对排出的氮气进行监测。
48.当进口过滤及再生单元a2处于过滤状态时，进口过滤及再生单元b3处于等待状态，当进口过滤及再生单元a2出现堵塞，进口过滤及再生单元b3进行过滤工作；同时，进口
过滤及再生单元a2处于再生状态，再生后的进口过滤及再生单元a2处于等待状态；
49.或者，当进口过滤及再生单元b3过滤状态时，进口过滤及再生单元a2处于等待状态，当进口过滤及再生单元b3出现堵塞，进口过滤及再生单元a2进行过滤工作；同时，进口过滤及再生单元b3处于再生状态，使再生后的进口过滤及再生单元b3处于等待状态。
50.实施例2
51.本发明还提供了一种组合式液氮泵进口过滤及在线再生装置的使用方法，包括如下步骤：
52.以进口过滤及再生单元a工作为例：
53.s1：关闭进口过滤及再生单元b3的过滤出口阀21、过滤进口阀25、再生排气阀27以及再生进气阀28；
54.s2：关闭进口过滤及再生单元a2的再生排气阀27和再生进气阀28，打开进口过滤及再生单元a2的过滤出口阀21和过滤进口阀25；
55.s3：通入液氮，启动液氮泵组1，控制器监测进口过滤及再生单元a2上的出口压力传感器22和进口压力传感器24的数据，判读过滤器23的状态；
56.s4：控制器判读进口过滤及再生单元a2上的过滤器23堵塞时，打开进口过滤及再生单元b3的过滤出口阀21和过滤进口阀25，关闭进口过滤及再生单元a2的过滤出口阀21和过滤进口阀25，控制器监测进口过滤及再生单元b3的出口压力传感器22和进口压力传感器24的数据，进口过滤及再生单元b3进入使用状态；
57.s5：打开进口过滤及再生单元a2的再生排气阀27和再生进气阀28；
58.s6：液氮贮槽4输出液氮，经汽化器5汽化、储气罐6稳压后，送入进口过滤及再生单元a2的再生排气阀27和再生进气阀28，进行过滤器23再生；
59.s7：控制器监测露点测量装置26的测量数据，对再生效果进行判读，达到再生效果后，关闭进口过滤及再生单元a2的再生排气阀27和再生进气阀28，液氮贮槽4停止输出并泄压，进口过滤及再生单元a2进入等待使用状态。
60.以上实施例中，本发明配置多组进口过滤及再生单元200，具备在线切换功能，配置控制器通过参数判读实现自动在线切换，可有效解决液氮泵组1进口的冰堵问题，确保液氮泵系统的长期稳定工作。配置液氮贮槽4、汽化器5等通过高纯氮气实现过滤器3的在线再生，通过露点测量装置26可有效判读再生效果，可确保装置的长期稳定过滤效果，彻底解决冰堵对系统长期运行的影响问题。
61.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
62.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。