[實用新型]一種高純氪氣和高純氙氣的充裝系統

有效

• 申請號: 201120349840.0
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN202252823U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 曹月叢;陳志誠;俞建;嚴壽鵬
• 申請（專利權）人: 上海啟元空分技術發展股份有限公司
• 主分類號: F17C5/00
• 分類號: F17C5/00;F17C13/00;F17D1/04;F17D3/01
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本實用新型涉及一種氣體充裝裝置，尤其涉及一種高純度、少流量的高純氪氣和高純氙氣的充裝系統。

背景技術

氪氣、氙氣，不僅作為保護氣體廣泛應用于焊接、航天技術、以及核能等各個重大工業領域中。而且在日常生活領域，其還廣泛地應用于電子工業、電光源工業、氣體激光器和等離子流中，如氪氣、氙氣可作為燈泡填充氣體，有效提高燈泡的發光率、使用壽命以及穩定性；在醫療衛生領域，氪氣可用于測量腦血流量，氙氣還可作為一種沒有副作用的深度麻醉劑、X光攝影的造影劑。并且隨著工業科技不斷發展，氪氣、氙氣發揮著越來越重要的作用。這些稀有氣體具有的一些獨特特性使氪、氙廣泛地應用在各種工業。

然而作為稀有氣體，氪氣、氙氣在空氣中的含量及其有限。氪在空氣中含量僅占1.14×10^-6，氙在空氣中含量僅占0.09×10^-6。而且，現有的氪氣和氙氣提取工藝中，空氣分離設備提取的高純氪和高純氙的容積流量很低。以一套60000m³/h?流量的O₂空氣分離設備為例，高純氪和高純氙的容積流量分別為0.268m³/h和0.021m³/h。氪氣瓶的公稱壓力為15MPa，氙氣瓶的公稱壓力為5.5MPa。氣瓶充裝過程中，若氣體被二次污染，將會嚴重影響氣體的使用質量。

在目前技術中，高純度、少流量氣體的充裝通常采用隔膜式壓縮機加壓，將氣體充入氣瓶。由于隔膜式壓縮機的最小容積流量受到一定的限制，通常在隔膜式壓縮機上設置旁通管路及調壓閥門，將加壓后的一部分氣體通過旁通管路減壓后返回隔膜式壓縮機的吸入口，以加大吸入口的氣體容積流量。這種氣瓶充裝方法，不但浪費能源，而且氣體會被二次污染。

實用新型內容

本實用新型提供一種高純氪氣和高純氙氣的充裝系統，其目的在于克服上述現有技術氪和氙氣在充瓶過程中的缺陷，在高純氪氣與高純氙氣充瓶過程中，確保高純氪氣與氙氣量不受損失，同時確保了高純氪氣與氙氣的純度。

本實用新型一種高純氪氣和高純氙氣的充裝系統通過以下技術方案實現目的：?

一種高純氪氣和高純氙氣的充裝系統，其中，包括冷凍機構；所述冷凍機構包括一個冷凍汽化瓶和一個冷凍裝置；所述冷凍汽化瓶位于所述冷凍裝置中；所述冷凍汽化瓶進口通過三通分別與純氪/純氙進氣管道以及送氣管道相通；所述送氣管道上設有多條用于連接充氣瓶的輸氣支管；各條所述的輸氣支管上均裝有截止閥。高純氣體進入浸泡在冷凍裝置的冷凍汽化瓶，在低溫下，氣體在冷凍汽化瓶內轉變為固態。然后，將冷凍汽化瓶移開所述冷凍裝置，并在汽化瓶的外表面適當加溫，使冷凍汽化瓶內的固態介質快速汽化，并由固態至氣態所產生的壓差將高純氣體充入氣瓶中。其中，所述冷凍汽化瓶的優先采用幾何容積為2L或5L，公稱壓力為20MPa左右，工作溫度為－196℃至＋60℃，材質為鋁合金的汽化瓶。

上述的高純氪和高純氙氣的充裝系統，其中，在每條所述輸氣支管上均安裝有一個充氣瓶；且所述充氣瓶的內壁表面經過鍍鎳處理。

上述的高純氪氣和高純氙氣的充裝系統，其中，還包括真空泵，所述真空泵與所述送氣管道相接。?

上述的高純氪氣和高純氙氣的充裝系統，其中，所述的冷凍裝置為裝有液氮，上端開口的杜瓦容器。在常壓液氮溫度-196℃，而氙氣的熔點-111.9℃，沸點為（-107.1±3）℃?；氪氣的熔點為-156.6℃，沸點為(-152.3±1.0)℃。液氮的低溫足以將氪氣和氙氣固化，而移離液氮后，在冷凍汽化瓶表面適當加溫，可使固化狀態的氪氣與氙氣迅速汽化，而由此增加壓力將氣體壓出，送入氣體管道中，并進入各條輸氣支管中。

上述的高純氪氣和高純氙氣的充裝系統，其中，所述冷凍裝置下方設有一個用于調整所述冷凍裝置的位置高度的升降機。

上述的高純氪氣和高純氙氣的充裝系統，其中，還包括一個氪氣/氙氣回收機構，所述氪氣/氙氣回收機構與所述送氣管道相通。

上述的高純氪氣和高純氙氣的充裝系統，其中，在送氣管道上，位于所述冷凍汽化瓶與所述氪氣/氙氣回收機構之間，設有濃度分析測試裝置。而在所述送氣管12上，位于各條所述輸氣支管5上游（此處的上、下游，指充氣過程中所述冷凍汽化瓶1中壓出的氣體流向順序）還設有一個安全閥27和一個截止閥23；在所述的純氪/純氙進氣管道和送氣管道上分別設有壓力表，作為安全設備。