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一种低温精馏的氦气纯化及再生装置

文献发布时间:2024-04-18 20:01:23


一种低温精馏的氦气纯化及再生装置

技术领域

本发明涉及氦气纯化技术领域,特别是一种低温精馏的氦气纯化及再生装置。

背景技术

高温气冷堆氦净化系统的设计主要基于催化氧化、吸附脱附和深冷吸附原理,系统主要包括氧化铜床、分子筛床、低温吸附器(深冷活性炭床)三个主要净化工序,设计有足够的能力去除掉一天内由各类污染源进入冷却剂的总杂质量,并使一回路冷却剂中的杂质维持在许可水平以下。

当氦净化系统工作一定时间后,各净化单元就会达到饱和,为了恢复其净化功能,就必须对净化单元进行再生。对于氦气中的杂质水和二氧化碳,主要采用冷却器+分子筛床的方式进行去除,氦气经过冷却、气/水分离、分子筛床吸附的一系列过程,基本将水和二氧化碳去除干净,当分子筛床饱和后,将分子筛床从系统中隔离出来,利用再生系统对其进行再生。而氦气中的杂质氮气、甲烷以及放射性元素氪、氙均由低温活性炭进行低温吸附,当低温活性炭床饱和后,也需要进行再生。

这种工艺的主要缺点包括:1、再生工艺流程复杂,分子筛床和低温吸附器的再生时间基本都需要几十个小时;2、分子筛床并不能完全去除水和二氧化碳,残余的水和二氧化碳会在下游管道结冰,堵塞下游热交换器和管道;3、低温吸附器需要液氮提供低温环境,液氮持续损耗较大。此外,由于净化系统中各组成装置输出产物的速率与总量不尽相同,产物中的气体或液体进入下一装置的气压或液压也会不同,而输入的气体或液体流速过快可能会造成的纯化、反应不彻底的现象。综合以上几点,这样的方式降低了氦气净化系统的可运行性,再生工艺复杂,杂质去除不彻底。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有技术中存在的氦气净化系统工艺流程复杂、再生时间长、杂质去除不彻底的问题,提出了本发明。

因此,本发明其中一个目的是提供一种低温精馏的氦气纯化及再生装置。

为解决所述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种低温精馏的氦气纯化及再生装置,包括,

催化氧化组件,包括与待净化氦气管道相连的过滤器、与过滤器输出端相连的电加热器、与电加热器输出端相连的氧化铜床;以及,

再生处理组件,所述再生处理组件设置在氧化铜床的输出端,包括与氧化铜床相连的降温部件以及与降温部件相连的再生部件。

作为本发明所述低温精馏的氦气纯化及再生装置的一种优选方案,其中:所述降温部件包括与氧化铜床输出端相连的中温氦气热交换器以及与中温氦气热交换器输出端相连的氦/氮热交换器;

所述中温氦气热交换器还与净化后的氦气管道相连,所述氦/氮热交换器的输出端包括氮气排放管以及氦气排放管。

作为本发明所述低温精馏的氦气纯化及再生装置的一种优选方案,其中:所述再生部件包括与氦气排放管相连的分子筛床、与分子筛床输出端相连的活性炭滞留床、与活性炭滞留床输出端相连的液氮罐;

所述液氮罐与氦/氮热交换器的输入端通过管道连接,且液氮罐还与中温氦气热交换器的输入端通过管道连接。

作为本发明所述低温精馏的氦气纯化及再生装置的一种优选方案,其中:所述液氮罐包括设置在内部底侧的气液分离筒、设置在内部靠上侧的低温氦气热交换器以及设置在气液分离筒输出端的废弃排放管;

所述低温氦气热交换器的输出端与氦/氮热交换器的输入端相连,所述活性炭滞留床的输出端通过低温氦气热交换器与气液分离筒的输入端相连;

所述中温氦气热交换器的输入端还与通过低温氦气热交换器的气液分离筒输出端相连。

作为本发明所述低温精馏的氦气纯化及再生装置的一种优选方案,其中:所述催化氧化组件与再生处理组件的管路之间还设置有控制阀,所述控制阀的输出端设置有稳压组件;

所述稳压组件包括与控制阀输出端管道相连的稳压箱、设置在稳压箱内靠近控制阀一侧的第一调节部、设置在稳压箱内输出端一侧并与第一调节部相连的第二调节部。

作为本发明所述低温精馏的氦气纯化及再生装置的一种优选方案,其中:所述第一调节部包括固定连接在稳压箱内壁并与稳压箱内壁匹配的第一连接件、设置在第一连接件一侧并与稳压箱内壁滑动连接的第一通道板以及连接在第一通道板与稳压箱内壁之间的第一伸缩件;

所述第二调节部包括滑动连接在第一通道板一侧并与稳压箱内壁匹配的第二通道板、设置在第二通道板一侧并与稳压箱内壁滑动连接的第二连接件以及设置在第二连接件与第一连接件之间的第二伸缩件。

作为本发明所述低温精馏的氦气纯化及再生装置的一种优选方案,其中:所述第一连接件与第二连接件均包括至少两组滑板,相邻的两组所述滑板之间设置有限位条,且两组滑板之间互为滑动连接;

其中,靠近稳压箱输出端的内壁设置有与滑板匹配的挤压槽,靠近第一通道板一侧的滑板一侧还设置有限位件。

作为本发明所述低温精馏的氦气纯化及再生装置的一种优选方案,其中:所述限位件包括设置在第二通道板一侧的导向块、设置在第一通道板一侧并与导向块匹配的导向槽、设置在与第一通道板相连的滑板内的容纳槽、转动连接在容纳槽内的双向螺纹杆、螺纹连接在双向螺纹杆表面并与容纳槽滑动连接的滑块、设置在滑块一侧的限位块以及设置在导向块一侧并与限位块匹配的限位槽;

所述双向螺纹杆侧面设置有齿轮,与设置有容纳槽的滑板相邻的滑板一侧滑动连接有第一连接杆,所述一侧设置有与齿轮匹配的齿条;

所述齿条的移动范围与第一通道板的滑动范围相适配。

作为本发明所述低温精馏的氦气纯化及再生装置的一种优选方案,其中:所述稳压箱一侧还设置有存储组件,所述存储组件包括设置在稳压箱一侧的连通部以及设置在稳压箱一侧并与连通部相连的收集部;

所述连通部包括设置在稳压箱侧壁的连通管,所述连通管的两端与稳压箱侧壁的相连处分别为位置A与位置B,所述位置A与第二连接件通过第二伸缩件移动到的最大距离处相适配,所述位置B与第二连接件通过第二伸缩件移动到的最小距离处相适配;

所述收集部包括连接在连通管一侧的支管、设置在支管一侧的收集罐、滑动连接在收集罐内的第一活塞以及连接在第一活塞与收集罐内壁之间的伸缩弹簧。

作为本发明所述低温精馏的氦气纯化及再生装置的一种优选方案,其中:所述位置A端的连通管内设置有第一挤压弹簧,所述第一挤压弹簧靠近位置A的一端设置有与连通管内壁匹配的第一密封球,所述第一密封球靠近支管的一侧设置有第二连接杆,所述第二连接杆端部设置有与连通管内壁匹配的第二活塞;

所述位置B端的连通管内设置有第二挤压弹簧,所述第二挤压弹簧远离位置B的一端设置有与连通管内壁匹配的第二密封球。

本发明的一种低温精馏的氦气纯化及再生装置有益效果:本发明通过设置的催化氧化组件与再生处理组件之间相互配合,可节省再生时间,优化净化和再生工艺、简化净化和再生系统,通过控制阀输出端设置的稳压组件,使进入后续装置输入端的气压或液压都趋于稳定,减少因气体或液体流速过快造成的纯化不彻底现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:

图1为本发明低温精馏的氦气纯化及再生装置整体结构示意图。

图2为本发明低温精馏的氦气纯化及再生装置稳压组件内部结构示意图。

图3为本发明低温精馏的氦气纯化及再生装置稳压组件内部另一角度结构示意图。

图4为本发明图3所示C处的结构放大示意图。

图5为本发明低温精馏的氦气纯化及再生装置第一通道板与第二通道板处仰视结构示意图。

图6为本发明低温精馏的氦气纯化及再生装置第一通道板与第二通道板处俯视结构示意图。

图7为本发明图6所示D处的结构放大示意图。

图8为本发明低温精馏的氦气纯化及再生装置使用存储组件时内部结构示意图。

图9为本发明图8所示A处的结构放大示意图。

图10为本发明图8所示B处的结构放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1,为本发明第一个实施例,该实施例提供了一种低温精馏的氦气纯化及再生装置,能实现净化氦气,去除杂质的效果,其包括:催化氧化组件100和再生处理组件200,将待提纯的氦气通过管道依次连接各组件装置,其中各组件装置接入氦气或其他反应物的一端为输入端,而各组件装置排出氦气或其他生成物的一端为输出端。

具体的,催化氧化组件100,包括与待净化氦气管道相连的过滤器101、与过滤器101输出端相连的电加热器102、与电加热器102输出端相连的氧化铜床103。过滤器101的作用是过滤氦气中的颗粒杂质,对后续的净化设备起到保护作用,过滤器101可以采用多种过滤方式,包括活性炭过滤、烧结不锈钢滤芯过滤等方式;电加热器102的主要作用是加热氦气,使其达到在氧化铜床103中的化学反应温度;氧化铜床103的主要作用是在铜基催化剂(氧化铜)和高温条件的共同作用下,将氦气中的氢气和一氧化碳分别转化成水和二氧化碳。

进一步的,再生处理组件200,再生处理组件200设置在氧化铜床103的输出端,包括与氧化铜床103相连的降温部件201以及与降温部件201相连的再生部件202。通过设置降温部件201对氦气进行预冷处理,可降低损耗。

其中,降温部件201包括与氧化铜床103输出端相连的中温氦气热交换器201a以及与中温氦气热交换器201a输出端相连的氦/氮热交换器201b;中温氦气热交换器201a还与净化后的氦气管道相连,氦/氮热交换器201b的输出端包括氮气排放管201b-1以及氦气排放管201b-2。中温氦气热交换器201a是一种回热热交换器,可以采用管壳式换热器或板式换热器的结构,一侧流体为从氧化铜床103流出的高温氦气,另一侧流体为经过下游净化完全的纯净氦气,主要作用是利用高温氦气的热量加热纯净氦气,然后将其送往反应堆,同时对高温氦气进行第一步预冷;氦/氮热交换器201b主要作用是利用下游产生的低温氮气,对从中温氦气热交换器201a流出的氦气进行进一步的预冷,这样可以充分利用氮气的低温冷源,降低系统整体的能耗。

进一步的,再生部件202包括与氦气排放管201b-2相连的分子筛床202a、与分子筛床202a输出端相连的活性炭滞留床202b、与活性炭滞留床202b输出端相连的液氮罐202c。分子筛床202a是一种内部填充分子筛的容器,通过氦/氮热交换器201b将氦气的温度降低至10℃左右,之后氦气进入分子筛床202a,吸附氦气中的水和二氧化碳。分子筛床202a外置金属保温层,在保温层和容器壁面之间留有气体流道。当分子筛床202a在高温条件下完成再生后,通过保温层和容器壁面之间的气体流道,可以通过自然循环或强制通风冷却,与再生系统的氦/氮热交换器201b共同对分子筛床202a内部的分子筛进行冷却,这样可以大幅度缩短分子筛的再生时间,从而优化分子筛床202a的再生工艺;

活性炭滞留床202b,是一种内部填充活性炭的容器,利用活性炭对放射性元素氪、氙的吸附滞留原理,去除放射性元素氪、氙,这样可以不用在液氮低温环境下用活性炭吸附放射性元素氪、氙,通过足够的填充量保证在设计寿命没不用更换活性炭,就可以实现放射性元素氪、氙的去除,这样就不存在对活性炭滞留床202b的再生环节,大幅度简化了净化系统整体的再生工艺,节省了再生时间。同时活性炭滞留床202b可以进一步吸附分子筛床202a出口的残留水和二氧化碳,避免了低温氦气热交换器202c-2的结冰可能性。

较佳的,液氮罐202c与氦/氮热交换器201b的输入端通过管道连接,且液氮罐202c还与中温氦气热交换器201a的输入端通过管道连接。液氮罐202c包括设置在内部底侧的气液分离筒202c-1、设置在内部靠上侧的低温氦气热交换器202c-2以及设置在气液分离筒202c-1输出端的废弃排放管202c-3。中温氦气热交换器201a的输入端还与通过低温氦气热交换器202c-2的气液分离筒202c-1输出端相连。

低温氦气热交换器202c-2的输出端与氦/氮热交换器201b的输入端相连,活性炭滞留床202b的输出端通过低温氦气热交换器202c-2与气液分离筒202c-1的输入端相连。低温氦气热交换器202c-2,是一种回热热交换器,可以采用管壳式换热器或板式换热器的结构,一侧流体为从活性炭滞留床202b流出的常温氦气,另一侧流体为经过下游净化完全的纯净低温氦气,主要作用是利用低温氦气对常温氦气进行进一步预冷,降低液氮的损耗量。

气液分离筒202c-1,是利用在液氮环境下,在液氮中可以达到低温小于-165℃,冷却剂中的剩余杂质如氧气、甲烷及氧气等的沸点较低,直接液化为液体,从而与氦气分离达到深度纯化氦气的目的。气液分离筒202c-1内部装有丝网,氦气向上流动时,大的液滴依靠重力自然沉降,小尺寸液滴经过和丝网碰撞后,达到和氦气分离的作用。气液分离筒202c-1的容量可以满足设计寿命内氦气中产生的氧气、甲烷及氧气量,因此不需要再生。同时也留有废弃排放管202c-3,需要将内部液体排出时,利用内部的气压将液体吹扫出气液分离筒202c-1,这些液体在常温环境下会自然转化为气体,可排放到通风系统。

实现过程:首先待净化氦气通过过滤器101,过滤掉氦气中的颗粒杂质,对后续的净化设备起到保护,接着经过滤器101过滤的氦气通过电加热器102进行加热,当达到所需的化学反应温度后接入氧化铜床103内,在氧化铜和高温条件的共同作用下,将氦气中的氢气和一氧化碳分别转化成水和二氧化碳,接着从氧化铜床103流出的高温氦气接入中温氦气热交换器201a,并将下游净化完全的纯净氦气接入换热,使得下游净化完全的纯净氦气升温再进入反应堆,而同时从氧化铜床103流出的高温氦气被降温第一次预冷;

完成第一次预冷的氦气再输送到氦/氮热交换器201b,再将下游产生的低温氮气接入换热,对从中温氦气热交换器201a流出的氦气进行进一步的预冷,将氦气的温度降低至10℃左右,之后氦气进入分子筛床202a,吸附氦气中的水和二氧化碳,然后再将输出的氦气通过活性炭滞留床202b,进一步吸附分子筛床202a出口的残留水和二氧化碳,接着从活性炭滞留床202b流出的常温氦气接入低温氦气热交换器202c-2,可以避免低温氦气热交换器202c-2结冰,低温氦气热交换器202c-2同时接入经过下游净化完全的纯净低温氦气,利用低温氦气对常温氦气进行再一步预冷,降低液氮的损耗量,最后将预冷后的氦气接入液氮罐202c中的气液分离筒202c-1,利用在液氮环境下的低温,将氦气中剩余较低沸点的杂质如氧气、甲烷及氧气等直接液化为液体,从而与氦气分离达到深度纯化氦气,气液分离筒202c-1内部装有丝网,氦气向上流动时,大的液滴依靠重力自然沉降,小尺寸液滴经过和丝网碰撞后,达到和氦气分离的作用。气液分离筒202c-1同时留有废弃排放管202c-3,需要将内部液体排出时,利用内部的气压将液体吹扫出气液分离筒202c-1,这些液体在常温环境下会自然转化为气体,可排放到通风系统。

综上,通过采用分子筛床202a与活性炭滞留床202b结合的方式去除氦气中的水和二氧化碳,采用常温活性炭滞留床202b自然吸附滞留衰变的方式去除剩余水分和放射性元素氪、氙,采用冷凝分离的方式去除杂质氮气、甲烷和氧气等,同时简化了净化系统的设备配置,降低了对再生系统的功能要求,大幅度减少了再生时间。

实施例2

参照图1-7,为本发明第二个实施例,与上个实施例不同的是,该实施例提供了控制阀300与稳压组件400,解决了净化系统各装置输入的气体或液体流速过快可能会造成的纯化、反应不彻底的问题。如图1所示,控制阀300设置有多组,如阀V301为氦净化系统的入口隔离阀;阀V302是氧化铜床103的出口隔离阀;阀V303是分子筛床202a的入口隔离阀;阀V304是活性炭滞留床202b的入口隔离阀;阀V305是低温段的入口调节阀;阀V306是低温段的旁路调节阀;阀V307是低温段入口隔离阀;阀V308是气液分离筒202c-1废气排放阀。

具体的,催化氧化组件100与再生处理组件200的管路之间还设置有控制阀300,控制阀300的输出端设置有稳压组件400;稳压组件400包括与控制阀300输出端管道相连的稳压箱401、设置在稳压箱401内靠近控制阀300一侧的第一调节部402、设置在稳压箱401内输出端一侧并与第一调节部402相连的第二调节部403。从控制阀300输出的气体或液体通过管道进入稳压箱401内,再通过稳压箱401的输出端放出。

进一步的,第一调节部402包括固定连接在稳压箱401内壁并与稳压箱401内壁匹配的第一连接件402a、设置在第一连接件402a一侧并与稳压箱401内壁滑动连接的第一通道板402b以及连接在第一通道板402b与稳压箱401内壁之间的第一伸缩件402c。当进入稳压箱401内的气体或液体流速过大时,稳压箱401内有限的空间填充的气体或液体越来越多,第一通道板402b与第二通道板403a受到的压力逐渐大于第一伸缩件402c的弹力,从而开始顺着稳压箱401内壁滑动,使得稳压箱401内可填充的空间逐渐增大,来延缓稳压箱401输出端的压力增长。

其中,第二调节部403包括滑动连接在第一通道板402b一侧并与稳压箱401内壁匹配的第二通道板403a、设置在第二通道板403a一侧并与稳压箱401内壁滑动连接的第二连接件403b以及设置在第二连接件403b与第一连接件402a之间的第二伸缩件403c。第一伸缩件402c与第二伸缩件403c均通过伸缩杆及弹簧组成,随着位移收缩其反作用的弹力越大,正好可以与不断进入积累的气体或液体导致的压力增大相匹配,并且由于第一通道板402b与第二通道板403a等与气、液体接触面积远大于稳压箱401输出端与气、液体接触的面积,即压力不断增大,抵消的压力也不断增多,给到稳压箱401输出端增长的压力始终保持在较小的范围内。

进一步的,第一连接件402a与第二连接件403b均包括至少两组滑板403b-1,相邻的两组滑板403b-1之间设置有限位条403b-2,且两组滑板403b-1之间互为滑动连接;第一通道板402b与第二通道板403a开始顺着稳压箱401内壁滑动,对应的滑板403b-1之间也相互滑动收缩。

其中,靠近稳压箱401输出端的内壁设置有与滑板403b-1匹配的挤压槽403,靠近第一通道板402b一侧的滑板403b-1一侧还设置有限位件404。在第二通道板403a抵抗压力滑动的过程中,与第二通道板403a相连的滑板403b-1跟随移动收缩,直到将挤压槽403露出,然后稳压箱401内的气、液体开始充满挤压槽403,并对第二连接件403b的滑板403b-1施加挤压力。如图8所示,稳压箱401靠近输出端的内侧为平面壁,初始位置时第二连接件403b与平面壁贴合,此时第二通道板403a之间的通道与稳压箱401输出端匹配,保持该状态下稳压箱401输入端与输出端的流速差最小;稳压箱401内侧平面壁的两侧设有内凹的挤压槽403,会在第二通道板403a滑走后逐渐露出,再通过填充的气-液体施加反向阻力。需要说明的是,稳压箱401靠近输出端的内侧为平面壁与在平面壁两侧设有的内凹的挤压槽403仅为相对而言,本领域技术人员自然也可以将图中挤压槽403所在平面视为初始平面壁,而稳压箱401靠近出口的位置则可通过设置外凸来代替,具有一样的效果。

较佳的,限位件404包括设置在第二通道板403a一侧的导向块404a、设置在第一通道板402b一侧并与导向块404a匹配的导向槽404b、设置在与第一通道板402b相连的滑板403b-1内的容纳槽404c、转动连接在容纳槽404c内的双向螺纹杆404d、螺纹连接在双向螺纹杆404d表面并与容纳槽404c滑动连接的滑块404e、设置在滑块404e一侧的限位块404f以及设置在导向块404a一侧并与限位块404f匹配的限位槽404g;齿轮404d-1转动带动相连的双向螺纹杆404d转动,双向螺纹杆404d转动使其表面的滑块404e相对容纳槽404c滑动,从而带动限位块404f移出限位槽404g,解除对导向块404a的限位阻挡,此时第一伸缩件402c收缩到最大限度。

双向螺纹杆404d侧面设置有齿轮404d-1,与设置有容纳槽404c的滑板403b-1相邻的滑板403b-1一侧滑动连接有第一连接杆404d-2,404d-1一侧设置有与齿轮404d-1匹配的齿条404d-3;齿条404d-3的移动范围与第一通道板402b的滑动范围相适配。第一通道板402b滑动时,与第一通道板402b相连的滑板403b-1及其相邻的滑板403b-1之间相互移动,使得第一连接杆404d-2位移,第一连接杆404d-2移动带动齿条404d-3移动,齿条404d-3移动直到与齿轮404d-1配合从而带动与齿轮404d-1转动。

其余结构与实施例1相同。

在使用时,从控制阀300输出的气体或液体通过管道进入稳压箱401内,再通过稳压箱401的输出端放出,当进入稳压箱401内的气体或液体流速过大时,稳压箱401内有限的空间填充的气体或液体越来越多,使得稳压箱401的输出端及稳压箱401内壁、第一通道板402b与第二通道板403a的侧面均受到较大的压力,第一通道板402b与第二通道板403a受到的压力逐渐大于第一伸缩件402c的弹力,从而使得第一通道板402b与第二通道板403a开始顺着稳压箱401内壁滑动,对应的滑板403b-1之间也相互滑动收缩,从而使得稳压箱401内可填充的空间逐渐增大,进而消耗部分压力,来延缓稳压箱401输出端的压力增长,使得从稳压箱401输出的气体或液体不至于流速增长过快而影响后续装置反应;

由于保持稳压箱401输出端的流速小于稳压箱401输入端的流速,稳压箱401内的气体或液体留存越来越多,只能通过不断增大的存储空间来保持流速的差异,在第二通道板403a抵抗压力滑动的过程中,与第二通道板403a相连的滑板403b-1跟随移动收缩,直到将挤压槽403露出,然后稳压箱401内的气、液体开始充满挤压槽403,并对第二连接件403b的滑板403b-1施加挤压力,在这个过程中,第一通道板402b也在抵抗压力滑动,与第一通道板402b相连的滑板403b-1及其相邻的滑板403b-1之间相互移动,使得第一连接杆404d-2位移,第一连接杆404d-2移动带动齿条404d-3移动,齿条404d-3移动直到与齿轮404d-1配合从而带动与齿轮404d-1相连的双向螺纹杆404d转动,双向螺纹杆404d转动使其表面的滑块404e相对容纳槽404c滑动,从而带动限位块404f移出限位槽404g,解除对导向块404a的限位阻挡,此时第一伸缩件402c收缩到最大限度;

在第一伸缩件402c收缩到最大限度时,挤压槽403已经露出足够大,挤压槽403一侧对第二连接件403b的滑板403b-1施加挤压力,使得滑板403b-1带动第二通道板403a通过导向块404a顺着第一通道板402b的导向槽404b滑动,在进一步增大存储空间的同时,靠近挤压槽403一侧的空间增大,这样流向稳压箱401输出端的气、液体除了少部分通过输出口流出以外,绝大部分会受到挤压槽403的阻挡形成反弹力,从而对后续气、液体进行阻挡,进一步抵消部分存储空间受到的压力,使得输出口的流速增长始终缓慢,趋于稳定;

在稳压箱401输入端的流速减缓至低于输出端的流速时,稳压箱401内压力减小,会在第一伸缩件402c与第二伸缩件403c的反作用力下逐渐复位,并对内部存储空间进行挤压至变小,使得输出端的流速不至于忽然降低太多而导致下游装置的反应产率陡然降低或间断,使得后续反应总体上趋于稳定。

综上,通过设置控制阀300与稳压组件400之间配合使用,在输入端流速大于输出端流速时,稳压箱401的有效存储空间逐渐增大,从而延缓输出端的流速增长,反之则抑制输出端的流速降低,使得输出端的流速总体上趋于稳定。

实施例3

参照图8-10,为本发明第三个实施例,与上个实施例不同的是,该实施例提供了存储组件500,解决了稳压箱401体积限制导致的内部空间有限、无法持续延缓输出端流速增长的问题。

具体的,稳压箱401一侧还设置有存储组件500,存储组件500包括设置在稳压箱401一侧的连通部501以及设置在稳压箱401一侧并与连通部501相连的收集部502。通过设置收集部502在稳压箱401内达到存储上限后继续收集存储,保持存储空间的持续增长。

进一步的,连通部501包括设置在稳压箱401侧壁的连通管501a,连通管501a的两端与稳压箱401侧壁的相连处分别为位置A与位置B,位置A与第二连接件403b通过第二伸缩件403c移动到的最大距离处相适配,位置B与第二连接件403b通过第二伸缩件403c移动到的最小距离处相适配。第二伸缩件403c带动第二连接件403b自B处移动到A处的过程中,稳压箱401内空间持续增大,B处的连通管501a首先连通,稳压箱401内的气、液体在压力作用下涌入连通管501aB端,从而挤压第二密封球501a-6与连通管501a内壁紧贴,无法继续通过连通管501a。

其中,收集部502包括连接在连通管501a一侧的支管502a、设置在支管502a一侧的收集罐502b、滑动连接在收集罐502b内的第一活塞502c以及连接在第一活塞502c与收集罐502b内壁之间的伸缩弹簧502d。收集罐502b可以根据实际需要设计最大收集空间,或设置多组收集罐502b与支管502a首尾相连,保持输入端流速增长时可以通过存储空间的增大来持续泄压。

进一步的,位置A端的连通管501a内设置有第一挤压弹簧501a-1,第一挤压弹簧501a-1靠近位置A的一端设置有与连通管501a内壁匹配的第一密封球501a-2,第一密封球501a-2靠近支管502a的一侧设置有第二连接杆501a-3,第二连接杆501a-3端部设置有与连通管501a内壁匹配的第二活塞501a-4。当第二伸缩件403c带动第二连接件403b移动到A处后,第二伸缩件403c达到最大收缩限度,此时A处的连通管501a开始连通,稳压箱401内的气、液体在压力作用下涌入连通管501aA端,从而挤压第一密封球501a-2直到第一挤压弹簧501a-1收缩,第一密封球501a-2移动并带动第二连接杆501a-3与第二活塞501a-4移动,直到第二活塞501a-4穿过支管502a,将通向连通管501aB端的管道封闭阻隔,而与支管502a连通。

较佳的,位置B端的连通管501a内设置有第二挤压弹簧501a-5,第二挤压弹簧501a-5远离位置B的一端设置有与连通管501a内壁匹配的第二密封球501a-6。在稳压箱401输入端的流速减缓至低于输出端的流速时,第一密封球501a-2在第一挤压弹簧501a-1的作用下复位挤压连通管501a内壁进行密封,同时第二活塞501a-4复位将支管502a到连通管501a的A端之间阻隔,而支管502a到连通管501a的B端之间连通,由于稳压箱401内压力不断减小,连通管501a的B端与稳压箱401之间的压力差使得第二密封球501a-6压缩第二挤压弹簧501a-5,从而又使得连通管501a的B端与稳压箱401之间连通。

其余结构与实施例2相同。

工作原理:第二伸缩件403c带动第二连接件403b自B处移动到A处的过程中,稳压箱401内空间持续增大,B处的连通管501a首先连通,稳压箱401内的气、液体在压力作用下涌入连通管501aB端,从而挤压第二密封球501a-6与连通管501a内壁紧贴,无法继续通过连通管501a;

当第二伸缩件403c带动第二连接件403b移动到A处后,第二伸缩件403c达到最大收缩限度,稳压箱401内存储空间无法再增大,而此时A处的连通管501a也开始连通,稳压箱401内的气、液体在压力作用下涌入连通管501aA端,从而挤压第一密封球501a-2直到第一挤压弹簧501a-1收缩,第一密封球501a-2移动并带动第二连接杆501a-3与第二活塞501a-4移动,直到第二活塞501a-4穿过支管502a,将通向连通管501aB端的管道封闭,而与支管502a连通,使得稳压箱401内的气、液体在压力作用下通过支管502a涌入收集罐502b,并挤压收集罐502b内的第一活塞502c使得伸缩弹簧502d收缩,收集罐502b内的有限存储空间接着增大,从而持续延缓输出端流速增长;

在稳压箱401输入端的流速减缓至低于输出端的流速时,稳压箱401内压力减小,稳压箱401及收集罐502b内的有限存储空间都会在弹簧的反作用下减小,第一密封球501a-2在第一挤压弹簧501a-1的作用下复位挤压连通管501a内壁进行密封,同时第二活塞501a-4复位将支管502a到连通管501a的A端之间阻隔,而支管502a到连通管501a的B端之间连通,使得收集罐502b内的气、液体从支管502a流出后流向连通管501a的B端,由于稳压箱401内压力不断减小,连通管501a的B端与稳压箱401之间的压力差使得第二密封球501a-6压缩第二挤压弹簧501a-5,从而使得连通管501a的B端与稳压箱401之间连通,从而收集罐502b内的气、液体经支管502a到连通管501a的B端,最后流入稳压箱401内,直到从稳压箱401的输出端流出,这个过程中收集罐502b额外存储的气、液体自动释放,且稳压箱401输出端的总体流速不至于忽然降低太多,总体上依然趋于稳定。

综上,通过设置稳压组件400的第一调节部402与第二调节部403配合使用,可通过不断增大的存储空间来泄掉部分输入端带来的高压,并通过输出端的内壁阻挡形成的反弹力,延缓输出口的流速增长,防止后续反应不彻底。

重要的是,应注意,在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案,但参阅此公开内容的人员应容易理解,在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下,许多改型是可能的(例如,各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如,温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如,示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成,元件的位置可被倒置或以其它方式改变,并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此,所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中,任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构,且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下,可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此,本发明不限制于特定的实施方案,而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外,为了提供示例性实施方案的简练描述,可以不描述实际实施方案的所有特征(即,与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征,或与实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是,在任何实际实施方式的开发过程中,如在任何工程或设计项目中,可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的,但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说,不需要过多实验,所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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