專利名稱：帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及深冷處理技術領域，尤其涉及一種帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備。
背景技術：
深冷處理是普通熱處理的一個補充過程，其能夠有效改善材料的耐磨性、尺寸穩定性、強度以及韌性等機械性能，從而能夠提高產品的質量，延長使用壽命，最終降低生產成本。近年來國內的一些大小企業紛紛在自己的生產線上加入深冷處理這一工序，同時,深冷處理過程所使用的液氮更加容易獲取及液氮成本的降低，也促進了深冷處理技術的廣泛應用。深冷處理設備是一種能夠按照一定的工藝對材料進行升降溫和保溫的設備，由于液氮的溫度低、制取容易，并且成本低，無污染，因此目前的深冷處理設備普遍采用液氮作為制冷劑；其基本原理是利用液氮汽化以后和被處理工件進行對流換熱，從而降低工件的溫度，換熱以后的氮氣直接排到空氣中，控制液氮的進給量來控制設備的溫度。為了保證整個設備空間溫度場的均勻性和換熱效率，通過在液氮進口處安裝離心風扇來達到此目的，由于深冷處理設備通常溫度較低，為了最大限度的減小冷量的損失需要保證設備具有良好的保溫性能。傳統的深冷處理設備在深冷溫度下運行時，為了克服設備和環境空間的換熱，需要不停的補充液氮，同時為了保證系統的質量和能量的平衡，熱交換完后的氮氣需要不斷的由深冷處理設備排出。對于一些熱處理企業或其它大型加工企業，其深冷處理使用頻繁，液氮消耗量大，并且部分企業對氮氣有一定的需求量，比如采用氮氣進行冷卻或用作保護氣體等，因此，氮氣的大量排出造成氮氣資源的浪費。

發明內容
(一 )要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是:提供一種帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，能夠實現對氮氣的回收，可以在很大程度上節約成本，且系統安裝、維護方便，運行穩定。( 二 )技術方案為解決上述問題，本發明提供了一種帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，包括材料處理室和液氮供應裝置，所述材料處理室內設有換熱器，所述換熱器的一端連接所述液氮供應裝置，另一端連接氮氣回收裝置。前述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備中，所述換熱器為管翅式換熱器，所述管翅式換熱器的管道入口連接液氮供應裝置，所述管翅式換熱器的管道出口連接氮氣回收裝置。前述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備中，所述換熱器的一側設有風機，用于提供氣流與換熱器中的液氮進行強制對流換熱。
前述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備中，所述氮氣回收裝置包括:儲氣罐、與儲氣罐連接的排氣管和設于排氣管上的電磁閥。前述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備中，所述排氣管采用波紋管。前述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備中，所述液氮供應裝置用于儲存液氮的液氮罐以及與液氮罐連接的輸液管，所述液氮罐上設有氮氣出口閥、液氮出口閥和安全閥。前述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備中，所述輸液管采用真空絕熱軟管。前述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，還包括旁路排氣管，與所述換熱器連接，所述旁路排氣管上安裝有旁路電磁閥。(三)有益效果本發明通過在傳統深冷處理設備上添加換熱器和氮氣回收裝置，使液氮從換熱器管側流過時與風機提供的氣流對流換熱，然后利用冷卻后的氣流來進行降溫控制，換熱器排出的氮氣進入到氮氣回收裝置回收，本發明能夠在很大程度上節約成本，且系統安裝、維護方便，運行穩定。另外，本發明由液氮氣化后產生的氮氣純度高，并且可在不消耗額外能量的前提下對氮氣進行回收利用。


圖1為本發明實施方式中所述帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

如圖1所示，本發明所述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，包括材料處理室I和液氮供應裝置2，所述材料處理室I內設有換熱器3，所述換熱器3的一端連接所述液氮供應裝置2，另一端連接氮氣回收裝置4。所述材料處理室I包括箱體，箱體內外壁面采用不銹鋼板制成，不銹鋼板之間加入絕熱性能較好的發泡絕熱材料，箱體內設有溫度傳感器、電磁閥、控制系統和箱蓋手柄等部件。所述換熱器3為管翅式換熱器，所述管翅式換熱器的管道入口連接液氮供應裝置2，所述管翅式換熱器的管道出口連接氮氣回收裝置4。由于管翅式換熱器不需要額外能量的消耗，且目前管翅式換熱器的效率較高，從而保證了整套系統的能耗和液氮消耗不至于太聞。所述換熱器3的一側設有風機5，用于提供氣流與換熱器3中的液氮進行強制對流換熱。所述氮氣回收裝置4包括:儲氣罐6、與儲氣罐6連接的排氣管7和設于排氣管7上的電磁閥8。排氣管7的一端與換熱器3連接。還包括旁路排氣管14，與所述換熱器3連接，所述旁路排氣管14上安裝有旁路電磁閥15。所述排氣管7采用波紋管。所述液氮供應裝置2用于儲存液氮的液氮罐9以及與液氮罐9連接的輸液管10，所述液氮罐9上設有氮氣出口閥11、液氮出口閥12和安全閥13。所述輸液管10采用真空絕熱軟管。真空絕熱軟管具有良好的保溫效果，從而保證了液氮在傳輸過程中由于汽化而造成的損失。液氮罐9提供的液氮經輸液管10進入到材料處理室I中的換熱器3的管道中，風機5提供的風流過換熱器3進行強制對流換熱，通過溫度降低后的冷風去冷卻材料處理室I中的材料。換熱器3排出的氮氣進入到儲氣罐6進行回收。若需要使用氮氣時，直接從儲氣罐6的出口取出即可。為了保證回收氮氣的純度，管翅式換熱器出口的氮氣分兩路，一路直接排到空氣中，有旁路電磁閥15控制；另一路進入儲氣罐，由電磁閥8控制，當箱體溫度降到一定程度的時候電磁閥8關閉，旁路電磁閥15打開，而在該溫度之前電磁閥8打開，旁路電磁閥15關閉。所述液氮罐9包括盛裝液氮的內膽和外壁，中間夾層抽真空絕熱，內膽壁面包覆多層防輻射鋁箔和活性炭，從而最大程度的降低內膽和外界的換熱，從而保證了液氮的汽化損失。液氮罐9上設有液氮出口閥11，氮氣出口閥12和安全閥13。液氮輸送管道采用特制的真空絕熱管，其保溫效果良好，最大限度的降低了液氮的損耗。以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本 發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，包括材料處理室(I)和液氮供應裝置(2)，其特征在于，所述材料處理室(I)內設有換熱器(3)，所述換熱器(3)的一端連接所述液氮供應裝置(2)，另一端連接氮氣回收裝置(4)。
2.如權利要求1所述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，其特征在于，所述換熱器(3)為管翅式換熱器，所述管翅式換熱器的管道入口連接液氮供應裝置(2)，所述管翅式換熱器的管道出口連接氮氣回收裝置(4)。
3.如權利要求1或2所述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，其特征在于，所述換熱器(3)的一側設有風機(5)，用于提供氣流與換熱器(3)中的液氮進行強制對流換熱。
4.如權利要求1所述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，其特征在于，所述氮氣回收裝置(4)包括:儲氣罐￠)、與儲氣罐(6)連接的排氣管(7)和設于排氣管(7)上的電磁閥⑶。
5.如權利要求4所述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，其特征在于，所述排氣管(7)采用波紋管。
6.如權利要求1所述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，其特征在于，所述液氮供應裝置(2)用于儲存液氮的液氮罐(9)以及與液氮罐(9)連接的輸液管(10)，所述液氮罐(9)上設有氮氣出口閥(11)、液氮出口閥(12)和安全閥(13)。
7.如權利要求6所述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，其特征在于，所述輸液管(10)采用真空絕熱軟管。
8.如權利要求1所述的帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，其特征在于，還包括旁路排氣管(14)，與所述換熱器(3)連接，所述旁路排氣管(14)上安裝有旁路電磁閥(15)。
全文摘要
本發明公開了一種帶有氮氣回收裝置的深冷處理設備，包括材料處理室(1)和液氮供應裝置(2)，所述材料處理室(1)內設有換熱器(3)，所述換熱器(3)的一端連接所述液氮供應裝置(2)，另一端連接氮氣回收裝置(4)。本發明通過在傳統深冷處理設備上添加換熱器和氮氣回收裝置，使液氮從換熱器管側流過時與風機提供的氣流對流換熱，然后利用冷卻后的氣流來進行降溫控制，換熱器排出的氮氣進入到氮氣回收裝置回收，本發明能夠在很大程度上節約成本，且系統安裝、維護方便，運行穩定。另外，本發明由液氮氣化后產生的氮氣純度高，并且可在不消耗額外能量的前提下對氮氣進行回收利用。
文檔編號C21D6/04GK103243208SQ201210110498
公開日2013年8月14日 申請日期2012年4月13日 優先權日2012年4月13日
發明者王俊杰, 顧開選, 郭嘉, 周遠 申請人:中國科學院理化技術研究所