本實用新型屬于氮氣制備領(lǐng)域，具體涉及一種高效、高純度及高智能的氮氣發(fā)生器。

背景技術(shù)：

實驗室儀器分析中常要用到各種氣源，如液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC/MS)廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)研究與應(yīng)用、環(huán)境分析、食品分析以及臨床應(yīng)用等領(lǐng)域。傳統(tǒng)實驗室對LC/MS的供氣方式通常是采用低成本的鋼瓶或者高壓儲氣罐來實現(xiàn)，但因其自身氣容量的有限，實驗室工作者不得不頻繁地訂購、搬運、安裝和更換鋼瓶(高壓氣罐),這不僅耗費大量的人力、物力和時間，甚至使一些重要的實驗工作被迫中斷；高壓氣罐階段性自動放氣減壓保護(hù)是一種不可避免的技術(shù)缺陷，也直接導(dǎo)致了用戶氣體資源的無畏浪費；且鋼瓶經(jīng)常在無明顯征兆的情況下氮氣用盡，從而導(dǎo)致用戶重要分析實驗被迫停止。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種高效、高純度、高智能的氮氣發(fā)生器，該氮氣發(fā)生器在制備氮氣的過程中，還能提供凈化的空氣。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種氮氣發(fā)生器，包括空氣預(yù)處理單元、空氣凈化單元和氮氣制備單元，所述的空氣預(yù)處理單元包括依次相連的空壓機(jī)、空氣冷凝器、鋼瓶組件和除水過濾器，所述的鋼瓶組件包括至少兩個并聯(lián)設(shè)置的氣體鋼瓶，所述的空氣凈化單元由依次相連的干燥器和第一除塵過濾器組成，所述的氮氣制備單元由依次連接的中空纖維膜空氣分離器和第二除塵過濾器組成，所述的干燥器和中空纖維膜空氣分離器的進(jìn)氣口分別與除水過濾器的出氣口相連。

鋼瓶組件的每個氣體鋼瓶上均設(shè)有用于控制空壓機(jī)啟閉的壓力開關(guān)，鋼瓶組件的進(jìn)氣口和出氣口均設(shè)有單向閥。

所述的鋼瓶組件包括兩個并聯(lián)設(shè)置的氣體鋼瓶。

所述的空氣預(yù)處理單元還包括卸荷閥、排水閥和PLC，所述的卸荷閥設(shè)置在鋼瓶組件進(jìn)氣口單向閥和空壓機(jī)之間的管路上，所述的排水閥設(shè)置在氣體鋼瓶的底部，卸荷閥及排水閥均與PLC通過電路相連，控制卸荷閥和排水閥的啟閉。

所述的空氣預(yù)處理單元還包括風(fēng)扇，所述的風(fēng)扇與空氣冷凝器相對，設(shè)置在空氣冷凝器的外部。

所述的空氣冷凝器為盤管式冷凝器。

所述的除水過濾器為吸附式除水過濾器。

所述的干燥器為吸附式干燥器。

所述的第一除塵過濾器和第二除塵過濾器均為吸附式除塵過濾器。

空壓機(jī)產(chǎn)生空氣后，經(jīng)由空氣冷凝器和風(fēng)扇冷卻降溫后，氣體進(jìn)入鋼瓶組件的每個氣體鋼瓶中，在空壓機(jī)啟動與停止的時候，在鋼瓶組件與空氣冷凝器之間會有氣體存在，這時就需要通過卸荷閥來將這部分氣體排空，使得這部分管路與大氣壓壓力相近，從而避免空壓機(jī)停止時壓力不夠急劇停止和避免空壓機(jī)開啟時壓力與氣管內(nèi)相近導(dǎo)致的空壓機(jī)無法正常啟動。與此同時，經(jīng)過冷凝后的氣體進(jìn)入氣缸組件，會在氣體鋼瓶中殘留部分水分，而排水閥的作用就是定期將氣體鋼瓶底部的水排空。之后氣體再經(jīng)由除水過濾器，將水分除去的氣體分成兩路氣體。一路經(jīng)由干燥器和除塵過濾器將氣體的雜質(zhì)剔除干凈后，為后置實驗設(shè)備提供凈化的空氣。另一路氣體通過中空纖維膜空氣分離器采，用膜分離法將空氣中的氧氣去除，純氮氣再通過除塵器將灰塵等顆粒物去除干凈后給后置設(shè)備使用。PLC控制卸荷閥與排水閥的啟閉。而空壓機(jī)工作是通過壓力開關(guān)來控制的，當(dāng)鋼瓶組件中的某個氣體鋼瓶內(nèi)的氣壓小于100Psi時開始工作，某個氣體鋼瓶中的氣壓達(dá)到130Psi時空壓機(jī)停止工作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

(1)空氣冷凝器額外增加風(fēng)扇，提高冷卻的效率。

(2)通過PLC控制排水閥和卸荷閥、壓力開關(guān)控制空壓機(jī)，可實現(xiàn)全自動控制。

(3)采用雙氣缸保證供氣的穩(wěn)定性、連續(xù)性。雙氣缸采用并聯(lián)方式，有效的 增加空間利用度，并且加大氣罐容量，從而使得輸出氣體的穩(wěn)定性與連續(xù)性有一定的保障。

(4)氣體經(jīng)過除水、干燥處理，提高氣體的純度。

附圖說明

圖1為本實用新型的連接示意圖；

圖中，1為空壓機(jī)，2為卸荷閥，3為空氣冷凝器，4為風(fēng)扇，5為氣體鋼瓶，6為排水閥，7為PLC，8為除水過濾器，9為干燥器，10為第一除塵過濾器，11為中空纖維膜空氣分離器，12為第二除塵過濾器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例1

一種氮氣發(fā)生器，包括空氣預(yù)處理單元、空氣凈化單元和氮氣制備單元，如圖1所示。空氣預(yù)處理單元包括依次相連的空壓機(jī)1、空氣冷凝器3、風(fēng)扇4、鋼瓶組件、除水過濾器8以及卸荷閥2、排水閥6和PLC7，鋼瓶組件由兩個并聯(lián)設(shè)置的氣體鋼瓶5組成，鋼瓶組件的每個氣體鋼瓶8上均設(shè)有用于控制空壓機(jī)1啟閉的壓力開關(guān)，鋼瓶組件的進(jìn)氣口和出氣口均設(shè)有單向閥，當(dāng)鋼瓶組件中的某個氣體鋼瓶內(nèi)的氣壓小于100Psi時開始工作，某個氣體鋼瓶中的氣壓達(dá)到130Psi時空壓機(jī)停止工作。卸荷閥2設(shè)置在鋼瓶組件進(jìn)氣口單向閥和空壓機(jī)1之間的管路上，排水閥6設(shè)置在氣體鋼瓶5的底部，卸荷閥2及排水閥6均與PLC7通過電路相連，控制卸荷閥2和排水閥6的啟閉，風(fēng)扇4與空氣冷凝器3相對，設(shè)置在空氣冷凝器3的外部。空氣凈化單元由依次相連的干燥器9和第一除塵過濾器10組成，氮氣制備單元由依次連接的中空纖維膜空氣分離器11和第二除塵過濾器12組成，所述的干燥器9和中空纖維膜空氣分離器11的進(jìn)氣口分別與除水過濾器8的出氣口相連。

其中，空氣冷凝器3為盤管式冷凝器，除水過濾器4為吸附式除水過濾器，干燥器9為吸附式干燥器，第一除塵過濾器8和第二除塵過濾器12均為吸附式除塵過濾器。

實施例2

本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于，本實施例的鋼瓶組件由三個并 聯(lián)設(shè)置的氣體鋼瓶5組成。