專利名稱：一種空氣處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種溫度、流量等參數(shù)可調(diào)節(jié)的干燥氣體供氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
環(huán)境模擬實驗系統(tǒng)，人工氣候室，環(huán)境試驗艙以及綜合試驗室等均為一類為不同的裝置和設(shè)備提供模擬真實工作狀況的試驗環(huán)境系統(tǒng)。這些試驗環(huán)境系統(tǒng)都需要進行處理的空氣，而且對于空氣的各種具體參數(shù)，如溫度、濕度、壓力、流量以及潔凈度等等都有嚴(yán)格的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中還沒有溫度、流量和壓力均可精確調(diào)節(jié)的供氣系統(tǒng)
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種溫度、流量等參數(shù)可精確調(diào)節(jié)的干燥空氣供氣系統(tǒng)，用于為模擬試驗環(huán)境提供符合要求的空氣。下文中所述氣體包括空氣。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的系統(tǒng)方案是一種空氣處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個溫度調(diào)節(jié)單元，該溫度調(diào)節(jié)單元包括一個用于調(diào)節(jié)與分配流量的調(diào)節(jié)閥裝置，經(jīng)所述調(diào)節(jié)閥裝置的氣體分為三路，第一路連接加熱單元，第二路連接制冷單元，第三路連接基準(zhǔn)氣體氣路；所述加熱單元包括對加熱氣路中的氣體加熱的加熱裝置和一個連通加熱氣路的高溫氣體混合容腔，所述制冷單元包括對制冷氣路中的氣體降溫的制冷裝置和一個連通制冷氣路的低溫氣體混合容腔；所述基準(zhǔn)氣體氣路中還設(shè)有一個用于將基準(zhǔn)氣體選擇通入所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔的選通閥，該選通閥的出口分別連通所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔，所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔的均具有輸出氣體的出口。所述空氣處理系統(tǒng)還包括在分別處于溫度調(diào)節(jié)單元前后的濕度調(diào)節(jié)單元和流量調(diào)節(jié)單元。所述空氣處理系統(tǒng)還包括壓力處理單元，壓力處理單元包括在溫度調(diào)節(jié)單元之前的一級減壓閥和在溫度調(diào)節(jié)單元之后的二級減壓閥。所述加熱裝置為電加熱裝置；所述制冷裝置為至少兩個串聯(lián)設(shè)置的制冷機組。所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔的腔體中設(shè)有用于使氣體充分混合的至少兩級布風(fēng)板。所述流量調(diào)節(jié)單元包括一個流量調(diào)節(jié)單元入口調(diào)節(jié)閥，所述流量調(diào)節(jié)單元入口調(diào)節(jié)閥的一個出口連接供氣管路，另一個出口連接用于調(diào)節(jié)流量與測量流量的旁通管路。本實用新型采用不同溫度狀態(tài)空氣混合的方法，實現(xiàn)空氣溫度的精確調(diào)節(jié)；系統(tǒng)簡單，調(diào)節(jié)方便。

圖I是本實用新型的系統(tǒng)框圖；圖2是本實用新型的溫度調(diào)節(jié)單元框圖；[0013]圖3是一個溫度調(diào)節(jié)單元具體結(jié)構(gòu)圖；圖4是流量調(diào)節(jié)單元結(jié)構(gòu)圖；圖5是高溫(低溫)氣體混合容腔結(jié)構(gòu)圖；圖6是布風(fēng)板示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。本實用新型采用的方法如下一種空氣處理方法，步驟如下a、首先對壓縮氣體進行干燥處理；b、對干燥處理后的氣體進行溫度調(diào)節(jié)處理；所述溫度調(diào)節(jié)處理包括將所述干燥處理后的氣體分為兩路，其中一路為基準(zhǔn)氣體，另一路進入升溫單元或制冷單元，經(jīng)升溫單元或制冷單元處理的 氣體與所述基準(zhǔn)氣體混合以完成所述溫度調(diào)節(jié)處理。C、對溫度調(diào)節(jié)處理后的氣體進行流量調(diào)節(jié)處理；該方法還包括壓力調(diào)節(jié)處理，壓力調(diào)節(jié)處理包括在b步驟前后均進行減壓處理。濕度調(diào)節(jié)處理包括由冷干機進行初步除濕和吸附式干燥機進行深度除濕。流量調(diào)節(jié)處理包括經(jīng)溫度調(diào)節(jié)處理的氣體分為兩路，一路進入用于提供處理后氣體的供氣管路，另一路進入用于調(diào)節(jié)流量與測量流量的旁通管路；通過調(diào)節(jié)旁通管路的流量控制與測量供氣管路的流量。在整個調(diào)節(jié)過程中，氣源的供氣量保持不變。如圖I所示的一種空氣處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括順次連接的濕度調(diào)節(jié)單元、溫度調(diào)節(jié)單元和流量調(diào)節(jié)單元。本實用新型的溫度調(diào)節(jié)單元如圖2所示，包括一個用于調(diào)節(jié)與分配流量的調(diào)節(jié)閥裝置，經(jīng)所述調(diào)節(jié)閥裝置的氣體分為三路，第一路連接加熱單元，第二路連接制冷單元，第三路連接基準(zhǔn)氣體氣路；所述加熱單元包括對加熱氣路中的氣體加熱的加熱裝置和一個連通加熱氣路的高溫氣體混合容腔，所述制冷單元包括對制冷氣路中的氣體降溫的制冷裝置和一個連通制冷氣路的低溫氣體混合容腔；所述基準(zhǔn)氣體氣路中還設(shè)有一個用于將基準(zhǔn)氣體選擇通入所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔的選通閥，該選通閥的出口分別連通所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔，所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔的均具有輸出氣體的出口。具體的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括一個溫度調(diào)節(jié)單元入口調(diào)節(jié)閥1，以及加熱單元和制冷單元；制冷單元包括在處于制冷管路上的至少一個制冷機組和一個低溫氣體混合容腔，經(jīng)制冷機組制冷后的氣體通入所述低溫氣體混合容腔；加熱單元包括處于加熱管路上的第一空氣加熱器和一個高溫氣體混合容腔，經(jīng)第一空氣加熱器加熱的氣體通入高溫氣體混合容腔；溫度調(diào)節(jié)單元入口調(diào)節(jié)閥I的一個出口分別兩路，分別連接制冷管路和加熱管路，另一個出口也分為兩路，(通過閥8、9)連接低溫氣體混合容腔和所述高溫氣體混合容腔；所述低溫氣體混合容腔或高溫氣體混合容腔的出口連接到所述流量調(diào)節(jié)單元入口。本實用新型的空氣處理系統(tǒng)的濕度調(diào)節(jié)單元具體介紹如下設(shè)置兩級除濕設(shè)備。冷凍干燥機僅能實現(xiàn)氣體在_20°C時無露點的除濕能力，而通過增加一級再生吸附干燥機實現(xiàn)氣體在_45°C時無露點的指標(biāo)，可以滿足系統(tǒng)設(shè)計要求的濕度指標(biāo)。本實用新型系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)單元具體介紹如下溫度調(diào)控擬采取標(biāo)準(zhǔn)氣體和常溫氣體或者高溫氣體混合的方法。如圖3，主要由溫度調(diào)節(jié)單元入口調(diào)節(jié)閥1，制冷機組，第一空氣加熱器，低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔組成。制冷機組采用三個串聯(lián)布置的壓縮式制冷機，第一級制冷機使空氣由Tm降低到10°C ;第二級制冷機使空氣由10°C降低到-10°C ;第三級制冷機使空氣由-10°C降低到-25°C ;三個制冷機既可單獨工作，也可聯(lián)合工作，所制備的低溫氣體與基準(zhǔn)氣體混合獲得溫度范圍為TnT-25°C的氣體?？諝饧訜崞骺煽諝鉁囟壬叩?00°C ;所制備的高溫氣體與基準(zhǔn)氣體混合獲得溫度范圍為TnTlOOt^A氣體。低溫和高溫氣體混合容腔可以實現(xiàn)氣體溫度的精確調(diào)節(jié),低溫氣體混合容腔的氣體來自制冷機組和基準(zhǔn)氣體，高溫氣體混合容腔的氣體來自空氣加熱器和基準(zhǔn)氣體。由能量守恒與質(zhì)量守恒方程，根據(jù)供氣流量Qm、溫度T要求，計算出混合時兩種已知溫度的氣體質(zhì)量流量，這兩種氣體按照計算出的質(zhì)量流量比在混合容腔內(nèi)混合，可實現(xiàn)供氣流量Qm、溫度T要求。本實用新型系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)單元主要由兩級減壓閥和精密減壓閥組成。第一級安裝在濕度調(diào)節(jié)單元之后，第二級安裝在溫度調(diào)節(jié)單元之后，精密減壓閥則安裝在進入模擬艙之前。所以不僅在溫度調(diào)節(jié)處理的步驟前后均進行減壓處理，而且在可以進入模擬·艙之前再次進行減壓處理，該單元的主要功能是精確調(diào)節(jié)系統(tǒng)的沿程氣體壓力和最終的使用壓力。本實用新型系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)單元由流量調(diào)節(jié)單元入口調(diào)節(jié)閥(三通調(diào)節(jié)閥)14和旁通管路組成。由于系統(tǒng)要求進入模擬艙的氣體流量分四級，對應(yīng)每一級有一個最大流量，為了實現(xiàn)每一級流量的連續(xù)可調(diào)，設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥和旁通管路。流量調(diào)節(jié)閥可以直接調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量大小，但是為了能夠?qū)α髁烤_控制，流量調(diào)節(jié)閥只承擔(dān)每一級最大流量的調(diào)節(jié)，由旁通管路中設(shè)置的三根旁通管道釋放不同流量的氣體，最終獲得精確的供氣流量，氣體流量從而達到每一級流量的連續(xù)可調(diào)。由圖4可知，旁通管路由一個三通調(diào)節(jié)閥14、第二空氣加熱器、消音閥和三個流量計組成。三通調(diào)節(jié)閥14是一種分流式的調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)氣體流量在供氣管路和旁通管路上的精確分配。但是由于流量計的測量范圍難以從O流量開始計量，因此為了實現(xiàn)系統(tǒng)要求的一級0 20kg/h流量范圍，特別設(shè)計了旁通管路，并通過測量旁通管路上的流量來實現(xiàn)供氣管路的較低流量測量，旁通管路上的流量計(計量的氣體流量為體積流量，系統(tǒng)要求的質(zhì)量流量可以換算到體積流量)的量程范圍應(yīng)大于系統(tǒng)要求的最大流量。在管路上設(shè)置了空氣加熱器，把低溫氣體加熱到環(huán)境溫度之后，排出管道，防止腐蝕管路，另外設(shè)置了消音閥，降低系統(tǒng)噪音。三根旁通管路中兩個有流量傳感器的管路為測量管路，這兩個流量傳感器的流量測量范圍分別對應(yīng)四級流量中的前后兩級，其中無流量傳感器的一段管路是保護流量傳感器設(shè)置的，在測量前先打開無流量傳感器的管路，再逐漸打開測量管路，防止氣流沖擊損壞流量傳感器，一旦測量開始，再逐漸關(guān)閉無流量傳感器的管路。為了實現(xiàn)氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)的氣體溫度、濕度、壓力和流量的自動調(diào)節(jié)，需要通過檢測單元完成系統(tǒng)要求控制的參數(shù)的在線檢測。系統(tǒng)主要依靠檢測單元采集溫度、壓力和流量信號，測試信號采集完畢后，送入計算機控制系統(tǒng)，完成在線監(jiān)測，通過計算機的分析，輸出控制信號操縱執(zhí)行器，實現(xiàn)系統(tǒng)各單元環(huán)節(jié)之間的閉環(huán)調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)壓力、溫度、流量的自動控制。系統(tǒng)中的檢測單元包括系統(tǒng)中設(shè)置各種溫度、壓力、流量傳感器等，如圖I中，溫度調(diào)節(jié)單元前后的溫度傳感器A、壓力傳感器A、流量傳感器A和溫度傳感器B、壓力傳感器B，流量調(diào)節(jié)單元之后的穩(wěn)定傳感器C、壓力傳感器C、流量傳感器B ;圖3溫度調(diào)節(jié)單元中流量計2，各制冷機組、兩混合容腔上的流量測量傳感器；圖4供氣管路、旁通管路中的流量測量傳感器。系統(tǒng)的測控系統(tǒng)采用計算機測控系統(tǒng)，主要基于PC機、PLC及擴展模塊和輔助電路等外圍設(shè)備，完成系統(tǒng)氣體溫度、壓力、流量的信號采集、處理及實時控制。關(guān)于測控系統(tǒng)，可采用現(xiàn)有技術(shù)中成熟的測控系統(tǒng)，所以在此不再贅述。如圖5所示為高溫(低溫)氣體混合容腔，20,30,40為三級錯位布風(fēng)板?？諝庠谛枰旌蠒r，分別從兩個進風(fēng)口進入混合容腔，由于進入的是高壓空氣，經(jīng)過三級布風(fēng)板的充分混合后可以達到要求。圖6為圖5中布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)圖，三級布風(fēng)板開孔率較大，且它們的 孔的軸線不重合，可以將兩種不同溫度的高壓氣體充分混合。下面介紹一個具體的例子，氣體流量20kg/h，用戶要求溫度從_25°C _100°C連續(xù)變化。空壓機提供穩(wěn)定的壓縮氣體，壓縮氣體經(jīng)過冷干機的初步和吸附式干燥機的深度除濕后，再經(jīng)過流量和壓力的粗調(diào)節(jié)后在閥門I處分為兩路，一路為氣體的混合提供基準(zhǔn)氣體，另一路經(jīng)過流量計后再次分成兩路，一路氣體進入制冷機組實現(xiàn)氣體的降溫，一路氣體進入空氣加熱器實現(xiàn)氣體的升溫；當(dāng)用戶需要_25°C—Tm的氣體時，關(guān)閉閥門10，打開閥門4，使氣體進入制冷機組中，啟動第一級制冷機組，將氣體降溫到10°C;由檢測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)不滿足用戶要求，啟動第二級制冷裝置，將溫度降到-io°c;同樣不能滿足要求，啟動第三級制冷裝置，將溫度降至_25°C .從制冷機組中出來的流量為Qm的氣體與流量為Qm’的基準(zhǔn)氣體混合得到所需溫度的氣體，氣體在二級精密減壓閥處進行壓力的終調(diào)節(jié)，經(jīng)過調(diào)壓的氣體通過旁通管路，由設(shè)置的三根旁通管道釋放不同流量的氣體，間接獲得精確的供氣流量；當(dāng)用戶需要-Tm°C — 100°C的氣體時，關(guān)閉閥門4，打開閥門10使氣體進入空氣加熱器中將氣體加熱至100°C，從第一空氣加熱器中出來的流量為Qm”的氣體與流量為Qm”’的基準(zhǔn)氣體在高溫混合容腔內(nèi)混合得到所需的氣體，氣體在二級精密減壓閥處進行壓力的終調(diào)節(jié)，經(jīng)過調(diào)壓的氣體通過旁通管路，由設(shè)置的三根旁通管道釋放不同流量的氣體，間接獲得精確的供氣流量。
權(quán)利要求1.一種空氣處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括一個溫度調(diào)節(jié)單元，該溫度調(diào)節(jié)單元包括一個用于調(diào)節(jié)與分配流量的調(diào)節(jié)閥裝置，經(jīng)所述調(diào)節(jié)閥裝置的氣體分為三路，第一路連接加熱單元，第二路連接制冷單元，第三路連接基準(zhǔn)氣體氣路；所述加熱單元包括對加熱氣路中的氣體加熱的加熱裝置和一個連通加熱氣路的高溫氣體混合容腔，所述制冷單元包括對制冷氣路中的氣體降溫的制冷裝置和一個連通制冷氣路的低溫氣體混合容腔；所述基準(zhǔn)氣體氣路中還設(shè)有一個用于將基準(zhǔn)氣體選擇通入所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔的選通閥，該選通閥的出口分別連通所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔，所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔的均具有輸出氣體的出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種空氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣處理系統(tǒng)還包括在分別處于溫度調(diào)節(jié)單元前后的濕度調(diào)節(jié)單元和流量調(diào)節(jié)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣處理系統(tǒng)還包括壓力處理單元，壓力處理單元包括在溫度調(diào)節(jié)單元之前的一級減壓閥和在溫度調(diào)節(jié)單元之后的二級減壓閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的一種空氣處理系統(tǒng)，其特征在于；所述加熱裝置為電加熱裝置；所述制冷裝置為至少兩個串聯(lián)設(shè)置的制冷機組。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫氣體混合容腔和高溫氣體混合容腔的腔體中設(shè)有用于使氣體充分混合的至少兩級布風(fēng)板。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述流量調(diào)節(jié)單元包括一個流量調(diào)節(jié)單元入口調(diào)節(jié)閥，所述流量調(diào)節(jié)單元入口調(diào)節(jié)閥的一個出口連接供氣管路，另一個出口連接用于調(diào)節(jié)流量與測量流量的旁通管路。
專利摘要本實用新型的目的是提供一種空氣處理系統(tǒng)，將氣體分為兩路，其中一路為基準(zhǔn)氣體氣路，另一路進入升溫單元或制冷單元，經(jīng)升溫單元或制冷單元處理的氣體與所述基準(zhǔn)氣體混合以完成所述溫度調(diào)節(jié)處理。本實用新型采用不同溫度狀態(tài)空氣混合的方法，實現(xiàn)空氣溫度的精確調(diào)節(jié)；系統(tǒng)簡單，調(diào)節(jié)方便。
文檔編號B01L7/00GK202570192SQ201220010920
公開日2012年12月5日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者梁坤峰, 朱萬鵬, 高春艷, 齊晶晶, 黃彩霞 申請人:河南科技大學(xué)