一种氙气生产制备装置及方法与流程

[0001]
本发明涉及氙气生产技术领域，尤其涉及一种氙气生产制备装置及方法。


背景技术：

[0002]
氙具有极高的发光强度，在照明技术上用来充填光电管、闪光灯和氙气高压灯，此外，氙还用于深度麻醉剂、医用紫外线、激光器、焊接、难熔金属切割、标准气、特种混合气等。
[0003]
由于氙气在生活中具有较高的利用价值，对于氙气的生产加工较为重要，传统的氙气加工方式较为复杂，流程较多，其中采用甲烷与液氧反应的除氧过程较为重要，此过程中采用钯触媒将有效提高反应效率。
[0004]
传统的炉体对于钯触媒的放置呈分层状，使液氧、甲烷与钯触媒充分接触，由于反应过程中处于高压密封状态，为了确保密封性不便于安装辅助液氧和甲烷的混合装置，由于钯触媒处于静止状态导致整个反应较为缓慢，反应时间较长，效率较低，同时钯触媒每次反应后需要进行更换，传统的装置对于钯触媒较为不便，设备的使用便捷性较低因此，有必要提供一种新的氙气生产制备装置及方法解决上述技术问题。


技术实现要素：

[0005]
为解决上述技术问题，本发明是提供一种具有高效加工的氙气生产制备装置及方法。
[0006]
本发明提供的氙气生产制备装置，所述氙气生产制备装置包括罐体，所述罐体顶部开设有进料管，且罐体底部开设有排料管，所述罐体内部转动安装有丝杠，且丝杠外部传动安装有可封装混合钯触媒的载媒器，所述罐体内壁开设有螺旋槽，所述载媒器的边缘固定有滚球，且滚球与螺旋槽滚动卡接，所述罐体端部安装有可联动压力控制密封的密封器，且丝杠转动穿过密封器连接有电机，所述载媒器的边缘均安装有传料装置，所述罐体靠近密封器一端安装有与传料装置配合的排料器和进料器，且排料器和进料器的分布与传料装置对齐，所述罐体底部安装有实现单向均匀供气的供气装置。
[0007]
优选的，所述氙气生产制备中的密封器包括扩容块、圈槽、密封圈、圈板、联动机构、软胶套和嵌合槽，所述扩容块与罐体固定连接，所述丝杠与扩容块转动连接，所述丝杠表面等距开设有圈槽，且圈槽外部套设有密封圈，所述扩容块内壁开设有嵌合槽，且嵌合槽内滑动配合安装有圈板，所述扩容块内部安装有联动机构，且圈板与联动机构连接，所述扩容块内部位于丝杠外固定有软胶套，且联动机构与软胶套挤压接触。
[0008]
优选的，所述氙气生产制备中的联动机构包括传动槽、顶杆、推块、斜块、压块、弹性槽、挡块和复位弹簧，所述扩容块内部位于软胶套外壁均匀开设有传动槽，所述传动槽内均滑动安装有斜块，所述斜块底端固定有压块，且压块与软胶套挤压接触，所述传动槽侧边开设有弹性槽，所述斜块侧边固定有挡块，所述挡块表面固定有复位弹簧，且挡块通过复位弹簧与弹性槽弹性连接，所述圈板表面位于传动槽对应位置固定有顶杆，且顶杆滑动穿入
传动槽内固定有推块，且推块与斜块挤压接触。
[0009]
优选的，所述氙气生产制备中的供气装置包括条块、导气管、电磁阀和单向阀，所述罐体底部固定有条块，所述条块内部安装有导气管，所述导气管表面均匀连接安装有单向阀，且单向阀与罐体内部连通，所述导气管端部安装有电磁阀。
[0010]
优选的，所述氙气生产制备中的载媒器包括螺纹筒、基筒、框盒、连盒和滤网板，所述螺纹筒与丝杠啮合套接，所述螺纹筒外壁转动套接有基筒，所述基筒外壁等距固定有三个框盒，所述基筒顶部的框盒两侧对称固定有连盒，且连盒与基筒两侧的框盒连通，所述框盒两侧对称固定有滤网板，所述传料装置安装在框盒侧面顶端，所述滚球安装在基筒上方的框盒顶端。
[0011]
优选的，所述氙气生产制备中的传料装置包括端盒、导料口、导条、密封板和压缩弹簧，所述端盒与框盒固定连通，所述端盒靠近排料器一侧开设有导料口，所述端盒外壁位于导料口的上方和下方固定有导条，所述端盒外部设置有密封板，且密封板与导条滑动连接，所述密封板靠近框盒一侧固定有压缩弹簧，且密封板通过压缩弹簧与端盒外壁弹性连接。
[0012]
优选的，所述氙气生产制备中的排料器和进料器结构相同，所述排料器包括通管、曲盒、堵块、导槽、导块和伸缩弹簧，所述曲盒固定在罐体内壁，所述曲盒与端盒结构配合，所述外壁固定连通有通管，且通管穿过罐体，所述曲盒内壁对称开设有导槽，且导槽内滑动安装有导块，所述曲盒内滑动配合有堵块，且堵块与导块固定连接，所述堵块表面固定有伸缩弹簧，且堵块通过伸缩弹簧与曲盒内壁弹性连接。
[0013]
优选的，所述曲盒和端盒呈配合的弧形状，且曲盒端口宽度是端盒宽度的1.5倍。
[0014]
一种氙气生产制备方法，步骤包括：步骤一、添加原料：将加热至450℃的含贫氙的液氧经过进料管加入罐体内部，液氧的加入高度高过丝杠；步骤二、去氧反应：载媒器内填充有颗粒状的钯触媒，开启电机驱动丝杠转动使载媒器在罐体内横移，通过滚球与螺旋槽的滚动贴合使载媒器在移动过程中发生转动，供气装置连接外部的甲烷装置，通过供气装置往罐体内均匀供入甲烷，在钯触媒的作用下使液氧与甲烷发生化学反应，生成二氧化碳和水；步骤三、排料：通过进料管将反应产生的二氧化碳排出，通过排料管将罐体内反应后的液体排出进入下一加工工序；步骤四、更换媒料：开启电机驱动载媒器移动到罐体端部，通过传料装置与排料器和进料器接触，通过排料器将用后的钯触媒颗粒排出，经过进料器往载媒器内加入新的钯触媒颗粒备用。
[0015]
与相关技术相比较，本发明提供的氙气生产制备装置及方法具有如下有益效果：本发明提供氙气生产制备装置及方法：1、针对于传统固定式的媒接触方式，采用载媒器对钯触媒承载，钯触媒放置在框盒内，载媒器通过电机的驱动往复移动，并通过螺旋槽与滚球的配合实现转动，在此过程中混合液直接穿过滤网板进入框盒内与钯触媒混合接触，促进化学反应的发生，而连盒的固定使三个框盒内的钯触媒受重力作用可来回窜动，保障钯触媒来回翻动，避免积料造成内部活性较高的钯触媒不能充分与混合液接触，极大提高媒与液氧的接触效率，从而提高反应效
率；2、在反应过程中丝杠转动穿过扩容块内部，由于转动部位存在间隙，采用密封圈与圈槽的配合使丝杠外壁与扩容块内壁紧密贴合，实现第一级的密封，嵌合槽内滑动安装的圈板感知罐体内部的压力，通过罐体内部的高压使圈板缩入嵌合槽内，通过联动机构的联动使软胶套受压与丝杠紧密贴合，实现对转动部位的二级密封，保障整个反应环境的密封效果，相对于传统的密封方式更加紧密、稳定；3、进行更换钯触媒时，将载媒器驱动到罐体的端部，旋转的载媒器使其端部的传料装置分别与排料器和进料器配合，端盒随着转动插入曲盒内，使导料口被打开与通管对齐，底部的传料装置与排料器配合将使用后的钯触媒排出，顶部的传料装置与进料器配合放入新的钯触媒，相对于传统固定式的媒结构更换更加便捷。
附图说明
[0016]
图1为本发明提供的整体结构示意图之一；图2为本发明提供的整体结构示意图之二；图3为本发明提供的罐体结构示意图之一图4为本发明提供的罐体剖视结构示意图之二；图5为本发明提供的密封器结构示意图；图6为本发明提供的联动机构结构示意图；图7为本发明提供的供气装置结构示意图；图8为本发明提供的载媒器整体结构示意图；图9为本发明提供的载媒器剖视结构示意图；图10为本发明提供的排料器和传料装置配合结构示意图；图11为本发明提供的排料器结构示意图；图12为本发明提供的传料装置结构示意图之一；图13为本发明提供的传料装置结构示意图之二。
[0017]
图中标号：1、罐体；2、进料管；3、密封器；31、扩容块；32、圈槽；33、密封圈；34、圈板；35、联动机构；351、传动槽；352、顶杆；353、推块；354、斜块；355、压块；356、弹性槽；357、挡块；358、复位弹簧；36、软胶套；37、嵌合槽；4、电机；41、丝杠；42、螺旋槽；43、滚球；5、供气装置；51、条块；52、导气管；53、电磁阀；54、单向阀；6、排料器；61、通管；62、曲盒；63、堵块；64、导槽；65、导块；66、伸缩弹簧；7、进料器；8、排料管；9、载媒器；91、螺纹筒；92、基筒；93、框盒；94、连盒；95、滤网板；10、传料装置；101、端盒；102、导料口；103、导条；104、密封板；105、压缩弹簧。
具体实施方式
[0018]
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
[0019]
请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13，其中，图1为本发明提供的整体结构示意图之一；图2为本发明提供的整体结构示意图之二；图3为本发明提供的罐体结构示意图之一图4为本发明提供的罐体剖视结构示意图之二；图5为本发明提供的密封器结构示意图；图6为本发明提供的联动机构结构示意图；图7为本发
明提供的供气装置结构示意图；图8为本发明提供的载媒器整体结构示意图；图9为本发明提供的载媒器剖视结构示意图；图10为本发明提供的排料器和传料装置配合结构示意图；图11为本发明提供的排料器结构示意图；图12为本发明提供的传料装置结构示意图之一；图13为本发明提供的传料装置结构示意图之二。
[0020]
在具体实施过程中，如图1、图2、图3和图4所示，一种氙气生产制备方法，采用一种特定的氙气生产制备装置配合完成，所述氙气生产制备装置包括罐体1，所述罐体1顶部开设有进料管2，且罐体1底部开设有排料管8，所述罐体1内部转动安装有丝杠41，且丝杠41外部传动安装有可封装混合钯触媒的载媒器9，所述罐体1内壁开设有螺旋槽42，所述载媒器9的边缘固定有滚球43，且滚球43与螺旋槽42滚动卡接，所述罐体1端部安装有可联动压力控制密封的密封器3，且丝杠41转动穿过密封器3连接有电机4，所述载媒器9的边缘均安装有传料装置10，所述罐体1靠近密封器3一端安装有与传料装置10配合的排料器6和进料器7，且排料器6和进料器7的分布与传料装置10对齐，所述罐体1底部安装有实现单向均匀供气的供气装置5。
[0021]
具体的，将初步浓缩后的含贫氙的液氧加热到450℃，经过进料管2导入罐体1内，通过供气装置5均匀导入甲烷，配合载媒器9内的钯触媒使也液氧反应生成二氧化碳和水，在反应过程中开启电机4驱动丝杠41转动，使载媒器9往复旋转移动，使钯触媒与混合液接触，提高反应效率，而密封器3的设置保障转动连接部位的密封，使罐体1处于密封状态。
[0022]
在具体反应过程中，传统设备为了保障密封性而不便于添加其他混合机构促进反应发生，而本氙气生产制备采用密封器3保障外接设备的连接密封，有效克服传统设备的安装难点，具体操作如下：如图5所示，所述氙气生产制备中的密封器3包括扩容块31、圈槽32、密封圈33、圈板34、联动机构35、软胶套36和嵌合槽37，所述扩容块31与罐体1固定连接，所述丝杠41与扩容块31转动连接，所述丝杠41表面等距开设有圈槽32，且圈槽32外部套设有密封圈33，所述扩容块31内壁开设有嵌合槽37，且嵌合槽37内滑动配合安装有圈板34，所述扩容块31内部安装有联动机构35，且圈板34与联动机构35连接，所述扩容块31内部位于丝杠41外固定有软胶套36，且联动机构35与软胶套36挤压接触。
[0023]
丝杠41转动穿过扩容块31内部，由于转动部位存在间隙，采用密封圈33与圈槽32的配合使丝杠41外壁与扩容块31内壁紧密贴合，实现第一级的密封，嵌合槽37内滑动安装的圈板34感知罐体1内部的压力，通过罐体1内部的高压使圈板34缩入嵌合槽37内，通过联动机构35的联动使软胶套36受压与丝杠41紧密贴合，实现对转动部位的二级密封，而圈板34受罐体1内部的压力而实现施压密封，从而实现密封强度与内部压力的配合，保障密封强度的正比变化。
[0024]
在二级密封过程中联动机构35起到重要的联动作用，具体联动动作如下：如图6所示，所述氙气生产制备中的联动机构35包括传动槽351、顶杆352、推块353、斜块354、压块355、弹性槽356、挡块357和复位弹簧358，所述扩容块31内部位于软胶套36外壁均匀开设有传动槽351，所述传动槽351内均滑动安装有斜块354，所述斜块354底端固定有压块355，且压块355与软胶套36挤压接触，所述传动槽351侧边开设有弹性槽356，所述斜块354侧边固定有挡块357，所述挡块357表面固定有复位弹簧358，且挡块357通过复位弹簧358与弹性槽356弹性连接，所述圈板34表面位于传动槽351对应位置固定有顶杆352，且顶
杆352滑动穿入传动槽351内固定有推块353，且推块353与斜块354挤压接触。
[0025]
具体的，当圈板34受压移动会推动顶杆352带动推块353移动，通过推块353与斜块354的斜面挤压接触使斜块354克服复位弹簧358的弹力带动压块355沿着传动槽351垂直下滑，使压块355挤压软胶套36变形与丝杠41外壁紧密接触，完成对压力的传递，当罐体1内部压力消除后，斜块354受复位弹簧358的弹力带动压块355复位，使软胶套36回复原状。
[0026]
在具体的反应过程中甲烷的混合均匀性对反应效率有极大的影响，采用5对甲烷进行注入实现均匀化混合，具体操作如下：如图7所示，所述氙气生产制备中的供气装置5包括条块51、导气管52、电磁阀53和单向阀54，所述罐体1底部固定有条块51，所述条块51内部安装有导气管52，所述导气管52表面均匀连接安装有单向阀54，且单向阀54与罐体1内部连通，所述导气管52端部安装有电磁阀53。
[0027]
电磁阀53与外部甲烷供应设备连接，添加甲烷时开启电磁阀53，甲烷进入导气管52内，通过单向阀54将甲烷均匀导入罐体1内部与液氧混合，混合均匀性较高，促使反应效率较高。
[0028]
基于传统的固定式的媒放置，导致混合液体与媒的接触效率较低，从而降低了反应效率，采用9承载钯触媒，具体的操作如下：如图8和图9所示，所述氙气生产制备中的载媒器9包括螺纹筒91、基筒92、框盒93、连盒94和滤网板95，所述螺纹筒91与丝杠41啮合套接，所述螺纹筒91外壁转动套接有基筒92，所述基筒92外壁等距固定有三个框盒93，所述基筒92顶部的框盒93两侧对称固定有连盒94，且连盒94与基筒92两侧的框盒93连通，所述框盒93两侧对称固定有滤网板95，所述传料装置10安装在框盒93侧面顶端，所述滚球43安装在基筒92上方的框盒93顶端。
[0029]
钯触媒放置在框盒93内，载媒器9通过电机4的驱动往复移动，并通过螺旋槽42与滚球43的配合实现转动，在此过程中混合液直接穿过滤网板95进入框盒93内与钯触媒混合接触，促进化学反应的发生，而连盒94的固定使三个框盒93内的钯触媒受重力作用可来回窜动，保障钯触媒来回翻动，避免积料造成内部活性较高的钯触媒不能充分与混合液接触。
[0030]
载媒器9内的钯触媒在使用一定次数后需要进行更换，具体的更换操作如下：如图10、图11、图12和图13所示，所述氙气生产制备中的传料装置10包括端盒101、导料口102、导条103、密封板104和压缩弹簧105，所述端盒101与框盒93固定连通，所述端盒101靠近排料器6一侧开设有导料口102，所述端盒101外壁位于导料口102的上方和下方固定有导条103，所述端盒101外部设置有密封板104，且密封板104与导条103滑动连接，所述密封板104靠近框盒93一侧固定有压缩弹簧105，且密封板104通过压缩弹簧105与端盒101外壁弹性连接；所述氙气生产制备中的排料器6和进料器7结构相同，所述排料器6包括通管61、曲盒62、堵块63、导槽64、导块65和伸缩弹簧66，所述曲盒62固定在罐体1内壁，所述曲盒62与端盒101结构配合，所述外壁固定连通有通管61，且通管61穿过罐体1，所述曲盒62内壁对称开设有导槽64，且导槽64内滑动安装有导块65，所述曲盒62内滑动配合有堵块63，且堵块63与导块65固定连接，所述堵块63表面固定有伸缩弹簧66，且堵块63通过伸缩弹簧66与曲盒62内壁弹性连接。
[0031]
进行更换钯触媒时，将载媒器9驱动到罐体1的端部，旋转的载媒器9使其端部的传料装置10分别与排料器6和进料器7配合，端盒101随着转动插入曲盒62内，堵块63受压克服
伸缩弹簧66的弹力沿着导槽64缩入曲盒62内部，并将通管61的导通部位让出，而端盒101持续性转入曲盒62内，密封板104边缘受曲盒62边缘的阻挡克服压缩弹簧105的弹力与端盒101发生相对移动，从而使导料口102被打开与通管61对齐，底部的传料装置10与排料器6配合将使用后的钯触媒排出，顶部的传料装置10与进料器7配合放入新的钯触媒，实现钯触媒的便捷更换。
[0032]
其中，所述曲盒62和端盒101呈配合的弧形状，且曲盒62端口宽度是端盒101宽度的1.5倍，使端盒101更精确的与曲盒62插接配合，避免发生漏料。
[0033]
一种氙气生产制备方法，包括以下步骤：步骤一、添加原料：将加热至450℃的含贫氙的液氧经过进料管2加入罐体1内部，液氧的加入高度高过丝杠41；步骤二、去氧反应：载媒器9内填充有颗粒状的钯触媒，开启电机4驱动丝杠41转动使载媒器9在罐体1内横移，通过滚球43与螺旋槽42的滚动贴合使载媒器9在移动过程中发生转动，供气装置5连接外部的甲烷装置，通过供气装置5往罐体1内均匀供入甲烷，在钯触媒的作用下使液氧与甲烷发生化学反应，生成二氧化碳和水；步骤三、排料：通过进料管2将反应产生的二氧化碳排出，通过排料管8将罐体1内反应后的液体排出进入下一加工工序；步骤四、更换媒料：开启电机4驱动载媒器9移动到罐体1端部，通过传料装置10与排料器6和进料器7接触，通过排料器6将用后的钯触媒颗粒排出，经过进料器7往载媒器9内加入新的钯触媒颗粒备用。
[0034]
工作原理：将加热至450℃的含贫氙的液氧经过进料管2加入罐体1内部，液氧的加入高度高过丝杠41，载媒器9内填充有颗粒状的钯触媒，开启电机4驱动丝杠41转动使载媒器9在罐体1内横移，通过滚球43与螺旋槽42的滚动贴合使载媒器9在移动过程中发生转动，供气装置5连接外部的甲烷装置，通过供气装置5往罐体1内均匀供入甲烷，在钯触媒的作用下使液氧与甲烷发生化学反应，生成二氧化碳和水，通过进料管2将反应产生的二氧化碳排出，通过排料管8将罐体1内反应后的液体排出进入下一加工工序，开启电机4驱动载媒器9移动到罐体1端部，通过传料装置10与排料器6和进料器7接触，通过排料器6将用后的钯触媒颗粒排出，经过进料器7往载媒器9内加入新的钯触媒颗粒备用。
[0035]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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