[发明专利]液态二氧化碳流体的连续供给装置

说明书

技术领域

本发明属于二氧化碳流体的供给设备或装置技术领域，具体涉及到液态二氧化碳流体的连续供给装置。

背景技术

超临界二氧化碳已成为一种公认的绿色介质，因其独特的优势已经被越来越多地应用在工业生产和科学研究等领域。目前，涉及超临界二氧化碳技术的流动式工艺主要包括超临界二氧化碳萃取、干燥、染色以及发泡，还包括超临界二氧化碳中的一些化学反应以及材料合成等。上述各流动式工艺过程的正常运行有赖于二氧化碳流体连续而稳定的供给。二氧化碳流体供给量的剧烈波动或中断会对生产及科研工作带来严重负面影响，会导致过程无法继续进行或产物性能不稳定，甚至会引起设备损坏或导致其他安全隐患。二氧化碳流体连续可靠的供给是超临界二氧化碳技术流动式工艺在生产和科研中平稳运行的基础。

专利公开号为101451650B发明名称为《二氧化碳源供应系统》的中国发明专利，以二氧化碳钢瓶为气态二氧化碳供应源，借助于冷凝器将气态二氧化碳转变为液态二氧化碳并储存于冷凝容器中以期获得稳定压力和流量的液态二氧化碳，通过感测气态二氧化碳供应源的压力来作为更换二氧化碳钢瓶的依据。该装置存在的主要缺点为：首先，不能感测及控制冷凝容器中液态二氧化碳的存储量，无法保证二氧化碳流体的持续稳定供给，特别是在更换二氧化碳钢瓶过程中二氧化碳流体的不间断供给；此外，由于二氧化碳在气液两相共存时，气态二氧化碳的压力对温度变化很敏感，而在温度不变时钢瓶中气态二氧化碳的压力在液态二氧化碳完全消失以前对二氧化碳存储量的变化却很不敏感，只有当液态二氧化碳完全消失以后二氧化碳的压力才会随其存储量的减少迅速下降，此时以二氧化碳的压力作为依据更换二氧化碳钢瓶已经难以保证二氧化碳流体的不间断供给。

专利申请号为201010131317.0发明名称为《一种控制高压液体流量的汇流装置及其工作方法》的中国发明专利申请，采用两组气源并列安装且可实现切换的二氧化碳气体汇流排为二氧化碳供给源，通过串联在汇流汇流主管道上的冷凝器冷却气态二氧化碳来实现其液化并供给下游的设备使用。该装置在理论上解决了因更换气瓶而引起的二氧化碳断流问题，但实际上该装置液态二氧化碳的供给量直接受限于所用冷凝器的冷凝效率，并且由于气态二氧化碳的快速冷却连续液化过程的能量消耗很高，因此，该装置难以满足超临界二氧化碳流动式工艺的应用需要，特别是在工业生产领域的需要。二氧化碳流体连续而稳定地供给已成为目前超临界二氧化碳技术研究及应用中亟需解决的一个突出问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述二氧化碳流体供给装置的缺点，提供一种设计合理、操作简便、能量消耗低、适用范围广的液态二氧化碳流体的连续供给装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：它包括设置在左侧的控制器、设置在右侧的液态二氧化碳调蓄罐和液态二氧化碳汇流排，液态二氧化碳调蓄罐通过导线与控制器相连，液态二氧化碳汇流排通过导线与控制器相连、通过管道与液态二氧化碳调蓄罐相联通。

本发明的控制器为：在安装板上左侧至下而上依次设置有右液态二氧化碳罐报警器、复位开关、左液态二氧化碳罐报警器、进液电磁阀指示灯、温度报警指示灯，安装板上右侧至下而上依次设置有低液位控制器、左右路切换器、高液位控制器、温度显示仪，低液位控制器通过导线与左右路切换器相连。

本发明的液态二氧化碳调蓄罐为：在主罐体的左侧壁下部设置有通过导线与温度显示仪相连的温度传感器，主罐体的左侧壁上部设置有通过导线与低液位控制器和高液位控制器相连的液位传感器，主罐体的顶部设置有安全阀和压力表，主罐体的底部通过安装在管道上的进液电磁阀与液态二氧化碳汇流排相联通，进液电磁阀通过导线与高液位控制器相连，主罐体的右侧壁下部设置出液阀。

本发明的液态二氧化碳汇流排为：在左液态二氧化碳罐的出口依次通过安装在管道上的左过滤器、左电磁阀、左单向阀、安装在汇流主管道上的进液电磁阀与主罐体内相联通，右液态二氧化碳罐的出口依次通过安装在管道上的右过滤器、右电磁阀、右单向阀、安装在汇流主管道上的进液电磁阀与主罐体内相联通，左电磁阀和右电磁阀通过导线与低液位控制器相连。

本发明的液态二氧化碳调蓄罐的主罐体为单层罐体或夹层罐体。

本发明的夹层罐体为：在主罐体的侧壁下设置有与主罐体夹层内相联通的冷却液进管、侧壁上设置有与主罐体夹层内相联通的冷却液出管。