一种氧浓度均匀性调节系统的制作方法

1.本实用新型涉及气调领域，特别地涉及一种氧浓度均匀性调节系统。


背景技术：

2.虫害防治问题已成为中药材等储藏领域中亟待解决的普遍性问题。中药材的合理养护是确保中药材质量的重要措施，也是降低损耗、提高经济效益的重要环节。中药材在贮藏过程中，因多种因素会引发变质现象，如霉变、变色、变味、泛油等。化学熏蒸法和物理辐射法容易造成化学残留物超标和药材不可逆转的损伤，影响药材品质、污染环境，甚至危害工作人员的健康。2014年，由国家商务部发布的《中药材仓储管理规范》(sb/t11094-2014)中明确规定：“中药材在储存过程中不应使用磷化铝熏蒸，不得滥用硫磺熏蒸”。冷冻杀虫法虽然能够避免上述问题，但是由于成本高昂，难以实现大规模批量杀虫处理。
3.现有技术中已经提出低氧气调杀虫养护方法。低氧气调杀虫养护方法是一种安全环保、零污染、零残留、零伤害的杀虫方法。目前的低氧气调杀虫系统由于库房内氧浓度不均匀导致设备检测出现误差且杀虫效率较低。因此，如何更加高效、便捷、低成本的实现低氧虫害防治处理将对于本领域具有重要意义。
4.目前的中药材低氧气调库房，面积容积都比较大，而现有的低氧气调系统调节能力有限，不能保证库房内环境氧浓度的均匀性，从而难以精确控制库房内环境的氧浓度值。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，包括：气密库房，所述气密库房顶部或侧壁设置有进气管路和出气管路；氧浓度均匀性检测装置，连接至所述气密库房，配置为获取气密库房内氧浓度场分布态样；以及控氧装置，连接至所述气密库房，配置为根据所述气密库房内氧浓度场分布态样，调整所述气密库房内氧浓度及其均匀性。
6.特别的，所述氧浓度均匀性检测装置包括：氧浓度场计算单元，配置为计算所述气密库房内氧浓度场分布态样随时间变化关系；主控单元，耦合至所述氧浓度场计算单元，配置为根据所述氧浓度场分布态样随时间变化关系，产生相应控制信号，并根据所述控制信号，控制所述控氧装置调整所述气密库房内氧浓度及其均匀性。
7.特别的，所述氧浓度均匀性检测装置包括：氧浓度检测单元，包括多个氧浓度传感器，均匀设置在所述气密库房内；操控单元，耦合至所述氧浓度检测单元，响应于所述氧浓度检测单元检测结果，控制所述控氧装置调整所述气密库房内氧浓度及其均匀性。
8.特别的，所述控氧装置包括：除氧装置，连接至所述进气管路的进气端，配置为开启后降低气密库房内氧浓度；气体管路，连接至所述进气管路的出气端，设置在所述气密库房内，配置为经所述进气管路进入的气体提供气体路径；出气结构，设置在所述气体管路上，配置为连通所述气体管路内与气密库房。
9.特别的，所述除氧装置包括：输气装置，设置在气密库房外；输气管路，连通所述输
气装置和偶数术进气管路。
10.特别的，所述控氧装置进一步包括：内循环装置，设置在所述气密库房内，配置为开启后控制气密库房内气体定向流动。
11.特别的，所述内循环装置包括：多个气体导向装置，设置在所述气密库房侧壁，可以使气体定向流动；多个内循环管路，设置在所述气密库房内或气密库房外，每个所述内循环管路连通至少一个所述气体导向装置。
12.特别的，所述出气结构为多向气阀，所述多向气阀可以控制是否出气和出气角度。
13.特别的，所述多向气阀设置在远离出气管路的位置。
14.特别的，所述出气结构为出气孔，所述出气孔孔径与密度和该出气孔与所述进气管路距离成反比。
15.本技术一种氧浓度均匀性调节系统可以长时间稳定的保持气密库房100内的氧浓度稳定且均匀。将气密库房内空间通过氧浓度场的方式模拟数据，获得准确的氧含量数据，也能实现精准控氧工作，不仅可以放止局部氧含量过高，而且可以避免无必要的降氧工作，可以降低能耗，而且可以降低日常维护损耗。
附图说明
16.下面，将结合附图对本实用新型的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
17.图1是根据本实用新型的一个实施例一种氧浓度均匀性调节系统逻辑结构示意图；
18.图2是根据本实用新型的一个实施例一种氧浓度均匀性调节系统部分结构外部结构示意图；
19.图3是根据本实用新型的一个实施例一种氧浓度均匀性调节系统部分机构内部结构示意图；
20.图4是根据本实用新型一个实施例的除氧装置示意图；
21.图5为根据本实用新型一个实施例的内循环装置示意图；
22.图6是根据本实用新型一个实施例的一中多向气阀及其周围空间区域示例图；以及
23.图7是是根据本实用新型一个实施例的一种气密库房空间区域示例图。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在以下的详细描述中，可以参看作为本技术一部分用来说明本技术的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本技术的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本技术的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本技术
的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
26.本技术涉及一种氧浓度均匀性调节系统。其中，图1是根据本实用新型的一个实施例一种氧浓度均匀性调节系统逻辑结构示意图，图2是根据本实用新型的一个实施例一种氧浓度均匀性调节系统部分结构外部结构示意图，图3是根据本实用新型的一个实施例一种氧浓度均匀性调节系统部分机构内部结构示意图。
27.如图1、2和3所示，氧浓度均匀性调节系统包括气密库房100。所述气密库房100包括：库房顶板191，库房墙板192，气密门193，库房地面194，进气管路101和出气管路102。进气管路101和出气管路102可以设置在库房顶板191或库房墙板192上。在一些实施例中，进气管路101和出气管路102 设置在库房顶板191上。这样不但换气效率更高，也避免与地面人员接触，安全性高。在一些实施例中，进气管路101和出气管路102进一步包括气密阀，在气密阀关闭时，进气管路101和出气管路102与外界没有气体流通，保证气密库房100的气密性。在一些实施例中，气密库房100是由刚性气密板以及气密门搭建而成的气密空间，库房拥有良好的气密性可以有效的防止库房外部环境对库房内相对氧浓度造成干扰。
28.在一些实施例中，进气管路101和出气管路102的设置方法如图3所示。进气管路101的出气口略低于库房顶板191或与其相平，出气管路102的进气口位置略高于库房地面194。气密库房100内的除氧过程，是通过进气管路101 和出气管路102完成的。一般的，气源装置(例如氮气源)接入进气管路101，向气密库房100内缓慢通入氮气。由于氮气密度小于氧气，所以氮气进入后经由气密库房100顶层，由上至下，逐渐冲入整个气密库房100，氧气或氧气含量较高的气体经由下部的出气管路102排出至外界。在一些实施例中，调换进气管路101和出气管路102的进气和出气设置，让气体经由出气管路102进入，使得氧气经由进气管路101排出。这种情况下，该气体密度大于氧气。
29.在一些实施例中，前述充气过程为0.5小时～100小时，具体视气密库房体积、气体纯度和气量决定。
30.氧浓度均匀性调节系统还包括氧浓度均匀性检测装置110，氧浓度均匀性检测装置连接与气密库房100内部。氧浓度均匀性检测装置可以设置在气密库房100外部或内部。氧浓度均匀性检测装置可以检测气密库房100内氧浓度场分布态样。具体的，氧浓度均匀性检测装置可以获取当前时间点，气密库房100 内不同位置空间的氧浓度情况，并据此判断当前气密库房100内氧浓度是否均匀，以及非均匀空间位置。
31.在一些实施例中，氧浓度均匀性检测装置110包括：氧浓度场计算单元111 和主控单元112。
32.氧浓度场计算单元111，配置为计算气密库房100内氧浓度场分布态样随时间变化关系。具体的，氧浓度场计算单元111可以获取当前时间点，气密库房100内不同位置空间的氧浓度情况。在一些实施例中，这种获取方式可以是大数据模拟结果。在另一个实施例中，这种获取方式可以是，在知晓初始时刻氧浓度情况下，通过数学模型仿真计算气密库房100内氧浓度场随时间变化情况。在一些实施例中，这种计算获取的方式还可以配合气密库房100内空间区域化使用。例如，可以将气密库房100内的空间分为16个区域，通过上述方式获取该16个区域的氧浓度场分布态样。这样可以在后续氧浓度调整均匀性的过程中，更有针对性。在一些实施例中，通过在气密库房100内设置氧气检测传感器获取特定区域氧浓度，氧浓度场计算单元111根据获取到的数据计算整个气密库房100内的氧浓度场分步态样。
33.主控单元112，耦合至所述氧浓度场计算单元111。氧浓度场计算单元111 在获取了氧浓度场分布态样后，得到了氧浓度场分布态样随时间变化关系，并将得到的氧浓度场分布态样发送至主控单元112。这样当某个区域的氧浓度变化超出预设值，主控单元112可以产生相应控制信号，并根据所述控制信号，控制控氧装置120调整所述气密库房内氧浓度均匀性。
34.这种通过计算获得氧浓度场分布态样的方法，相较传统的检测方法，其不需要实时监测特定区域氧浓度值，所以能耗更低。
35.在另一些实施例中，氧浓度均匀性检测装置110包括：氧浓度检测单元113 和操控单元114。
36.氧浓度检测单元113，包括多个氧浓度传感器，氧浓度传感器均匀设置在所述气密库房100内。
37.操控单元114，耦合至所述氧浓度检测单元113，响应于氧浓度检测单元 113检测结果(即氧浓度场分布态样)，控制控氧装置120调整所述气密库房内氧浓度及其均匀性。具体地，将氧浓度检测单元113检测到的某个区域氧浓度值和预先设定值进行比对，当气密库房100内氧浓度超过预先设定的氧浓度值的回差范围时，操控单元114启动控氧装置120。
38.本技术所涉及一种氧浓度均匀性调节系统还包括控氧装置120，其连接至气密库房100和氧浓度均匀性检测装置110，配置为根据气密库房100内氧浓度场分布态样，调整气密库房100内氧浓度均匀性。图4是根据本实用新型一个实施例的除氧装置示意图，图5为根据本实用新型一个实施例的内循环装置示意图。下面结合图4和图5介绍控氧装置120的具体结构。
39.控氧装置120包括：输气装置122、输气管路121、气体管路123以及出气结构124。
40.其中，输气装置122和输气管路121共同构成除氧装置。
41.如图4所示，输气装置122设置在气密库房100外，经输气管路121连接至进气管路101。在一些实施例中，输气装置122是一种氮气气源。
42.气体管路123，连接至进气管路101的出气端，设置在气密库房100内，配置为经进气管路101进入的气体提供气体路径。
43.出气结构124，设置在气体管路123上，配置为连通气体管路123内与气密库房。在一些实施例中，出气结构124为多向气阀，多向气阀可以控制是否出气和出气角度。在一些实施例中，出气结构124为出气孔，出气孔孔径与密度和该出气孔与进气管路101距离成反比。
44.在一些实施例中，控氧装置120进一步包括：
45.内循环装置，如图5所示，内循环装置包括多个气体导向装置125，设置在气密库房100侧壁。多个内循环管路126，设置在气密库房100内或气密库房外，每个内循环管路126连通两个所述气体导向装置。在一些实施例中，内循环管路126设置在气密库房100外。开启气体导向装置125后，气密库房100 内气体沿固定方向循环定向流动，实现气密库房100内气体浓度的均匀性调整。
46.在一些实施例中，内循环管路126和气体管路123是同一管路。
47.下面通过具体的实施方式来进一步说明本技术技术方案工作过程。图6是根据本实用新型一个实施例的一中多向气阀及其周围空间区域示例图，图7是是根据本实用新型
一个实施例的一种气密库房空间区域示例图。
48.在本实施例中，选取氧浓度均匀性检测装置110包括：氧浓度场计算单元 111和主控单元112，选取出气结构124为多向气阀。
49.首先，从进气管路101通入高纯度氮气，经出气管路102将多余气体排出。在一些实施例中，该过程中可以启动内循环装置，使库房内氧浓度均匀降低。调整气密库房100内氧浓度符合预设值，且氧浓度均匀。然后封闭气密库房 100。在本实施例中，将气密库房100内空间分为16个区域，如图7所示，相邻四个区域共用一个出气结构124(即多向气阀)。其中，出气结构124可以通过主控单元控制其开闭和出气角度，每个出气结构124可以覆盖其周围四个区域，如图6所示，出气结构124可以分别朝向区域301、302、303、304出气，或者朝向正上方或正下方等任意角度出气。
50.在维持气密库房100氧浓度的过程中，氧浓度场计算单元111根据相应算法计算出库房内氧浓度场随时间推移的变化。
51.在一些实施例中，当某一时间点，氧浓度场计算单元111获取到，例如区域304处氧浓度低于预设值。此时会将该结果发送至主控单元112。主控单元 112开启控氧装置120中的除氧装置的输气装置122。
52.当启动输气装置122时，输气装置122产出的气体经过输气管路121后进入进气管路101。主控单元112控制区域304对应的出气结构124开启(其他继续关闭)，并调整角度瞄向区域304，对区域304的气氛打散，使得气体强制混合，让气体环境更均匀。
53.在一些实施例中，由于氧气密度高于氮气，累积的(非均匀)氧气一般积聚在气密库房100下方。所以，出气结构124设置在远离出气管路102的一侧。如图7所示，出气管路102可以设置在两个出气结构124夹角对角线另一侧。这样可以将积聚在地面的氧气经出气结构124排出。
54.这种方式可以针对特定区域除氧或调整氧浓度，调控精准，并且节能的同时除氧效果也更好。而且由于充入库房的气体是经过外部气源站处理过的洁净气体，所以在调节库房氧浓度的同时，可以净化库房内环境，提高库房内气体的洁净度。
55.在一些实施例中，出气结构位于库房的顶部，进一步的位于顶部与侧壁结合的部位，并将库内空间垂直划分成并列的若干部分。
56.在一些实施例中，当某一时间点，氧浓度场计算单元111获取到，例如气密库房内氧浓度不均匀(氧浓度的最高值与最低值相差超过阈值)。主控单元 112开启控氧装置120中的内循环装置。
57.在一些实施例中，内循环装置是由多个内循环管路和安装在气密库房100 内部上的若干个气体导流装置(例如风扇)195组合而成。多个内循环管路，设置在所述气密库房内或气密库房外，每个所述内循环管路连通至少一个所述气体导向装置。若循环管路位于库房外部，管路必须良好密封，防止循环过程中进入外界空气。当开启导风扇，会在杀虫库房内部形成定向的循环风，这种强制性循环可以促进气密库房100内部的气体混合，而气体的加速混合会使库房内的氧浓度均匀性大幅提高，从而提高库房工作的效率，降低运行成本。
58.在一些实施例中，内循环装置可以每间隔一个固定时间就开启，开启后无需对气密围护100内各个位置的氧浓度进行检测，即可以准确地调整库内氧含量分步均匀性，有利于控氧装置对库内气体均匀性进行精确控制，提高控氧效率，降低损耗。
59.本技术一种氧浓度均匀性调节系统可以长时间稳定的保持气密库房100内的氧浓度稳定且均匀。将气密库房内空间通过氧浓度场的方式模拟数据，获得准确的氧含量数据，也能实现精准控氧工作，不仅可以放止局部氧含量过高，而且可以避免无必要的降氧工作，可以降低能耗，而且可以降低日常维护损耗。
60.上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本实用新型公开的范畴。

技术特征：
1.一种氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，包括：气密库房，所述气密库房顶部或侧壁设置有进气管路和出气管路；氧浓度均匀性检测装置，连接至所述气密库房，配置为获取气密库房内氧浓度场分布态样；以及控氧装置，连接至所述气密库房，配置为根据所述气密库房内氧浓度场分布态样，调整所述气密库房内氧浓度及其均匀性。2.根据权利要求1所述的氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，所述氧浓度均匀性检测装置包括：氧浓度场计算单元，配置为计算所述气密库房内氧浓度场分布态样随时间变化关系；主控单元，耦合至所述氧浓度场计算单元，配置为根据所述氧浓度场分布态样随时间变化关系，产生相应控制信号，并根据所述控制信号，控制所述控氧装置调整所述气密库房内氧浓度及其均匀性。3.根据权利要求1所述的氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，所述氧浓度均匀性检测装置包括：氧浓度检测单元，包括多个氧浓度传感器，均匀设置在所述气密库房内；操控单元，耦合至所述氧浓度检测单元，响应于所述氧浓度检测单元检测结果，控制所述控氧装置调整所述气密库房内氧浓度及其均匀性。4.根据权利要求1所述的氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，所述控氧装置包括：除氧装置，连接至所述进气管路的进气端，配置为开启后降低气密库房内氧浓度；气体管路，连接至所述进气管路的出气端，设置在所述气密库房内，经配置用以为经过所述进气管路进入的气体提供气体路径；出气结构，设置在所述气体管路上，配置为连通所述气体管路内与气密库房。5.根据权利要求4所述的氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，所述除氧装置包括：输气装置，设置在气密库房外；输气管路，连通所述输气装置和偶数术进气管路。6.根据权利要求4所述的氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，所述控氧装置进一步包括：内循环装置，设置在所述气密库房内，配置为开启后控制气密库房内气体定向流动。7.根据权利要求6所述的氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，所述内循环装置包括：多个气体导向装置，设置在所述气密库房侧壁，可以使气体定向流动；多个内循环管路，设置在所述气密库房内或气密库房外，每个所述内循环管路连通至少一个所述气体导向装置。8.根据权利要求4所述的氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，所述出气结构为多向气阀，所述多向气阀可以控制是否出气和出气角度。9.根据权利要求8所述的氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，所述多向气阀设置在远离出气管路的位置。10.根据权利要求4所述的氧浓度均匀性调节系统，其特征在于，所述出气结构为出气孔，所述出气孔孔径与密度和该出气孔与所述进气管路距离成反比。

技术总结
本实用新型涉及一种氧浓度均匀性调节系统，包括：气密库房，所述气密库房顶部或侧壁设置有进气管路和出气管路；氧浓度均匀性检测装置，连接至所述气密库房，配置为获取气密库房内氧浓度场分布态样；以及控氧装置，连接至所述气密库房，配置为根据所述气密库房内氧浓度场分布态样，调整所述气密库房内氧浓度及其均匀性。匀性。匀性。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：天津森罗科技股份有限公司
技术研发日：2020.12.30
技术公布日：2022/3/8