CN103939738A - 一种阀门低温检测氦气回收利用系统及其控制方法 - Google Patents

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本发明涉及一种阀门低温检测氦气回收利用系统，包括低温气升温装置、低压缓冲瓶组、双气动泵增压系统、中压缓冲瓶组、隔膜压缩机、高压缓冲瓶组和自动控制平台。本发明还提供了一种控制阀门低温检测氦气回收利用系统的方法，包括气瓶平衡控制、隔膜压缩机控制、双气动泵增压系统控制三个独立过程。本发明的有益效果为：本发明提供的阀门低温检测氦气回收利用系统，高度集成，自动化水平高，大大提高了劳动效率，降低了劳动强度，减少了安全隐患，提高了氦气回收效率以及回收量，经济效益显著。本发明提供的控制方法方便简单，易于操作。

Description

一种阀门低温检测氦气回收利用系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及低温压力检测设备领域，特别是涉及一种阀门低温检测氦气回收利用系统及其控制方法。
背景技术
现有技术中，在阀门低温检测时一般采用电动柱塞泵对气体进行回收再利用，这种方法只是简单地将零散设备连接和启动，没有系统化，功能单一，控制简单，劳动量大；单个电动柱塞泵能够提供的压力不能用于多级压力增压的要求，不能按所希望的增压速率进行；不能进行参数设定，没有实时压力曲线，电动柱塞泵系统的体积相对较大，占地面积大，操作复杂，维护成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种阀门低温检测氦气回收利用系统及其控制方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种阀门低温检测氦气回收利用系统，包括低温气升温装置、低压缓冲瓶组、双气动泵增压系统、中压缓冲瓶组、隔膜压缩机、高压缓冲瓶组和自动控制平台；所述低温气升温装置依次连接温度传感器、加热装置、温度传感器、压力传感器、精密调压阀；低压缓冲瓶组为两组并联的3MPa，600L储气罐；双气动泵增压系统由串联的气动氦气泵一和 气动氦气泵二组成；中压缓冲瓶组为三组并联的15MPa，400L储气罐；高压缓冲瓶组为25MPa,400L储气罐；所述储气罐设置有压力表和安全阀；所述低温气升温装置中的精密调节阀与低压缓冲瓶组之间连接有控制阀，低温气升温装置与中压缓冲瓶组之间依次连接控制阀、单向阀；低压缓冲瓶组与双气泵平衡系统之间连接气控阀；双气泵增压系统与中压缓冲瓶组之间连接单向阀；中压缓冲瓶组通过控制阀与隔膜压缩机相连；隔膜压缩机再依次通过单向阀、压力表、控制阀与高压缓冲瓶组相连；所述高压缓冲瓶组和中压缓冲瓶组之间还单独连接有氦气检测仪；所述自动控制平台与低温升温装置的温度传感器、压力传感器、精密调压阀，与低压缓冲瓶组、中压缓冲瓶组、高压缓冲瓶组中的控制阀连接，与双气动泵增压系统、隔膜压缩机启动装置连接形成远程控制系统。
进一步，双气动泵增压系统（8）通过气控阀连接驱动气源储气罐。
进一步，中压缓冲瓶组（10）进气口位置连接补气储气罐。
上述的阀门低温检测氦气回收利用系统的控制方法，包括以下步骤：
（1）气瓶平衡控制过程：
经恒温槽加热后的氦气，当其压力> 7MPa 时，向中压缓冲瓶组储气罐一平衡；当5 MPa<压力≤7MPa 时，向中压缓冲瓶组储气罐二平衡; 当4 MPa<压力≤5MPa 时，向中压缓冲瓶组储气罐三平衡; 当3 MPa<压力≤4MPa 时，向低压缓冲瓶组储气罐一平衡; 当2 MPa<压力≤3MPa 时，向低压缓冲瓶组储气罐二平衡;与低压缓冲瓶组储气罐二平衡后，结束平衡；
（2）隔膜压缩机控制过程：
当中压缓冲瓶组储气罐一压力>7MPa时，隔膜压缩机启动，当中压缓冲瓶组储气罐一压力<4MPa时，允许切换；当中压缓冲瓶组储气罐二压力>5MPa时，隔膜压缩机启动，当中压缓冲瓶组储气罐二压力<3MPa时，允许切换；当中压缓冲瓶组储气罐三压力>4MPa时，隔膜压缩机启动，当中压缓冲瓶组储气罐三压力<2MPa时，允许切换；隔膜压缩机启动的优先级：储气罐一>储气罐二>储气罐三；所有中压缓冲瓶组储气罐进气压力<2MPa或者出口压力>25MPa时，隔膜压缩机停止；
（3）双气动泵增压系统增压控制过程：
当低压缓冲瓶组储气罐一压力>1.5MPa 时，双气动泵增压系统启动，当低压缓冲瓶组储气罐一压力<1MPa 时，切换；当低压缓冲瓶组二储气罐压力> 1MPa 时，双气动泵增压系统启动，当低压缓冲瓶组储气罐二压力<0.5MPa 时，切换；双气动泵增压系统启动的优先级：储气罐一>储气罐二，所有进气压力<0.5MPa或者出口压力>2MPa时双气动泵增压系统停止；双气动泵增压系统工作时出口接通中压缓冲瓶组储气罐一。
进一步，所述的储气罐、隔膜压缩机、双气动泵增压系统开启、切换和关闭均由控制台电动控制。
本发明的有益效果为：本发明提供的阀门低温检测氦气回收利用系统，高度集成，自动化水平高，大大提高了劳动效率，降低了劳动强度，减少了安全隐患，提高了氦气回收效率以及回收量，经济效益显著。本发明提供的控制方法方便简单，易于操作。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1为实施例所述的一种阀门低温检测氦气回收利用系统的结构示意图。
图中：
1、温度传感器；2、加热装置； 3、精密调压阀； 4、压力传感器；5、控制阀；6、安全阀； 7、低压缓冲瓶组；8、双气泵平衡系统；9、单向阀；10、中压缓冲瓶组；11、隔膜压缩机；12、压力表； 13、控制台； 14、高压缓冲瓶组； 15、氦气检测仪。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明实施例所述的阀门低温检测氦气回收利用系统，包括低温气升温装置、低压缓冲瓶组7、双气动泵增压系统8、中压缓冲瓶组10、隔膜压缩机11、高压缓冲瓶组14和控制平台13；所述低温气升温装置依次连接温度传感器1、加热装置2、温度传感器1、压力传感器4、精密调压阀3；低压缓冲瓶组7为两组并联的3MPa，600L储气罐；双气动泵增压系统8由串联的气动氦气泵一和 气动氦气泵二组成；中压缓冲瓶组10为三组并联的15MPa，400L储气罐；高压缓冲瓶组14为25MPa,400L储气罐；所述储气罐设置有压力表12和安全阀6；所述低温气升温装置中的精密调节阀3与低压缓冲瓶组7之间连接有控制阀5，低温气升温装置与中压缓冲瓶组10之间依次连接控制阀5、单向阀9；低压缓冲瓶组7与双气泵增压系统8之间连接控制阀5；双气泵增压系统8与中压缓冲瓶组10之间连接单向阀9；中压缓冲瓶组10通过控制阀5与隔膜压缩机11相连；隔膜压缩机11再依次通过单向阀9、压力表12、控制阀5与高压缓冲瓶组14相连；所述高压缓冲瓶组14和中压缓冲瓶组10之间还单独连接有氦气检测仪15；所述控制平台13与低温升温装置的温度传感器1、压力传感器4、精密调压阀3，与低压缓冲瓶组7、中压缓冲瓶组10、高压缓冲瓶组14中的控制阀5连接，与双气动泵增压系统8、隔膜压缩机11启动装置连接形成远程控制系统；在双气动泵增压系统8与低压缓冲瓶组7之间连接驱动气源；在中压缓冲瓶组10进气口位置连接补气储气罐；各系统的启动、停止和增压速率均由控制平台13通过电动方式控制。
使用时，以300L容积，10MPa低温阀门检测氦气为例：试验后的氦气首先经过已加热到80℃的蛇形管加热装置1进行充分的热交换，达到常温后通过管路平衡至中压缓冲瓶组10的#5号储气罐（15MPa,400L,），平衡到8MPa，回收气量20Nm3；然后关闭#5号储气罐，打开中压缓冲瓶组10的#4号储气罐，平衡到6.5Mpa，回收气量18Nm3；关闭#4号储气罐，打开中压缓冲瓶组10的#3号储气罐进行回收，平衡到5MPa，回收气量12NM3。这样通过平衡方式，中压缓冲瓶组10回收了50Nm3气量。同时，在平衡过程中，隔膜压缩机11会自动根据气瓶压力启动，将中压缓冲瓶组10的氦气增压到高压缓冲瓶组14中，使中压缓冲瓶组10的压力下降，以平衡更多气量。#3，#4，#5总平衡时间为10分钟，则隔膜压缩机增压15~20Nm3气量，这样，总的回收气量将近70NM3。当中压缓冲瓶组10平衡结束后，隔膜压缩机持续工作，将中压缓冲瓶组10（#3，#4，#5）氦气增压回高压缓冲瓶组14内。
在中压缓冲瓶组10平衡的同时，打开低压缓冲瓶组7的#2号罐平衡压力到3Mpa，平衡气量15Nm3。关闭低压缓冲瓶组7的#2罐，打开低压缓冲瓶组7的＃１罐，平衡到２MPa，平衡气量为10Nm3左右。这个平衡时间为15分钟左右，回收气量25Nm3。同时，双气泵增压系统8工作在15分钟内增压10Nm3左右气量，总气量为35Nm3。同时，还可以在双气动泵增压系统与低压缓冲瓶组之间连接驱动气源储气罐，在双气动泵增压系统与中压缓冲瓶组之间连接补充气储气罐。
回收完后，系统增压系统一直工作，隔膜压缩机11会自动将中压缓冲瓶组10的氦气增压到高压瓶组；双气泵增压系统8将低压缓冲瓶组7的氦气增压到中压缓冲瓶组10，直到压力基本回到初始状态，隔膜压缩机11停止工作。当高压缓冲瓶组14达到25Mpa时系统自动停止增压。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的方法，但不论在其形式上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种阀门低温检测氦气回收利用系统，包括低温气升温装置、低压缓冲瓶组（7）、双气动泵增压系统（8）、中压缓冲瓶组（10）、隔膜压缩机（11）、高压缓冲瓶组（14）和控制平台（13）；其特征在于：所述低温气升温装置依次连接温度传感器（1）、加热装置（2）、温度传感器(1)、压力传感器(4)和精密调压阀（3）；低压缓冲瓶组(7)为两组并联的3Mpa、600L储气罐；双气动泵增压系统（8）由串联的气动氦气泵一和气动氦气泵二组成；中压缓冲瓶组（10）为三组并联的15Mpa、400L储气罐；高压缓冲瓶组（14）为25Mpa、400L储气罐；所述储气罐设置有压力表（12）和安全阀（6）；所述低温气升温装置中的精密调节阀（3）与低压缓冲瓶组（7）之间设置有控制阀（5），低温气升温装置与中压缓冲瓶组（10）之间依次连接有控制阀（5）和单向阀（9）；低压缓冲瓶组（7）与双气泵增压系统（8）之间连接气控阀，双气泵增压系统（8）与中压缓冲瓶组（10）之间连接有单向阀（9）；中压缓冲瓶组（10）通过控制阀（5）与隔膜压缩机（11）相连；隔膜压缩机（11）再依次通过单向阀（9）、压力表（12）、控制阀（5）与高压缓冲瓶组（14）相连；所述高压缓冲瓶组（14）和中压缓冲瓶组（10）之间还单独连接有氦气检测仪(15)；所述控制平台（13）与低温升温装置的温度传感器（1）、压力传感器（4）、精密调压阀（3）以及低压缓冲瓶组（7）、中压缓冲瓶组（10）、高压缓冲瓶组（14）中的控制阀（5）连接，与双气动泵增压系统（8）、隔膜压缩机（11）启动装置连接形成远程控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种阀门低温检测氦气回收利用系统，其特征在于：双气动泵增压系统（8）通过气控阀连接驱动气源储气罐。
3.根据权利要求2所述的一种阀门低温检测氦气回收利用系统，其特征在于：中压缓冲瓶组（10）进气口位置连接补气储气罐。
4. 权利要求1-3任一项所述的一种阀门低温检测氦气回收利用系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）气瓶平衡控制过程：
经恒温槽加热后的氦气，当其压力> 7MPa 时，向中压缓冲瓶组储气罐一平衡；当5 MPa<压力≤7MPa 时，向中压缓冲瓶组储气罐二平衡; 当4 MPa<压力≤5MPa 时，向中压缓冲瓶组储气罐三平衡; 当3 MPa<压力≤4MPa 时，向低压缓冲瓶组储气罐一平衡; 当2 MPa<压力≤3MPa 时，向低压缓冲瓶组储气罐二平衡;与低压缓冲瓶组储气罐二平衡后，结束平衡；
（2）隔膜压缩机控制过程：
当中压缓冲瓶组储气罐一压力>7MPa时，隔膜压缩机启动，当中压缓冲瓶组储气罐一压力<4MPa时，允许切换；当中压缓冲瓶组储气罐二压力>5MPa时，隔膜压缩机启动，当中压缓冲瓶组储气罐二压力<3MPa时，允许切换；当中压缓冲瓶组储气罐三压力>4MPa时，隔膜压缩机启动，当中压缓冲瓶组储气罐三压力<2MPa时，允许切换；隔膜压缩机启动的优先级：储气罐一>储气罐二>储气罐三；所有中压缓冲瓶组储气罐进气压力<2MPa或者出口压力>25MPa时，隔膜压缩机停止；
（3）双气动泵增压系统增压控制过程：
当低压缓冲瓶组储气罐一压力>1.5MPa 时，双气动泵增压系统启动，当低压缓冲瓶组储气罐一压力<1MPa 时，切换；当低压缓冲瓶组二储气罐压力> 1MPa 时，双气动泵增压系统启动，当低压缓冲瓶组储气罐二压力<0.5MPa 时，切换；双气动泵增压系统启动的优先级：储气罐一>储气罐二，所有进气压力<0.5MPa或者出口压力>2MPa时双气动泵增压系统停止；双气动泵增压系统工作时出口接通中压缓冲瓶组储气罐一。
5.根据权利要求4所述的一种阀门低温检测氦气回收利用系统的控制方法，其特征在于：所述的储气罐、隔膜压缩机、双气动泵增压系统开启、切换和关闭均由控制台电动控制。
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