CN109630873A - 气体充装装置以及方法 - Google Patents

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罗锋
齐利兵
杨艳
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Abstract

本发明涉及一种气体充装装置以及方法。其中的充装装置包括：第二挡板；第三挡板，第三挡板和第二挡板相对设置；连接杆，第三挡板和第二挡板通过连接杆连接；定位件，用于定位气瓶尾部瓶阀的定位件，设置在第三挡板朝向第二挡板的侧面上；氖头，用于定位气瓶头部瓶阀的氖头，设置在第二挡板朝向第三挡板的侧面上；接头，接头的一端用于与充气装置连通，接头的另一端穿过第二挡板，接头的另一端与氖头连通；第一阀门，第一阀门的一端和接头连通，第一阀门的另一端用于收集充装气体，以分析充装气体成分。本发明能减少高纯气体的损失，并可以提高气瓶内的高纯气体纯度。

Description

气体充装装置以及方法
技术领域
本发明属于化工系统技术领域，尤其涉及一种气体充装装置以及方法。
背景技术
在工业、化学生产活动中，常常需要一些气体的参与，为运输和使用的方便，应运而生了高压气瓶，高压气瓶可以在相对较小的体积下，容纳尽可能多的气体，特别是高纯稀有气体。
在对气瓶充装的过程中，现有的气体充填装置是对所有类型的气体产品充装，并未对高纯气体(特别是稀有气体)进行特别设置，致使高纯气体充装时，不仅气体纯度不符合要求，且气体损失非常大，因此，需对现有技术进行改进。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种气体充装装置以及方法，以减少对高纯气体充装时高纯气体的损失，并提高气瓶内高纯气体的纯度。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一方面，本发明提供了一种气体充装装置，所述充装装置包括：
第二挡板；
第三挡板，所述第三挡板和所述第二挡板相对设置；
连接杆，所述第三挡板和所述第二挡板通过所述连接杆连接；
定位件，用于定位气瓶尾部瓶阀的所述定位件，设置在所述第三挡板朝向所述第二挡板的侧面上；
氖头，用于定位气瓶头部瓶阀的所述氖头，设置在所述第二挡板朝向所述第三挡板的侧面上；
接头，所述接头的一端用于与充气装置连通，所述接头的另一端穿过所述第二挡板，所述接头的另一端与所述氖头连通；
第一阀门，所述第一阀门的一端和所述接头连通，所述第一阀门的另一端用于收集充装气体。
进一步地，所述连接杆相对设置有两个，所述第二挡板固定设置在两个所述连接杆上，所述第三挡板活动套装在两个所述连接杆上；
所述充装装置还包括：
第一挡板，所述第一挡板和所述第二挡板分别设置在所述第三挡板的两侧，且，所述第一挡板固定设置在两个所述连接杆上；
调节螺杆，所述调节螺杆的一端固定连接在所述第三挡板上，所述调节螺杆的另一端螺纹穿过所述第一挡板，这样可以通过调节螺杆控制第三挡板在连接杆上的位置，调整第三挡板和第二挡板之间的距离，不仅可以方便气瓶的放入，还可以适应不同长度的气瓶的充装。
进一步地，所述充装装置还包括：
手柄，所述手柄固定连接在所述调节螺杆的另一端上，以方便对调节螺杆的转动控制。
优选地，所述定位件为挡圈，所述挡圈在所述第三挡板上的投影呈半圆状，以方便气瓶的放入和取出。
进一步地，所述第二挡板和所述第三挡板之间的所述连接杆上套装有弹簧，以使第三挡板在连接杆时滑动顺畅。
进一步地，所述接头螺纹穿过所述第二挡板，以方便接头的更换。
进一步地，所述充装装置还包括：
第二阀门，所述第二阀门的一端和所述第二阀门的另一端连通，所述第二阀门的另一端用于收集以及分析充装气体；
第三阀门，所述第三阀门的一端和所述第二阀门的另一端连通；
气囊，所述气囊和所述第三阀门的另一端连通。
进一步地，所述充装装置还包括：
控制模块，所述控制模块用于获取所述气囊的压力值和气位值；
压缩机，所述压缩机和所述气囊连通，所述压缩机和所述控制模块连接，用于根据接收到的控制模块的指令开启或关闭；
多个收集瓶，多个所述收集瓶均和所述压缩机连通。
进一步地，所述充装装置还包括：
第四阀门，所述第四阀门的两端分别和所述压缩机以及多个所述收集瓶连接。
另一方面，本发明还提供了一种气体充装方法，所述充装方法包括：
将待充装的气瓶放置在上述气体充装装置上，其中，待充装的气瓶的尾部瓶阀通过所述定位件定位，待充装的气瓶的头部瓶阀被所述氖头穿过，并通过所述氖头定位夹紧；
通过充气装置向充装的气瓶充气；
打开第一阀门，定期对第一阀门排出的气体收集取样，并分析取样气体的纯度；
待取样气体的纯度分析合格后，关闭第一阀门，通过充气装置向充装的气瓶充气，直至气瓶内的压力符合要求。
本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种气体充装装置以及方法，由于在对气瓶充装时，可以对气瓶内充气前的纯度不合格的气体以及充气装置初始阶段排出的不合格的气体进行分析，待气体纯度符合要求后，再对气瓶充装纯体符合要求的气体，避免现有技术中利用充气装置对气瓶充装气体时，先盲吹一定时间，并根据经验确定盲吹后充气装置所排放的气体的纯度符合要求再对气瓶充装气体方式中，盲吹时造成的高纯气体的损失，并可杜绝因气瓶内充气前的纯度不合格的气体造成的高纯气体的纯度不高的现象，达到提高气瓶内的高纯气体纯度的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种气体充装装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例的一种气体充装装置的结构示意图。结合图1，本发明实施例的一种气体充装装置包括：第二挡板9、第三挡板5、连接杆4、定位件6、氖头11、接头12以及第一阀门10。
结合图1，本发明实施例的第三挡板5和第二挡板9相对设置，第三挡板5和第二挡板9之间的距离和一个待充气的气瓶的长度大约一致；而连接杆4相对设置有两个，第三挡板5和第二挡板9通过两个连接杆4连接，这样，第三挡板5、第二挡板9和两个连接杆4就围成了一个方形框架，待充气的气瓶就放置在该方形框架内。
结合图1，本发明实施例的定位件6用于定位气瓶尾部瓶阀，其设置在第三挡板5朝向第二挡板9的侧面上，而氖头11不仅可以用于定位气瓶头部瓶阀，还可以穿过气瓶头部瓶阀，实现气瓶和外界管路的连通，其设置在第二挡板9朝向第三挡板5的侧面上。
结合图1，本发明实施例的接头12的一端用于与充气装置连通，接头12的另一端穿过第二挡板9，接头12的另一端与氖头11连通，通过接头12可以实现充气装置和待充气的气瓶的连通。
结合图1，本发明实施例的第一阀门10的一端和接头12连通，第一阀门10的另一端用于收集充装气体，以分析充装气体成分。
进一步地，结合图1，本发明实施例的第二挡板9可以固定设置在两个连接杆4上，第三挡板5可以活动套装在两个连接杆4上，这样就可以调整第二挡板9和第三挡板5之间的距离，以适应不同长度的气瓶的充装。
具体地，连接杆4可以穿过第二挡板9，并通过螺栓8锁紧，而第三挡板5上可以设置有两个通孔，两个连接杆4对应滑动穿过两个通孔，以实现第三挡板5活动连接在两个连接杆4上。
相应地，结合图1，本发明实施例的充装装置还包括第一挡板3和调节螺杆2，第一挡板3和第二挡板9分别设置在第三挡板5的两侧，且，第一挡板固定设置在两个连接杆4上，而调节螺杆2的一端固定连接在第三挡板5上，调节螺杆2的另一端螺纹穿过第一挡板3，这样通过转动调节螺杆2，即可达到调整第二挡板9和第三挡板5之间的距离，适应不同长度气阀的气瓶的充装的目的。
进一步地，本发明实施例的充装装置还可以包括手柄1，手柄1固定连接在调节螺杆2的另一端上，以方便对调节螺杆2的操作。
优选地，手柄1可以垂直固定穿过调节螺杆2的另一端，穿过的方式可以为螺纹或过盈配合，本发明实施例对此不作限制。
进一步地，结合图1，本发明实施例的定位件6为挡圈，挡圈在第三挡板5上的投影呈半圆状，气瓶尾部瓶阀内的气瓶安全阀即设置在挡圈内，这种类型的挡圈不仅能对气瓶瓶阀尾部气瓶安全阀进行保护，防止对气瓶尾部气瓶安全阀的破坏，以避免泄漏，还方便气瓶的放置和拆卸。
优选地，本发明实施例的定位件6焊接在第三挡板5上，对于不同规格的气瓶，可以对应定制不同的定位件6来使用。
进一步地，结合图1，本发明实施例的第二挡板9和第三挡板5之间的连接杆4上套装有弹簧7，以使第三挡板在连接杆时滑动顺畅。
优选地，本发明实施例的接头12可以螺纹穿过第二挡板9，以方便接头12的更换。
基于上述充气装置，本发明实施例提供了一种气体充装方法，该充装方法包括：
将待充装的气瓶放置在上述气体充装装置上，其中，待充装的气瓶的尾部瓶阀通过定位件6定位，待充装的气瓶的头部瓶阀被氖头11穿过，并通过氖头11定位夹紧；
通过充气装置向充装的气瓶充气；
打开第一阀门10，定期对第一阀门10排出的气体收集取样，并分析取样气体的纯度；
待取样气体的纯度分析合格后，关闭第一阀门10，通过充气装置向充装的气瓶充气，直至气瓶内的压力符合要求。
本发明实施例所提供的一种气体充装装置以及方法，由于在对气瓶充装时，可以对气瓶内充气前的纯度不合格的气体以及充气装置初始阶段排出的不合格的气体进行分析，待气体纯度符合要求后，再对气瓶充装纯体符合要求的气体，避免现有技术中利用充气装置对气瓶充装气体时，先盲吹一定时间，并根据经验确定盲吹后充气装置所排放的气体的纯度符合要求再对气瓶充装气体方式中，盲吹时造成的高纯气体的损失，并可杜绝因气瓶内充气前的纯度不合格的气体造成的高纯气体的纯度不高的现象，达到提高气瓶内的高纯气体纯度的目的。
另外，由于可以通过调节螺杆2调整第三挡板5在连接杆4上的位置，因此，可以快速实现气瓶在装置上的拆装，进而能连续充填，提高气体的充装效率。
上述气体充装装置以及方法中，在对气体进行采样测试纯度时，会通过第一阀门10一直向外排放气体，导致气体有一定纯度的损耗。基于此，本发明实施例对上述气体充装装置进一步改进。
结合图1，本发明实施例的气体充装装置还包括第二阀门13、第三阀门14以及气囊16，其中，第二阀门13的一端和第一阀门10的另一端连通，第二阀门13的另一端用于收集充装气体，以分析充装气体成分，第三阀门14的一端和第一阀门10的另一端连通，而气囊16和第三阀门14的另一端连通。
在充气装置对气瓶充装时的初始阶段，打开第一阀门10，不纯气体通过第一阀门10排出，关闭第二阀门13，打开第三阀门14，排出的气体即可通过第三阀门14排至气囊16中存储；当需要取样对排出的气体分析时，打开第二阀门13，关闭第三阀门14，即可取样分析；当取样分析气体的纯度符合要求后，关闭第一阀门10，即可通过充气装置对气瓶进行充气，这样操作即可对因测试样品纯度时排放的气体的收集，减少浪费。
进一步地，结合图1，本发明实施例的充装装置还包括控制模块20、压缩机18和多个收集瓶23，控制模块20用于获取气囊16的压力值和气位值，而压缩机18和气囊16连通，多个收集瓶均和压缩机18连通，而压缩机18还和控制模块20连接，用于根据接收到的控制模块20的指令开启或关闭，从而将气囊16中的气体再排至收集瓶上收集，以进行其他利用，这样可以避免气囊16的气压过大，产生危险。
本发明实施例中，可以在气囊16上设置气压表，以测试气囊16的压力值和气位值，气压表和控制模块20连接，从而可以使控制模块20获取到气囊16的压力值和气位值。
本发明实施例的多个收集瓶23可以放置在一个支架22上，以使多个收集瓶23可以收纳整理。
本发明实施例的气体充装装置有四个共用，分别为：
1、瓶阀的连接：气瓶的尾部气瓶通过定位件定位，待充装的气瓶的头部瓶阀被氖头穿过，通过手柄调节，调节螺杆带动第三挡板、定位件向第二挡板靠近，并通过定位件及氖头定位夹紧待充装的气瓶的头部瓶阀，并通过定位件及氖头定位夹紧待充装的气瓶的头部瓶阀，并可避免泄漏及能对气瓶尾部气瓶安全阀的破坏，还可方便气瓶的放置和拆卸。
2、气体分析：打开收集瓶头部瓶阀，充气装置关闭，打开第一阀门10、第二阀门13，可对收集瓶内气体进行分析；关闭收集瓶头部瓶阀，充气装置开启，打开第一阀门10、第二阀门13，可对即将充装至气瓶的产品气体进行分析。
3、气体的充装：关闭收集瓶头部瓶阀，充气装置开启，打开第一阀门10、第三阀门14，可对即将充装至钢瓶的气体进行吹扫，排放不纯产品气体；同时，定期开启第二阀门13，以分析待充装至钢瓶的气体的纯度，纯度分析合格后，关闭第一阀门10，按充装要求进行气体产品的充装作业。
4、气体的回收：通过第一阀门10、第三阀门14，将排放的气体进入气囊16进行储存，当气囊16的压力及气位升高到达一定值后，通过控制模块20，控制压缩机18自动启动，打开第四阀门21，即可将气体在收集瓶23中收集；当气囊16的压力及气位降低到一定值后，通过控制模块20，控制压缩机18自动停止，关闭第四阀门21，收集瓶23停止收集。
综上所述，本发明实施例的气体充装装置能有效对气瓶中的气体或待充气体进行分析，同时方便进行产品的纯度检测，并可以有效回收减少高纯气体(特别是稀有气体)的损耗。
以下所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式下的限制，任何所述技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (10)

1.一种气体充装装置，其特征在于，包括：
第二挡板(9)；
第三挡板(5)，所述第三挡板(5)和所述第二挡板(9)相对设置；
连接杆(4)，所述第三挡板(5)和所述第二挡板(9)通过所述连接杆(4)连接；
用于定位气瓶尾部瓶阀的定位件(6)，所述定位件(6)设置在所述第三挡板(5)朝向所述第二挡板(9)的侧面上；
用于定位气瓶头部瓶阀的氖头(11)，所述氖头(11)设置在所述第二挡板(9)朝向所述第三挡板(5)的侧面上；
接头(12)，所述接头(12)的一端用于与充气装置连通，所述接头(12)的另一端穿过所述第二挡板(9)，所述接头(12)的另一端与所述氖头(11)连通；
第一阀门(10)，所述第一阀门(10)的一端和所述接头(12)连通，所述第一阀门(10)的另一端用于收集充装气体。
2.根据权利要求1所述的一种气体充装装置，其特征在于，所述连接杆(4)相对设置有两个，所述第二挡板(9)固定设置在两个所述连接杆(4)上，所述第三挡板(5)活动套装在两个所述连接杆(4)上；
所述气体充装装置还包括：
第一挡板(3)，所述第一挡板(3)设置在所述第三挡板(5)的一侧，所述第二挡板设置在所述第三挡板的另一侧，且，所述第一挡板固定设置在两个所述连接杆(4)上；
调节螺杆(2)，所述调节螺杆(2)的第一端固定连接在所述第三挡板(5)上，所述调节螺杆(2)的第二端螺纹穿过所述第一挡板(3)。
3.根据权利要求2所述的一种气体充装装置，其特征在于，还包括：
手柄(1)，所述手柄(1)固定连接在所述调节螺杆(2)的第二端上。
4.根据权利要求1所述的一种气体充装装置，其特征在于，所述定位件(6)为挡圈，所述挡圈在所述第三挡板(5)上的投影呈半圆状。
5.根据权利要求1所述的一种气体充装装置，其特征在于，所述连接杆(4)上套装有弹簧(7)，所述弹簧(7)位于所述第二挡板(9)和所述第三挡板(5)之间。
6.根据权利要求1所述的一种气体充装装置，其特征在于，所述接头(12)螺纹穿过所述第二挡板(9)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种气体充装装置，其特征在于，还包括：
第二阀门(13)，所述第二阀门(13)的一端和所述第一阀门(10)的另一端连通，所述第二阀门(13)的另一端用于收集以及分析充装气体；
第三阀门(14)，所述第三阀门(14)的一端和所述第一阀门(10)的另一端连通；
气囊(16)，所述气囊(16)和所述第三阀门(14)的另一端连通。
8.根据权利要求7所述的一种气体充装装置，其特征在于，还包括：
控制模块(20)，所述控制模块(20)用于获取所述气囊(16)的压力值和气位值；
压缩机(18)，所述压缩机(18)和所述气囊(16)连通，所述压缩机(18)和所述控制模块(20)连接，用于根据接收到的控制模块(20)的指令开启或关闭；
多个收集瓶(23)，多个所述收集瓶(23)均和所述压缩机(18)连通。
9.根据权利要求8所述的一种气体充装装置，其特征在于，还包括：
第四阀门(21)，所述第四阀门(21)的两端分别和所述压缩机(18)以及多个所述收集瓶(23)连接。
10.一种气体充装方法，其特征在于，包括：
将待充装的气瓶放置在权利要求1-6任一项所述的气体充装装置上，其中，待充装的气瓶的尾部瓶阀通过所述定位件(6)定位，待充装的气瓶的头部瓶阀被所述氖头(11)穿过，并通过所述氖头(11)定位夹紧；
通过充气装置向充装的气瓶充气；
打开第一阀门(10)，定期对第一阀门(10)排出的气体收集取样，并分析取样气体的纯度；
待取样气体的纯度分析合格后，关闭第一阀门(10)，通过充气装置向充装的气瓶充气，直至气瓶内的压力符合要求。
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