CN109838687A - 一种高压气瓶自动抽真空与充装的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压气瓶自动抽真空与充装方法，高压气瓶放空：智能控制模块自动关闭充气阀、然后开启放气阀，经过设定时间后，自动关闭放气阀；高压气瓶自动抽真空和补气：设定抽真空和补气次数，智能控制模块轮流开启抽真空阀和充气阀，反复进行抽真空和补气，最后一次抽真空后关闭抽真空阀；高压气瓶自动充气：设定充气压力范围，智能控制模块开启充气阀，在高压气瓶充气过程中实时检测系统内压力，当压力达到充气压力设定值时，自动关闭充气阀，充气完成。本发明提高了工作效率和操作人员的安全性；可以直观监控充装流程的生产状况；不仅节能、而且保证气瓶没有残存气体和残渣，保证了气瓶气体的质量；经济成本低、易实现。

Description

一种高压气瓶自动抽真空与充装的方法

技术领域

本发明属于高压气瓶技术领域，尤其涉及一种高压气瓶自动抽真空与充装的方法，适用于各种高压气体气瓶的置换抽真空处理及充装生产厂家，适用于人员不宜靠近、接触的动态高压区域内的环境。

技术背景

采用高压气瓶盛装标准气体具有使用方便的优点，因此目前其使用越来越广泛。现有技术中，很多高压气瓶内充装的气体是单一的纯净气体或高纯度的气体和一定配比的混合气体，在操作中会因操作不当或误操作发生气体回流，使气瓶污染，影响气体的纯度，严重时可能形成可燃和爆炸性气体混合物，所以在高压气瓶重新充装前应对回收气瓶进行处理。对于常温下是气体状态的高压气瓶通常采用抽真空和抽真空处理、以达到充装前气瓶内不含除所需充装气体之外的任何其他气体成份，这样既保证了气体产品的质量、又消除了由于可能混装而造成的安全隐患。

目前，高压气瓶气体充装行业多数都是将气瓶抽真空抽真空和充装分为两道工序，采用两套装置分别进行处理。高压气瓶在抽真空抽真空工作台完处理完毕后，需要移送到充装工作台工序，重新安装管路后进行充装。这就涉及到气瓶的拆装，拆装过程中可能会造成二次污染，在气瓶充装前需再次置换，更有甚者很多厂家对气瓶不再进行抽真空。这样，气瓶反复拆装，不仅工作量大、占用人力设备和场地多，且生产效率低。同时，在动态高压环境中，操作人员直接板动阀对气瓶进行高压气体充装，操作人员工序繁琐、工作效率低，气体充装质量无保证、操作人员在动态高压环境更无安全保障。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高压气瓶自动抽真空与充装的方法，实现了气瓶的多次抽真空置换和充装一次性完成，可提高生产效率、简化操作程序、实现自动化远距离操作。本发明所采用的技术方案如下：

一种高压气瓶自动抽真空与充装的方法，包括：有充气口和放气口的主管道，主管道上装有充气阀和放气阀，两个阀门之间为主管道充气段，主管道充气段设置有至少一个与高压气瓶连接的充气端口，主管道充气段前部及后部有抽真空管口与抽真空阀连接，通过智能控制模块实现充气阀、放气阀和抽真空阀的自动开启与关闭；包括以下步骤：

步骤1、高压气瓶放空：智能控制模块自动开启放气阀，经过延时(延时的时间长短可以事先根据需要进行人工设定)后，自动关闭放气阀。在本发明中，充气阀、放气阀和抽真空阀，全部是关闭的常闭阀。补气后有个放气过程、再抽真空，这样可以达到节能效果。

步骤2、高压气瓶自动抽真空：智能控制模块自动开启抽真空阀进行抽真空，当达到抽真空压力(抽真空压力的压力值的大小可以事先根据需要进行人工设定)时自动关闭抽真空阀。

步骤3、判断高压气瓶的抽真空次数是否达到了设定值(抽真空次数的数值可以事先根据需要进行人工设定)，如果是、自动关闭所有开启状态的阀门、转步骤5，如果否、转下一步。

步骤4、高压气瓶开始补气：智能控制模块自动打开充气阀进行补气，达到预设的补气压力(补气压力的压力值的大小可以事先根据需要进行人工设定)时自动关闭充气阀，然后转步骤1进行放空。

步骤5、高压气瓶自动充气：智能控制模块自动开启充气阀，在高压气瓶充气过程中实时检测系统压力，当压力达到充气压力(充气压力的压力值的大小可以事先根据需要进行人工设定)设定值时，自动关闭充气阀，充气完成。

优选地，可以将抽真空管口通过管道与检漏阀连接，检漏阀及抽真空阀与抽真空管口之间装有总控阀，在抽真空和补气的循环过程中，每次循环时智能控制模块自动开启检漏阀，监测抽真空阀是否漏气，保证抽真空的效果。

优选地，可以将抽真空管口通过管道与检测阀连接，在抽真空和补气的循环过程中，每次循环时智能控制模块自动开启检测阀，对气瓶中的气体取样检测，随时监控高压系统中气体的纯度，保证抽真空之后高压气瓶中没有残存气体和残渣。

优选地，智能控制模块的自动控制步骤如下：

S1、预先人工设定放空延时时间T、抽真空压力P1、补气压力P2、抽真空次数N、充气压力P3；

S2、启动系统设备，智能控制模块自动开启放气阀，监测放空时间，未到设定放空延时时间T、保持放气阀开启，到达设定的放空延时时间T后关闭放气阀；

S3、开启总控阀和抽真空阀，监测抽真空压力的压力值，未到达设定抽真空压力P1前，保持总控阀和抽真空阀开启；到达设定抽真空压力P1，关闭总控阀和抽真空阀；

S4、监测抽真空阀开启次数是否达到了设定值N，如果是、自动关闭所有开启状态的阀门、转步骤S6，如果否、转下一步；

S5、开启充气阀，监测补气压力的压力值，未到达设定的补气压力P2、保持充气阀开启持续充气，当到达设定的补气压力P2、关闭充气阀、转步骤S2；在步骤S3至S5的循环过程中，保持检漏阀与检测阀开启，实时监测抽真空阀是否漏气，随时监控高压系统中气体的纯度。

S6、自动开启充气阀，监测高压气瓶内的压力值，当压力达到设定的充气压力P3时，自动关闭充气阀，充气完成。

本发明的有益效果：

1)本发明实现了高压气瓶的气体抽检、检漏、放空、抽真空、补气、充装功能的一体化设计，人工安装好气瓶之后的过程全部自动化实现，在一套系统上实现了气瓶的多次抽真空清洗和充装，提高了工作效率和操作人员的安全性；

2)本发明在操控面板上设置了操作按钮、提示灯、数字显示控制仪表，简化了操作程序，可以远程直观监控充装流程的生产状况；

3)本发明可以实现两排以上的工作台同时工作，可进一步提高生产效率；

4)本发明循环进行放气、补气、抽真空之后再进行充气，不仅节能、而且保证气瓶没有残存气体和残渣，保证了气瓶气体的质量；

5)本发明通过操作按钮实现触摸屏的功能，经济成本低、易实现。

附图说明

图1是本发明的单排工作台实施例的结构示意图；

图2是本发明的智能控制模块的自动控制步骤逻辑框图。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。

实施例一：

如图1所示，是本发明的单排工作台实施例的结构示意图。一种高压气瓶自动抽真空与充装的方法，包括：有充气口和放气口的主管道，主管道上装有充气阀和放气阀，两个阀门之间为主管道充气段，主管道充气段设置有至少一个与高压气瓶连接的充气端口，主管道充气段前部及后部有抽真空管口与抽真空阀连接，通过智能控制模块实现充气阀、放气阀和抽真空阀的自动开启与关闭。

进一步地，将抽真空管口通过管道与检漏阀连接，检漏阀及抽真空阀与抽真空管口之间装有总控阀，在抽真空和补气的循环过程中，每次循环时智能控制模块自动开启检漏阀，监测抽真空阀是否漏气。

进一步，将抽真空管口通过管道与检测阀连接，在抽真空和补气的循环过程中，每次循环时智能控制模块自动开启检测阀，对气瓶中的气体取样检测，随时监控高压系统中气体的纯度。

进一步地，充气阀、放气阀、抽真空阀、检漏阀、检测阀、总控阀采用电磁阀实现自动化控制，智能控制模块通过工业PLC控制箱实现，智能控制模块与阀门电连接实现阀门的自动开启与关闭。

进一步地，通过工业PLC控制箱实现智能控制模块对充气阀、放气阀和抽真空阀的自动开启与关闭。工业PLC控制箱上设置操控面板，操控面板上设置放空、抽空、充气、气检、急停、停止、自动/手动切换共七个按钮，通过这些按钮实现操作功能和数据输入功能。按钮在不同的工作状态时有不同的操作功能，通过内部程序设计实现一个按钮有多种功能。这些按钮既可以实现按钮的操作功能，也可以实现一些数据输入功能，如：控制阀关闭时间、放空时间、置换抽真空次数、抽真空达到设置压力时继续在延长抽空的时间的数据输入。这种设计方式既是系统的模拟显示屏又是系统的操作盘，相当于触摸屏的功能、但节省了触摸屏的费用。另外，当某些特殊情况下可以切换至手动方式、通过操作按钮控制气瓶抽真空清洗和充装流程；通过急停按钮可以及时应对突发的意外情况，保证生产安全。

进一步地，工业PLC控制箱上设置与控制阀对应的充气压力和抽真空压力仪表，实时显示充气和抽真空的状态，现场操作人员可以更加直观地了解高压气瓶自动抽真空与充装的情况。

具体实施过程中，人工将需要充装的高压气瓶通过充气口安装到工作台上，开启气瓶的开关阀门，操作人员远离高压工作区域，系统开始自动抽真空和充气。

如图2所示，是本发明的智能控制模块的自动控制步骤逻辑框图，具体步骤如下：

S1、预先人工设定放空延时时间T、抽真空压力P1、补气压力P2、抽真空次数N、充气压力P3；

S2、启动系统设备，智能控制模块自动开启放气阀，监测放空时间，未到设定放空延时时间T、保持放气阀开启，到达设定的放空延时时间T后关闭放气阀；

S3、开启总控阀和抽真空阀，监测抽真空压力的压力值，未到达设定抽真空压力P1前，保持总控阀和抽真空阀开启；到达设定抽真空压力P1，关闭总控阀和抽真空阀；

S4、监测抽真空阀开启次数是否达到了设定值N，如果是、自动关闭所有开启状态的阀门、转步骤S6，如果否、转下一步；

S5、开启充气阀，监测补气压力的压力值，未到达设定的补气压力P2、保持充气阀开启持续充气，当到达设定的补气压力P2、关闭充气阀、转步骤S2；在步骤S3至S5的循环过程中，保持检漏阀与检测阀开启，实时监测抽真空阀是否漏气，随时监控高压系统中气体的纯度。

S6、自动开启充气阀，监测高压气瓶内的压力值，当压力达到设定的充气压力P3时，自动关闭充气阀，充气完成。

实施例二：

为提高工作效率，也可以将充气口之后的充气主管路和抽真空口之前的抽真空管路分成两条支管路，分别连接至两排工作台。系统分成功能完全相同的两排工作台，两排工作台可分别单独工作、也可同时交替工作。其具体实施方式与单排工作台相同，在此不再详细描述。

Claims (8)

1.一种高压气瓶自动抽真空与充装的方法，包括：有充气口和放气口的主管道，主管道上装有充气阀和放气阀，两个阀门之间为主管道充气段，主管道充气段设置有至少一个与高压气瓶连接的充气端口，主管道充气段前部及后部有抽真空管口与抽真空阀连接，通过智能控制模块实现充气阀、放气阀和抽真空阀的自动开启与关闭；其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、高压气瓶放空：智能控制模块自动开启放气阀，经过延时后，自动关闭放气阀；

步骤2、高压气瓶自动抽真空：智能控制模块自动开启抽真空阀进行抽真空，当达到抽真空压力时自动关闭抽真空阀；

步骤3、判断高压气瓶的抽真空次数是否达到了设定值，如果是、自动关闭所有开启状态的阀门、转步骤5，如果否、转下一步；

步骤4、高压气瓶开始补气：智能控制模块自动打开充气阀进行补气，达到预设的补气压力时自动关闭充气阀，然后转步骤1进行放空；

步骤5、高压气瓶自动充气：智能控制模块自动开启充气阀，在高压气瓶充气过程中实时检测系统压力，当压力达到充气压力设定值时，自动关闭充气阀，充气完成。

2.根据权利要求1所述的气瓶自动抽真空与充装的方法，其特征在于，将抽真空管口通过管道与检漏阀连接，检漏阀及抽真空阀与抽真空管口之间装有总控阀，在抽真空和补气的循环过程中，每次循环时智能控制模块自动开启检漏阀，监测抽真空阀是否漏气。

3.根据权利要求2所述的气瓶自动抽真空与充装的方法，其特征在于，将抽真空管口通过管道与检测阀连接，在抽真空和补气的循环过程中，每次循环时智能控制模块自动开启检测阀，对气瓶中的气体取样检测，随时监控高压系统中气体的纯度。

4.根据权利要求3所述的气瓶自动抽真空与充装的方法，其特征在于，智能控制模块的自动控制步骤如下：

S1、预先人工设定放空延时时间T、抽真空压力P1、补气压力P2、抽真空次数N、充气压力P3；

S2、启动系统设备，智能控制模块自动开启放气阀，监测放空时间，未到设定放空延时时间T、保持放气阀开启，到达设定的放空延时时间T后关闭放气阀；

S3、开启总控阀和抽真空阀，监测抽真空压力的压力值，未到达设定抽真空压力P1前，保持总控阀和抽真空阀开启；到达设定抽真空压力P1，关闭总控阀和抽真空阀；

S4、监测抽真空阀开启次数是否达到了设定值N，如果是、自动关闭所有开启状态的阀门、转步骤S6，如果否、转下一步；

S5、开启充气阀，监测补气压力的压力值，未到达设定的补气压力P2、保持充气阀开启持续充气，当到达设定的补气压力P2、关闭充气阀、转步骤S2；在步骤S3至S5的循环过程中，保持检漏阀与检测阀开启，实时监测抽真空阀是否漏气，随时监控高压系统中气体的纯度。

S6、自动开启充气阀，监测高压气瓶内的压力值，当压力达到设定的充气压力P3时，自动关闭充气阀，充气完成。

5.根据权利要求4所述的气瓶自动抽真空与充装的方法，其特征在于，充气阀、放气阀、抽真空阀、检漏阀、检测阀、总控阀采用电磁阀实现自动化控制，智能控制模块通过工业PLC控制箱实现，智能控制模块与阀门电连接实现阀门的自动开启与关闭。

6.根据权利要求5所述的气瓶自动抽真空与充装的方法，其特征在于，工业PLC控制箱上设置操控面板，操控面板上设置放空、抽空、充气、气检、急停、停止、自动/手动切换共七个按钮，通过这些按钮实现操作功能和数据输入功能。

7.根据权利要求6所述的气瓶自动抽真空与充装的方法，其特征在于，工业PLC控制箱上设置与控制阀对应的充气压力和抽真空压力仪表，实时显示充气和抽真空的状态。

8.根据权利要求5或6或7所述的气瓶自动抽真空与充装的方法，其特征在于，将充气口之后的充气主管路和抽真空口之前的抽真空管路分成两条支管路，分别连接至两排工作台。