CN110314565B - 多功能c4f7n/co2混合气体配气系统、配气方法 - Google Patents

多功能c4f7n/co2混合气体配气系统、配气方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，C4F7N换热器用以对经所述C4F7N输入口输入的C4F7N进行加热汽化；CO2换热器用以对经CO2输入口输入的CO2进行加热汽化；C4F7N/CO2混合管路结构用以对加热后的C4F7N、CO2进行混合，C4F7N/CO2混合气体输出管路结构用以输出混合后的C4F7N/CO2混合气体；C4F7N/CO2混合管路结构包括C4F7N/CO2动态配气管路结构、C4F7N/CO2分压混合管路结构；C4F7N/CO2分压混合管路结构包括分压混合罐，分压混合罐用以对定压后的CO2、C4F7N进行混合；多个分压混合罐并联设置。本发明还公开一种多功能C4F7N/CO2混合气体配气方法。本发明具有配气速度快、配气精度高的优点。

Description

多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统、配气方法
技术领域
本发明涉及电气技术领域，尤其涉及混合绝缘介质配制技术领域。
背景技术
气体绝缘设备是现代电网不可替代的关键输变电设备之一，具有结构紧凑、受环境因素影响小、运行安全可靠性高等优点。SF6气体因其优良的绝缘灭弧性能，是目前电力行业应用最为广泛的绝缘介质。
然而，SF6气体具有极强的温室效应，在1997年签署的《京都议定书》中，SF6、CO2、CH4、N2O、PFC和HFC等被明确列为限制排放的温室气体。现阶段，以SF6作为绝缘和灭弧介质的设备仍然具有巨大的需求，在中高压领域，相关设备的年产量仍然以两位数的百分比增长。要彻底消除SF6气体对于环境的影响，开发利用环境友好型气体或其混合气体来替代SF6则是最为有效的办法。
管道输电是解决特殊地理环境下输电瓶颈的重要方式，世界上已敷设累计长度达数百公里的SF6气体绝缘输电管道(GIL)，电压等级涵盖72kV～1200kV。GIL用气量大，亟需开发不含SF6气体的环保型输电管道。3M公司开发了不含SF6的环保绝缘气体C4F7N，GE和ABB公司将其应用于420kV GIL开关设备中。C4F7N的绝缘性能是SF6气体的2.2倍以上，温室效应系数只有SF6气体的十分之一，被认为是最具研究前景的新型绝缘介质。但其液化温度较高(一个大气压下约为–4.7℃)，使用时需将其与一定比例的缓冲气体(如CO2)混合使用。
气体比例是混合绝缘气体设备一个非常重要的参数，如果比例大于额定值，一定条件下混合气体可能发生液化；如果比例小于额定值，造成混合气体绝缘强度不足。目前，国家重点研发计划专项“环保型管道输电关键技术”由国内十几家顶尖科研院校联合攻关，对新型混合绝缘气体C4F7N/CO2在特高压GIL中应用中的科学技术问题展开研究。准确配制C4F7N/CO2混合气体，是开展C4F7N/CO2混合气体科学研究和工程应用前必须解决的技术难题。一方面，科研院校需要精准配制微量的C4F7N/CO2混合气体，用于实验室研究；另一方面，设备制造厂家研制1000kV GIL，气室容积大，需要使用大量C4F7N/CO2混合气体。
现有的混合气体配气技术主要有两种，一种是动态配气充气法，即先将两种气体混合，再对设备进行充气。如专利申请2017109526872公开的一种八通道六氟化硫动态配气方法及系统，该方法是利用质量流量计控制两种气体的流量，配制精度高，操作简单。然而由于C4F7N汽化速度过慢，限制了C4F7N/CO2混合气体配制速度，无法快速配制大量混合气体。另一种分压配气法是利用道尔顿分压定律，先将一定分压的C4F7N气体充入设备，再充入一定分压的CO2气体，实际操作时，自动化程度低，配气精度差，而且两种气体在设备内混合均匀至少需要24h，严重影响现场工期。
发明内容
本发明所要解决的是由于C4F7N汽化速度过慢，限制了C4F7N/CO2混合气体配制速度而无法快速配制大量混合气体的技术问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，包括C4F7N输入口、CO2输入口、C4F7N换热器、CO2换热器、C4F7N/CO2混合管路结构、C4F7N/CO2混合气体输出管路结构；
所述C4F7N换热器用以对经所述C4F7N输入口输入的C4F7N进行加热汽化；所述CO2换热器用以对经所述CO2输入口输入的CO2进行加热汽化；所述C4F7N/CO2混合管路结构用以对汽化后的C4F7N、CO2进行混合，所述C4F7N/CO2混合气体输出管路结构用以输出混合后的C4F7N/CO2混合气体；
所述C4F7N/CO2混合管路结构包括C4F7N/CO2动态配气管路结构、C4F7N/CO2分压混合管路结构；
所述C4F7N/CO2动态配气管路结构与所述C4F7N/CO2分压混合管路结构并联设置；其中，所述C4F7N/CO2动态配气管路结构用以对汽化后的CO2、C4F7N进行定量混合；所述C4F7N/CO2分压混合管路结构用以对汽化后的CO2、C4F7N进行定压混合；
所述C4F7N/CO2分压混合管路结构包括分压混合罐，所述分压混合罐用以对定压后的CO2、C4F7N进行混合；多个所述分压混合罐并联设置。
本发明首先对配气系统进行抽真空处理；经C4F7N输入口输入的C4F7N通过C4F7N换热器进行加热汽化；经CO2输入口输入的CO2通过CO2换热器进行加热汽化；汽化后的C4F7N、CO2在C4F7N/CO2混合管路结构中进行混合；其中，汽化后的C4F7N、CO2通过C4F7N/CO2动态配气管路结构进行定量混合；汽化后的C4F7N、CO2通过C4F7N/CO2分压混合管路结构进行定压混合；多个所述分压混合罐并联设置且交替进行配气、输出；混合后的C4F7N/CO2混合气体通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构输出。
由于本发明在C4F7N输入口处安装了C4F7N换热器，在CO2输入口处安装了CO2换热器，对输入的C4F7N、CO2分别进行加热汽化处理，保证输入至后续管路的C4F7N、CO2始终处于稳定的气态，从而有效地解决了由于C4F7N汽化速度过慢，限制了C4F7N/CO2混合气体配制速度而无法快速配制大量混合气体的技术问题；通过对C4F7N、CO2在输入源头处进行换热汽化处理，极大地保证了输入至系统的气源的稳定性，提高了配气速率。
由于本发明的C4F7N/CO2混合管路结构包括C4F7N/CO2动态配气管路结构、C4F7N/CO2分压混合管路结构，即能实现定流量配气、分压配气两种配气方式，实现了本发明配气的多功能性，根据配气用途的不同，切换不同的配气管路结构，既能采用定量流配气的方式来满足实验室微量C4F7N/CO2混合气体的需求，又能采用分压配气的方式来快速配制不同压力的大量C4F7N/CO2混合气体；另外，由于本发明中在C4F7N输入口处安装了C4F7N换热器，在CO2输入口处安装了CO2换热器，对输入至系统的CO2、C4F7N预先进行汽化处理，使得本发明的定量流配气的方式也存在适用于大量C4F7N/CO2混合气体的应用前景。
本发明将两种C4F7N/CO2动态配气管路结构、C4F7N/CO2分压混合管路结构配气管路结构集成在一个总的管路结构中，使得本发明配气系统设备集成率高，能有效地解决系统的造价成本、简化操控的繁杂性以及提高配制的灵活性。
优选地，所述C4F7N/CO2动态配气管路结构包括第一电磁阀、第二电磁阀、第一热式质量流量计、第二热式质量流量计、缓冲混合罐、第一管道、第二管道；
所述缓冲混合罐上开设有第一进气口、第二进气口、第一混合气体出气口；
所述CO2换热器的出气口与所述第一进气口之间通过第一管道连通，所述第一电磁阀、第一热式质量流量计均设置在所述第一管道上；所述C4F7N换热器的出气口与所述第二进气口之间通过第二管道连通，所述第二电磁阀、第二热式质量流量计均设置在所述第二管道上；所述第一混合气体出气口与所述C4F7N/CO2混合气体输出管路结构的进气端连通。
优选地，所述C4F7N/CO2分压混合管路结构还包括第三管道、第四管道、第五管道、第三电磁阀、第四电磁阀、第一比例阀；所述第三管道的进气口与所述CO2输入口连通，所述第四管道的进气口与所述C4F7N输入口连通，所述第三管道的出气口、所述第四管道的出气口均与第五管道的进气口连通；所述第五管道的出气口与所述分压混合罐的进气口连通；所述第三电磁阀设置在所述第三管道上，所述第四电磁阀设置在所述第四管道上，所述第一比例阀设置在所述第五管道。
优选地，所述分压混合罐还配置有循环混合管路结构；所述循环混合管路结构包括第五电磁阀、第一气泵、第一单向阀、第六电磁阀、循环管道；在所述分压混合罐的两端分别开设有循环进气口、循环出气口，所述循环管道的两端分别与所述循环进气口、循环出气口连通，所述第五电磁阀、第一气泵、第一单向阀、第六电磁阀按照气体从循环出气口流向循环进气口的顺序依次设置在所述循环管道上。
优选地，所述分压混合罐的数量为两个，分别为第一分压混合罐、第二分压混合罐；
所述循环管道包括收尾依次连通的循环进气段、循环段、循环出气段；所述循环进气段的进气口与对应的分压混合罐的循环出气口连通，所述第五电磁阀设置在对应的循环进气段上，两条所述循环进气段的出气口均与一条所述循环段的进气口连通；
所述第一气泵、第一单向阀均设置在所述循环段上，所述循环段的出气口均两条所述循环出气段的进气口连通，所述第六电磁阀设置在对应的循环出气段上，所述循环出气段的出气口与对应的分压混合罐的循环进气口连通。
与此同时由于本发明的C4F7N/CO2分压混合管路结构包括多个分压混合罐，并将多个分压混合罐分为两组，使得其中一组在处于配气的时候，另一组处于输出混合气体的状态，从而使得系统始终处于配气、输出混合气体的同步进行，节省了配气时间，进一步提高配气效率。
优选地，C4F7N/CO2混合管路结构还包括用以将分压混合罐中的混合C4F7N/CO2混合气体进行抽出的输出管路结构；
所述输出管路结构包括第七电磁阀、藤原无油真空泵或者负压泵、第二单向阀、第三比例阀、第八电磁阀、第一输出管道、第二输出管道；
所述第一输出管道、第二输出管道呈并联设置，所述第一输出管道的进气口、第二输出管道的进气口均与分压混合罐的出气口连通，所述第一输出管道的出气口、第二输出管道的出气口均与所述C4F7N/CO2混合气体输出管路结构连通；
所述第七电磁阀、藤原无油真空泵或者负压泵、第二单向阀顺着气体的输送方向依次设置在所述第一输出管道上；
所述第三比例阀、第八电磁阀按照气体的流动的先后顺序依次设置在所述第二输出管道上。
为了将把通过分压混合罐输出的C4F7N/CO2混合气体充分输出，本发明在C4F7N/CO2混合管路结构中配置了用以将分压混合罐中的C4F7N/CO2混合气体进行抽出的输出管路结构。
优选地，所述多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统还包括加压管路结构，所述加压管路结构用以对经所述C4F7N/CO2混合管路结构输出的C4F7N/CO2混合气体进行加压。
优选地，C4F7N/CO2混合气体输出管路结构包括第十电磁阀、第二缓冲罐、混合气体出气管道；所述混合气体出气管道的进气口与所述加压管路结构的出气端连通，所述第十电磁阀、第二缓冲罐按照气体的流动的先后顺序依次设置在所述混合气体出气管道上。
本发明还采用一种上述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统进行C4F7N/CO2混合气体配气的方法，包括以下步骤：
S1、对配气系统进行抽真空处理；
S2、经C4F7N输入口输入的C4F7N通过C4F7N换热器进行加热汽化；经CO2输入口输入的CO2通过CO2换热器进行加热汽化；
S3、汽化后的C4F7N、CO2在C4F7N/CO2混合管路结构中进行混合；
其中，汽化后的C4F7N、CO2通过C4F7N/CO2动态配气管路结构进行定量混合；汽化后的C4F7N、CO2通过C4F7N/CO2分压混合管路结构进行定压混合；多个所述分压混合罐并联设置且交替进行配气、输出；
S4、混合后的C4F7N/CO2混合气体通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构输出。
本发明的优点在于：
(1)由于本发明在C4F7N输入口处安装了C4F7N换热器，在CO2输入口处安装了CO2换热器，对输入的C4F7N、CO2分别进行加热汽化处理，保证输入至后续管路的C4F7N、CO2始终处于稳定的气态，从而有效地解决了由于C4F7N汽化速度过慢，限制了C4F7N/CO2混合气体配制速度而无法快速配制大量混合气体的技术问题；通过对C4F7N、CO2在输入源头处进行换热汽化处理，极大地保证了输入至系统的气源的稳定性，提高了配气速率。
(2)由于本发明的C4F7N/CO2混合管路结构包括C4F7N/CO2动态配气管路结构、C4F7N/CO2分压混合管路结构，即能实现定流量配气、分压配气两种配气方式，实现了本发明配气的多功能性，根据配气用途的不同，切换不同的配气管路结构，既能采用定量流配气的方式来满足实验室微量C4F7N/CO2混合气体的需求，又能采用分压配气的方式来快速配制不同压力的大量C4F7N/CO2混合气体；另外，由于本发明中在C4F7N输入口处安装了C4F7N换热器，在CO2输入口处安装了CO2换热器，对输入至系统的CO2、C4F7N预先进行汽化处理，使得本发明的定量流配气的方式也存在适用于大量C4F7N/CO2混合气体的应用前景。
(3)本发明将两种C4F7N/CO2动态配气管路结构、C4F7N/CO2分压混合管路结构配气管路结构集成在一个总的管路结构中，使得本发明配气系统设备集成率高，能有效地解决系统的造价成本、简化操控的繁杂性以及提高配制的灵活性。
(4)另外，本发明的C4F7N/CO2动态配气管路结构也能满足补气的需要，对漏气设备进行补气，准确修正设备内混合气体浓度。
进一步，本发明通过在第一管道上设置第一热式质量流量计、在第二管道上设置第二热式质量流量计，对流入至第一管道的CO2的流量、第二管道的C4F7N的流量进行在线控制，并分别配合第一电磁阀开度的调节、第二电磁阀开度的调节，来保证输入至缓冲混合罐中的C4F7N的流量、CO2的流量在设定范围值内，进而保证混合后的C4F7N/CO2比例始终在恒定范围内，确保配气的精准。
进一步，由于本发明的C4F7N/CO2分压混合管路结构包括多个分压混合罐，并将多个分压混合罐分为两组，使得其中一组在处于配气的时候，另一组处于输出混合气体的状态，从而使得系统始终处于配气、输出混合气体的同步进行，节省了配气时间，进一步提高配气效率。
进一步，相比现有技术仅仅依靠气体分子间的自由运动来实现气体混合的方式，本发明通过设置循环混合管路结构，使得C4F7N、CO2在流动状态下的进行混合，能更进一步提高C4F7N、CO2的混合效率，最终提高配气效率。
进一步，本发明仅采用一条循环段，既能实现上述两个分压混合罐的中气体的混合，从而简化了管路设计的复杂程度、提高了管路的集成效果。
进一步，本发明通过第二比例阀的设置，能实现对输入至循环管道的C4F7N、CO2的流量的调节，进而实现根据具体的配气要求、配气环境控制单位时间的C4F7N、CO2混合量，提高混合的灵活性。
进一步，通过在分压混合罐的底部设置两个重量传感器来对分压混合罐中的气体z重量进行在线监控，并配合差压传感器的在线监控，实现质量值、压力值互为反馈，可以更加精准地监控C4F7N和CO2气体配气的精准度。
附图说明
图1为本发明实施例1中多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统的结构示意图。
图2为本发明实施例2中C4F7N/CO2动态配气管路结构的结构示意图。
图3为本发明实施例4中的C4F7N/CO2分压混合管路结构的结构示意图。
图4为本发明实施例5中的循环混合管路结构的结构示意图。
图5为本发明实施例6中的分压混合罐的结构示意图。
图6为本发明实施例7中的输出管路结构的结构示意图。
图7为本发明实施例8中的加压管路结构的结构示意图。
图8为本发明实施例9中的混合气体输出管路结构的结构示意图。
图9为本发明实施例10中的抽真空管路结构的结构示意图。
图10为本发明实施例13中的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
实施例1
如图1所示，本实施例公开一种多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，包括C4F7N输入口1、CO2输入口2、C4F7N换热器3、CO2换热器4、C4F7N/CO2混合管路结构5、C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7。
C4F7N换热器3用以对经C4F7N输入口1输入的C4F7N进行加热汽化。CO2换热器4用以对经CO2输入口2输入的CO2进行加热汽化。C4F7N/CO2混合管路结构5用以对汽化后的C4F7N、CO2进行混合，C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7用以输出混合后的C4F7N/CO2混合气体。
C4F7N/CO2混合管路结构5包括C4F7N/CO2动态配气管路结构51、C4F7N/CO2分压混合管路结构52。
C4F7N/CO2动态配气管路结构51与C4F7N/CO2分压混合管路结构52并联设置。其中，C4F7N/CO2动态配气管路结构51用以对汽化后的CO2、C4F7N进行定量混合。C4F7N/CO2分压混合管路结构52用以对汽化后的CO2、C4F7N进行定压混合。
C4F7N/CO2分压混合管路结构52包括分压混合罐521，分压混合罐521用以对定压后的CO2、C4F7N进行混合。多个分压混合罐521并联设置且交替进行配气、输气。
当需要对C4F7N/CO2进行动态定流量配气时，关闭C4F7N/CO2分压混合管路结构52中的各个管道，开启C4F7N/CO2动态配气管路结构51中的管道以及C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7中的管道，使得C4F7N输入口1、CO2输入口2、C4F7N/CO2动态配气管路结构51中的管道、C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7中的管道之间形成通路，并对管路进行抽真空处理。C4F7N经过C4F7N换热器3换热后，其温度升高，保证其稳定处于气态；同理，CO2经过CO2换热器4换热后，其温度升高；经过换热后的C4F7N、CO2输入至C4F7N/CO2动态配气管路结构51中，通过对C4F7N、CO2流量进行调控，实现C4F7N、CO2的定量混合，最后将定量混合后的C4F7N、CO2通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7输出，完成C4F7N/CO2动态定流量配气。
当需要对C4F7N/CO2进行分压配气时，关闭C4F7N/CO2动态配气管路结构51中的管道，开启C4F7N/CO2分压混合管路结构52中的各个管道以及C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7中的管道，使得C4F7N输入口1、CO2输入口2、C4F7N/CO2分压混合管路结构52中的管道、C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7中的管道之间形成通路，并对管路进行抽真空处理。C4F7N经过C4F7N换热器3换热后，其温度升高，保证其稳定处于气态；同理，CO2经过CO2换热器4换热后，其温度升高；经过换热后的C4F7N、CO2输入至C4F7N/CO2分压混合管路结构52中，通过对C4F7N的分压、CO2的分压进行调控，将调整压力后的C4F7N、调整压力后的CO2输入至各个分压混合罐521中，在分压混合罐521中混合，且保证其中一部分分压混合罐521在处于混合状态的同时，其他的分压混合罐521处于将混合后的C4F7N/CO2的混合气体输入至C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7的状态，最后将定压混合后的C4F7N、CO2通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7输出，完成C4F7N/CO2分压配气。
本发明的优点在于：(1)由于本发明在C4F7N输入口1处安装了C4F7N换热器3，在CO2输入口2处安装了CO2换热器4，对输入的C4F7N、CO2分别进行加热汽化处理，保证输入至后续管路的C4F7N、CO2始终处于稳定的气态，从而有效地解决了由于C4F7N汽化速度过慢，限制了C4F7N/CO2混合气体配制速度而无法快速配制大量混合气体的技术问题；通过对C4F7N、CO2在输入源头处进行换热处理，极大地保证了输入至系统的气源其状态的稳定性，提高了配气速率。(2)由于本发明的C4F7N/CO2混合管路结构5包括C4F7N/CO2动态配气管路结构51、C4F7N/CO2分压混合管路结构52，即能实现定流量配气、分压配气两种配气方式，实现了本发明配气的多功能性，根据配气用途的不同，切换不同的配气管路结构。本发明既能采用定量流配气的方式来满足实验室微量C4F7N/CO2混合气体的需求，又能采用分压配气的方式来快速配制不同压力、不同比例的大量C4F7N/CO2混合气体；另外，由于本发明中在C4F7N输入口1处安装了C4F7N换热器3，在CO2输入口2处安装了CO2换热器4，对输入至系统的CO2、C4F7N预先进行加热汽化处理，使得本发明的定量流配气的方式也存在适用于大量C4F7N/CO2混合气体的应用前景。(3)本发明将两种C4F7N/CO2动态配气管路结构51、C4F7N/CO2分压混合管路结构52配气管路结构集成在一个总的管路结构中，使得本发明配气系统设备集成率高，能有效地解决系统的造价成本、简化操控的繁杂性以及提高配制的灵活性。(4)另外，本发明的C4F7N/CO2动态配气管路结构51也能满足补气的需要，对漏气设备进行补气，准确修正设备内混合气体比例。
实施例2
如图2所示，本实施例与上述实施例的区别在于，提供了一种具体的C4F7N/CO2动态配气管路结构51。
该C4F7N/CO2动态配气管路结构51包括第一电磁阀511、第二电磁阀512、第一热式质量流量计513、第二热式质量流量计514、缓冲混合罐515、第一管道516、第二管道517。
缓冲混合罐515上开设有第一进气口、第二进气口、第一混合气体出气口。
CO2换热器4的出气口与第一进气口之间通过第一管道516连通，第一电磁阀511、第一热式质量流量计513均设置在第一管道516上。C4F7N换热器3的出气口与第二进气口之间通过第二管道517连通，第二电磁阀512、第二热式质量流量计514均设置在第二管道517上。第一混合气体出气口与C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7的进气端连通。
当需要对C4F7N/CO2进行动态定流量配气时，本发明分别开启第一电磁阀511、第二电磁阀512，来分别控制单位时间内通过第一管道516的经加热后的CO2的流量、控制单位时间内通过第二管道517的经加热后的C4F7N的流量，并通过第一热式质量流量计513、第二热式质量流量计514有效监测CO2的流量、C4F7N的流量，如流量有异常，即流量不在设定的范围值内，则对应的热式质量流量计发出异常信号至控制中心，通过控制中心分析信号后，发出指令驱动对应的电磁阀工作，通过电磁阀调节开度的大小，进行流量的在线调节。经过第一热式质量流量计513、第二热式质量流量计514监测后的CO2、C4F7N在缓冲混合罐515混合，混合后，通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7输出。
本发明通过在第一管道516上设置第一热式质量流量计513、在第二管道517上设置第二热式质量流量计514，对流入至第一管道516的CO2的流量、第二管道517的C4F7N的流量进行实时控制，并分别配合第一电磁阀511开度的调节、第二电磁阀512其开度的调节，来保证输入至缓冲混合罐515中的C4F7N的流量、CO2的流量在设定范围值内，进而保证混合后的C4F7N/CO2其质量比例始终在恒定范围内，确保配气的精准。
实施例3
如图2所示，本实施例与上述实施例的区别在于，在缓冲混合罐515上设置有第一差压传感器518。通过在缓冲混合罐515上设置第一差压传感器518，对混合后的C4F7N/CO2混合气体其压力进行测试，进一步实现对混合气体其配制的精准性进行监控。当然，若C4F7N/CO2混合气体其压力值偏离了设定范围，第一差压传感器518同样发出信号至控制中心，由控制中心驱动第一电磁阀511、第二电磁阀512做相应开度的调整。
实施例4
如图3所示，本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例公开一种具体的C4F7N/CO2分压混合管路结构52，该C4F7N/CO2分压混合管路结构52包括分压混合罐521、第三管道522、第四管道523、第五管道524、第三电磁阀525、第四电磁阀526、第一比例阀527、进气电磁阀528。
本实施例以分压混合罐521的数量为两个的方案进行C4F7N/CO2分压混合管路结构52的公开，分别为第一分压混合罐5211、第二分压混合罐5212。当然，其他数量的分压混合罐521也应该在本发明的保护范围内。
第三管道522的进气口与CO2输入口2连通，第四管道523的进气口与C4F7N输入口1连通，第三管道522的出气口、第四管道523的出气口均与第五管道524的进气口连通。第五管道524的出气口分别与第一分压混合罐5211的进气口、第二分压混合罐5212的进气口连通。第三电磁阀525设置在第三管道522上，第四电磁阀526设置在第四管道523上，第一比例阀527设置在第五管道524，进气电磁阀528设置在对应分压混合罐521的进气口处。其中，第一分压混合罐5211的进气口配置第一进气电磁阀5281，第二分压混合罐5212的进气口配置第二进气电磁阀5282。
当需要对C4F7N/CO2进行分压配气时，本发明分别开启第三电磁阀525、第四电磁阀526，来分别控制单位时间内通过第一管道516的CO2的流量、控制单位时间内通过第二管道517的C4F7N的流量。
由于实际工作时，第三电磁阀525、第四电磁阀526不同时开启，即定压后的C4F7N、CO2先后输入至对应的分压混合罐521中。本发明以先输送C4F7N至分压混合罐521、后输送CO2至分压混合罐521的方式进行介绍，而先输送CO2至分压混合罐521、后输送C4F7N至分压混合罐521的方式也应该在本发明的保护范围内。
具体的分压配气步骤如下：
S1、开启第三电磁阀525、第四电磁阀526、第一比例阀527、第一进气电磁阀5281、关闭第二进气电磁阀5282，并调节第一比例阀527的开度；加热汽化后的C4F7N依次通过第四管道523、第五管道524，经过流量的调节，从第一比例阀527输出的C4F7N达到设定压力并输入至第一分压混合罐5211中，加热后的CO2依次通过第三管道522、第五管道524，并经过流量的调节，从第一比例阀527输出的CO2达到设定压力并输入至第一分压混合罐5211中，C4F7N与CO2在第一分压混合罐5211中混合；
S2、第一分压混合罐5211混合完毕后，此时关闭第一进气电磁阀5281，开启第二进气电磁阀5282；；加热汽化后的C4F7N依次通过第四管道523、第五管道524，经过流量的调节，从第一比例阀527输出的C4F7N达到设定压力并输入至第二分压混合罐5212中，加热后的CO2依次通过第三管道522、第五管道524，并经过流量的调节，从第一比例阀527输出的CO2达到设定压力并输入至第二分压混合罐5212中，C4F7N与CO2在第二分压混合罐5212中混合；
S3、第一分压混合罐5211中混合后的C4F7N/CO2混合气体混合完毕后通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7输出；第二分压混合罐5212中混合后的C4F7N/CO2混合气体混合完毕后通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7输出；
S4、上述步骤S1、S2交替进行，对第一分压混合罐5211、第二分压混合罐5212交替进行配气、输气。
由于本发明的C4F7N/CO2分压混合管路结构52包括多个分压混合罐521，并将多个分压混合罐521分为两组，使得其中一组在处于配气的时候，另一组处于输出混合气体的状态，从而使得系统始终处于配气、输出混合气体的同步进行，节省了配气时间，进一步提高配气效率。
在有些实施例中，在第五管道524上还设置有第二差压传感器5210，第二差压传感器5210靠近第一比例阀527的出气口。通过在第一比例阀527的出气口处设置第二差压传感器5210，能有效在线检测输入至分压混合罐521的C4F7N或者CO2其压力值，当然，若C4F7N或CO2压力值偏离了设定范围，第二差压传感器5210发出信号至控制中心，由控制中心驱动第一比例阀527做相应开度的调整。
实施例5
如图4所示，本实施例与上述实施例的区别在于，分压混合罐521还配置有循环混合管路结构529。循环混合管路结构529包括第五电磁阀5291、第一气泵5292、第一单向阀5293、第六电磁阀5294、循环管道5295。
在分压混合罐521的两端分别开设有循环进气口、循环出气口，循环管道5295的两端分别与循环进气口、循环出气口连通，第五电磁阀5291、第一气泵5292、第一单向阀5293、第六电磁阀5294按照气体从循环出气口流向循环进气口的顺序依次设置在循环管道5295上。
本实施例以第一分压混合罐5211的循环混合为例进行工作原理的介绍，第二分压混合罐5212的循环混合原理参照第一分压混合罐5211。
工作时，开启第五电磁阀5291、第一气泵5292、第一单向阀5293、第六电磁阀5294、第一进气电磁阀5281，关闭第二进气电磁阀5282，分压混合罐521中的C4F7N、CO2从分压混合罐521的循环进气口输出，经过循环管道5295，再从CO2从分压混合罐521的循环出气口输入至分压混合罐521中，如此循环。
相比现有技术仅仅依靠气体分子间的自由运动来实现气体混合的方式，本发明通过设置循环混合管路结构529，使得C4F7N、CO2在流动状态下的进行混合，能更进一步提高C4F7N、CO2的混合效率，最终提高配气效率。
实施例6
如图4所示，本实施例与上述实施例的区别在于，当采用两个分压混合罐521(第一分压混合罐5211、第二分压混合罐5212)的C4F7N/CO2分压混合管路结构52时候，本发明采用以下具体的循环混合管路结构529来简化管路结构。
循环管道5295包括首尾依次连通的循环进气段52951、循环段52952、循环出气段52593。循环进气段52951的进气口与对应的分压混合罐521的循环出气口连通，第五电磁阀5291设置在对应的循环进气段52951上，两条循环进气段52951的出气口均与一条循环段52952的进气口连通。
第一气泵5292、第一单向阀5293均设置在循环段52952上，循环段52952的出气口均与两条循环出气段52593的进气口连通，第六电磁阀5294设置在对应的循环出气段52593上，循环出气段52593的出气口与对应的分压混合罐521的循环进气口连通。
当对第一分压混合罐5211中的C4F7N、CO2气体进行混合时，开启第一进气电磁阀5281、第一气泵5292、第一单向阀5293、靠近第一分压混合罐5211的第六电磁阀5294、第五电磁阀5291，关闭第二进气电磁阀5282、靠近第二分压混合罐5212的第六电磁阀5294、第五电磁阀5291，即可实现第一分压混合罐5211中的C4F7N、CO2在循环混合管路结构529中的混合；当对第二分压混合罐5212中的C4F7N、CO2气体进行混合时，开启第二进气电磁阀5282、第一气泵5292、第一单向阀5293、靠近第二分压混合罐5212的第六电磁阀5294、第五电磁阀5291，关闭第一进气电磁阀5281、靠近第一分压混合罐5211的第六电磁阀5294、第五电磁阀5291，即可实现第一分压混合罐5212中的C4F7N、CO2在循环混合管路结构529中的混合。
由于本发明仅采用一条循环段52952，即能实现上述两个分压混合罐5211的中气体的混合，从而简化了管路设计的复杂程度、提高了管路的集成效果。
在有些实施例中，在循环段52952的起始端还设置有第二比例阀5296，第二比例阀5296靠近第一气泵5292的进气口。
通过第二比例阀5296的设置，能实现对输入至循环管道5295的C4F7N、CO2的流量的调节，进而实现根据具体的配气要求、配气环境控制单位时间的C4F7N、CO2混合量，提高混合的灵活性。
如图5所示，在有些实施例中，在分压混合罐521的进气口处设置有第一质量传感器52011，在分压混合罐521的出气口处设置有第二质量传感器52012。
在有些实施例中，在分压混合罐521上还设置有第四差压传感器52013。
通过在分压混合罐521的进气口、出气口分别设置质量传感器来对分压混合罐521中的气体质量进行在线监控，并配合差压传感器的在线监控，实现质量值、压力值互为反馈，可以更加精准地监控C4F7N和CO2气体配气的精准度。
实施例7
如图6所示，本实施例与上述实施例的区别在于：C4F7N/CO2混合管路结构5还包括用以将分压混合罐中的混合C4F7N/CO2混合气体进行抽出的输出管路结构53。
输出管路结构53包括第七电磁阀531、藤原无油真空泵532或者负压泵、第二单向阀533、第三比例阀534、第八电磁阀535、第一输出管道536、第二输出管道537。
第一输出管道536、第二输出管道537呈并联设置，第一输出管道536的进气口、第二输出管道537的进气口均与分压混合罐的出气口连通，第一输出管道536的出气口、第二输出管道537的出气口均与C4F7N/CO2混合气体输出管路结构连通。
第七电磁阀531、藤原无油真空泵532或者负压泵、第二单向阀533顺着气体的输送方向依次设置在第一输出管道536上。
第三比例阀534、第八电磁阀535按照气体的流动的先后顺序依次设置在第二输出管道537上。
为了将把通过分压混合罐521输出的C4F7N/CO2混合气体充分输出，本发明在C4F7N/CO2混合管路结构5中配置了用以将分压混合罐521中的混合C4F7N/CO2混合气体进行抽出的输出管路结构53。
该输出管路结构53通过以下步骤实现C4F7N/CO2混合气体的输出；经分压混合罐配气完成的C4F7N/CO2混合气体，在刚开始输出时候，由于其压力较大，此时，通过关闭第七电磁阀531，开启第三比例阀534、第八电磁阀535，C4F7N/CO2混合气体通过第二输出管道537输入至后续的管道，再从C4F7N/CO2混合气体输出管路结构输出。当分压混合罐521中的C4F7N/CO2混合气体的压力低于设定值(130kPa)，此时，仅通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构配合第二输出管道537很难将分压混合罐中的剩余C4F7N/CO2混合气体输出；此时，通过关闭第三比例阀534、第八电磁阀535，开启第七电磁阀531、藤原无油真空泵532或者负压泵，C4F7N/CO2混合气体通过藤原无油真空泵532或者负压泵的抽气作用，从第一输出管道536输入至后续的管道，直至当分压混合罐521中的C4F7N/CO2混合气体的压力降低至5kPa为止。
本发明的输出管路结构53提供了两套输气分支管路，当混合气体压力较大的时候，利用第二输出管道537的开通，即可完成C4F7N/CO2混合气体的输出，本发明中的第三比例阀534的设置，是为了控制混合气体输出压力的作用，伴随着C4F7N/CO2混合气体的输出的进行而进行相应的调整，保证气体输出的平稳性；当混合气体压力较小的时候，通过第一输出管道536，利用藤原无油真空泵532或者负压泵抽气作用，保证分压混合罐521中的混合气体尽可能地被输出，且能防止下次配制不同比例不同压力的混合气体，发生交叉污染。另外，藤原无油真空泵和普通管路抽真空的区别在于，普通真空泵是有润滑油的，混合气体配制过程中，如果采用普通真空泵，可能会污染气体。
在有些实施例中，在每一个分压混合罐521的出气口分别通过一条过渡管道54与一条输出管路结构53的进气端连通，在过渡管道54上设置有第九电磁阀541。
通过开闭对应的第九电磁阀541，能实现不同分压混合罐521的混合气体根据实际的需要选择性地输入至输出管路结构53中。
实施例8
如图7所示，本实施例与上述实施例的区别在于：多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统还包括加压管路结构6，加压管路结构6用以对经C4F7N/CO2混合管路结构5输出的C4F7N/CO2混合气体进行加压。
加压管路结构6包括第一缓冲罐61、第三气泵62、第三单向阀63、第一加压管道64、第二加压管道65、第四比例阀66、第三加压管道67。
第一加压管道64的两端分别与C4F7N/CO2动态配气管路结构51的出气端、第一缓冲罐61的第一进气口连通。
第二加压管道65的两端分别与C4F7N/CO2分压混合管路结构52的出气端、第一缓冲罐61的第二进气口连通。
第三加压管道67的两端分别与第一缓冲罐61的出气口、出气管路结构7的进气端连通。
第四比例阀66设置在第一加压管道64上，第三气泵62、第三单向阀63按照气体的流动的先后顺序依次设置在第三加压管道67上。本发明的第三气泵62优选为压缩机，现有技术的其他气泵也应该在本发明的保护范围内。
由于实际工作时，尤其对于设备制造厂家研制1000kV GIL，设备气室大的情况下，经C4F7N/CO2混合管路结构5配制的C4F7N/CO2混合气体难以直接输入至C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7中。因此，本发明配制了加压管路结构6。
当对经过C4F7N/CO2动态配气管路结构51配制的定量C4F7N/CO2混合气体进行输出时，本发明通过开启第三气泵62、第三单向阀63、调节第四比例阀66的开度，关闭输出管路结构53，使得定量C4F7N/CO2混合气体通过第一加压管道64输入至第一缓冲罐61缓存，在通过第三加压管道67输出至C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7中。
当对经过C4F7N/CO2分压混合管路结构52配制的定压C4F7N/CO2混合气体进行输出时，开启第三气泵62、第三单向阀63、输出管路结构53，关闭第四比例阀66，使得定压C4F7N/CO2混合气体通过第二加压管道65输入至第一缓冲罐61缓存，在通过第三加压管道67输出至C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7中。
在有些实施例中，在第三加压管道67上还设置有第六差压传感器68，第六差压传感器68靠近第三气泵62的出气口。通过第六差压传感器68在线监测输入在第三加压管道67中的混合气体的压力。
实施例9
如图8所示，本实施例与上述实施例的区别在于，提供了一种具体的C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7。
C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7包括第十电磁阀71、第二缓冲罐72、混合气体出气管道73。混合气体出气管道73的进气口与C4F7N/CO2混合管路结构5的出气端连通，第十电磁阀71、第二缓冲罐72按照气体的流动的先后顺序依次设置在混合气体出气管道73上。
工作时，通过开启第十电磁阀71，实现混合后的C4F7N/CO2混合气体通过混合气体出气管道73输入至第二缓冲罐72中进行缓存，并通过第二缓冲罐72输出至外界设备。
在有些实施例中，在第二缓冲罐72上设置有第三差压传感器721。通过第三差压传感器721在线监控第二缓冲罐72中混合气体的压力。
实施例10
如图8所示，本实施例与上述实施例的区别在于，出气管路结构7还包括取样支路结构74，取样支路结构74包括取样支管道741、减压稳压阀742、第五比例阀743，取样支管道741的进气口与第二缓冲罐72的出气口连通，减压稳压阀742、第五比例阀743按照气体的流动的先后顺序依次设置在取样支管道741上。
为了进一步保证输出至设备的C4F7N/CO2混合气体其混合配制的精确性、纯度，在出气管路结构7中设置取样支路结构74。通过开启减压稳压阀742、调节第五比例阀743，将少量C4F7N/CO2混合气体从取样支管道741中输出，在取样支管道741的尽头进行取样，对试样进行分析，保证C4F7N/CO2混合气体的纯度、精确性。
实施例11
如图9所示，本实施例与上述实施例的区别在于，多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统还包括抽真空管路结构8。本实施例提供一种具体的抽真空管路结构8，包括第四气泵81、第六比例阀82、第三缓冲罐83、第十一电磁阀84、第十二电磁阀85、第十三电磁阀86、主抽真空管道87、第一分抽真空支管道88、第二分抽真空支管道89。
第一分抽真空支管道88、第二抽真空支管道89并联，其中，第一分抽真空支管道88的出气口、第二分抽真空支管道的出气口均与主抽真空管道87的进气口连通，第一分抽真空支管道88的进气口与C4F7N/CO2动态配气管路结构51的出气端连通，第二分抽真空支管道89的进气口与第一比例阀527的出气口连通。
第四气泵81、第六比例阀82、第三缓冲罐83、第十一电磁阀84按照气体的流动的先后顺序依次设置在主抽真空管道87上。
第十二电磁阀85设置在第一分抽真空支管道88上。
第十三电磁阀86设置在第二分抽真空支管道上89。
为了排除管路中空气等其他杂质，避免杂质的存在对配制的混合气体准确度造成影响，在配气之前，还需要对当前配气系统采用本发明的抽真空管路结构8进行抽真空处理。
通过开启第四气泵81、第六比例阀82、第十一电磁阀84、第十二电磁阀85、第一电磁阀511、第二电磁阀512，进行C4F7N/CO2动态配气管路结构51抽真空处理。
通过开启第四气泵81、第六比例阀82、第十二电磁阀85、第十一电磁阀84、第三气泵62、第十电磁阀71，进行出气管路结构抽真空处理。
通过开启第四气泵81、第六比例阀82、第十三电磁阀86、第三电磁阀525、第四电磁阀526、第一比例阀527、第一进气电磁阀5281、第二进气电磁阀5282、第九电磁阀541、第三比例阀534、第八电磁阀535、第十二电磁阀85、第三气泵62、第十电磁阀71，进行C4F7N/CO2分压混合管路结构抽真空处理。
在有些实施例中，在第三缓冲罐83上还设置有第五差压传感器831。通过有第五差压传感器831在线检控第三缓冲罐83中气体的压力，判断抽真空的程度。
在有些实施例中，在主抽真空管道87上还设置有压控开关810，压控开关810靠近第十一电磁阀84的出气口。通过压控开关810控制抽真空程度，本发明的抽真空控制在0.08Mpa。
实施例12
本实施例与上述实施例的区别在于，C4F7N通过C4F7N气罐输入至C4F7N输入口1、CO2通过CO2气罐输入至CO2输入口2。在C4F7N气罐的外围、CO2气罐的外围均设置有现有技术的加热汽化装置。如可以在气罐的外围缠绕加热管，在加热管中充入热水或者其他高温介质。
实施例13
如图10所示，本实施例公开一种多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，包括C4F7N输入口1、CO2输入口2、C4F7N换热器3、CO2换热器4、C4F7N/CO2混合管路结构5、C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7。
C4F7N换热器3用以对经C4F7N输入口1输入的C4F7N进行加热汽化。CO2换热器4用以对经CO2输入口2输入的CO2进行加热汽化。C4F7N/CO2混合管路结构5用以对加热后的C4F7N、CO2进行混合，C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7用以输出混合后的C4F7N/CO2混合气体。
C4F7N/CO2混合管路结构5包括C4F7N/CO2动态配气管路结构51、C4F7N/CO2分压混合管路结构52。
C4F7N/CO2动态配气管路结构51与C4F7N/CO2分压混合管路结构52并联设置。其中，C4F7N/CO2动态配气管路结构51用以对加热后的CO2、C4F7N进行定量混合。C4F7N/CO2分压混合管路结构52用以对加热后的CO2、C4F7N进行定压混合。
C4F7N/CO2分压混合管路结构52包括分压混合罐521，分压混合罐521用以对定压后的CO2、C4F7N进行混合。多个分压混合罐521并联设置且交替进行配气、输气。
C4F7N/CO2动态配气管路结构51包括第一电磁阀511、第二电磁阀512、第一热式质量流量计513、第二热式质量流量计514、缓冲混合罐515、第一管道516、第二管道517。
缓冲混合罐515上开设有第一进气口、第二进气口、第一混合气体出气口。
CO2换热器4的出气口与第一进气口之间通过第一管道516连通，第一电磁阀511、第一热式质量流量计513均设置在第一管道516上。C4F7N换热器3的出气口与第二进气口之间通过第二管道517连通，第二电磁阀512、第二热式质量流量计514均设置在第二管道517上。第一混合气体出气口与C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7的进气端连通。
在缓冲混合罐515上设置有第一差压传感器518。通过在缓冲混合罐515上设置第一差压传感器518，对混合后的C4F7N/CO2混合气体其压力进行测试，进一步实现对混合气体其配制的精准性进行监控。当然，若C4F7N/CO2混合气体其压力值偏离了设定范围，第一差压传感器518同样发出信号至控制中心，由控制中心驱动第一电磁阀511、第二电磁阀512做相应开度的调整。
C4F7N/CO2分压混合管路结构52包括分压混合罐521、第三管道522、第四管道523、第五管道524、第三电磁阀525、第四电磁阀526、第一比例阀527、进气电磁阀528。
本实施例以分压混合罐521的数量为两个的方案进行C4F7N/CO2分压混合管路结构52的公开，分别为第一分压混合罐5211、第二分压混合罐5212。当然，其他数量的分压混合罐521也应该在本发明的保护范围内
第三管道522的进气口与CO2输入口2连通，第四管道523的进气口与C4F7N输入口1连通，第三管道522的出气口、第四管道523的出气口均与第五管道524的进气口连通。第五管道524的出气口分别与第一分压混合罐5211的进气口、第二分压混合罐5212的进气口连通。第三电磁阀525设置在第三管道522上，第四电磁阀526设置在第四管道523上，第一比例阀527设置在第五管道524，进气电磁阀528设置在对应分压混合罐521的进气口处，其中第一分压混合罐5211的进气口配置第一进气电磁阀5281，第二分压混合罐5212的进气口配置第二进气电磁阀5282。
在第五管道524上还设置有第二差压传感器5210，第二差压传感器5210靠近第一比例阀527的出气口。通过在第一比例阀527的出气口处设置第二差压传感器5210。
分压混合罐521还配置有循环混合管路结构529。循环混合管路结构529包括第五电磁阀5291、第一气泵5292、第一单向阀5293、第六电磁阀5294、循环管道5295。
在分压混合罐521的两端分别开设有循环进气口、循环出气口，循环管道5295的两端分别与循环进气口、循环出气口连通，第五电磁阀5291、第一气泵5292、第一单向阀5293、第六电磁阀5294按照气体从循环出气口流向循环进气口的顺序依次设置在循环管道5295上。
循环管道5295包括收尾依次连通的循环进气段52951、循环段52952、循环出气段52593。循环进气段52951的进气口与对应的分压混合罐521的循环出气口连通，第五电磁阀5291设置在对应的循环进气段52951上，两条循环进气段52951的出气口均与一条循环段52952的进气口连通。
第一气泵5292、第一单向阀5293均设置在循环段52952上，循环段52952的出气口均与两条循环出气段52593的进气口连通，第六电磁阀5294设置在对应的循环出气段52593上，循环出气段52593的出气口与对应的分压混合罐521的循环进气口连通。
在循环段52952的起始端还设置有第二比例阀5296，第二比例阀5296靠近第一气泵5292的进气口。
在分压混合罐521的进气口处设置有第一质量传感器52011，在分压混合罐521的出气口处设置有第二质量传感器52012。
在分压混合罐521上还设置有第四差压传感器52013。
C4F7N/CO2混合管路结构5还包括用以将分压混合罐521中的混合C4F7N/CO2混合气体进行抽出的输出管路结构53。
输出管路结构53包括第七电磁阀531、藤原无油真空泵532或者负压泵、第二单向阀533、第三比例阀534、第八电磁阀535、第一输出管道536、第二输出管道537。
第一输出管道536、第二输出管道537呈并联设置，第一输出管道536的进气口、第二输出管道537的进气口均与分压混合罐521的出气口连通，第一输出管道536的出气口、第二输出管道537的出气口均与C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7连通。
第七电磁阀531、藤原无油真空泵532或者负压泵、第二单向阀533顺着气体的输送方向依次设置在第一输出管道536上。
第三比例阀534、第八电磁阀535按照气体的流动的先后顺序依次设置在第二输出管道537上。
在每一个分压混合罐521的出气口分别通过一条过渡管道54与一条输出管路结构53的进气端连通，在过渡管道54上设置有第九电磁阀541。
多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统还包括加压管路结构6，加压管路结构6用以对经C4F7N/CO2混合管路结构5输出的C4F7N/CO2混合气体进行加压。
加压管路结构6包括第一缓冲罐61、第三气泵62、第三单向阀63、第一加压管道64、第二加压管道65、第四比例阀66、第三加压管道67。
第一加压管道64的两端分别与C4F7N/CO2动态配气管路结构51的出气端、第一缓冲罐61的第一进气口连通。
第二加压管道65的两端分别与C4F7N/CO2分压混合管路结构52的出气端、第一缓冲罐61的第二进气口连通。
第三加压管道67的两端分别与第一缓冲罐61的出气口、出气管路结构7的进气端连通。
第四比例阀66设置在第一加压管道64上，第三气泵62、第三单向阀63按照气体的流动的先后顺序依次设置在第三加压管道67上。
在第三加压管道67上还设置有第六差压传感器68，第六差压传感器68靠近第三气泵62的出气口。
C4F7N/CO2混合气体输出管路结构7包括第十电磁阀71、第二缓冲罐72、混合气体出气管道73。混合气体出气管道73的进气口与C4F7N/CO2混合管路结构5的出气端连通，第十电磁阀71、第二缓冲罐72按照气体的流动的先后顺序依次设置在混合气体出气管道73上。
在第二缓冲罐72上设置有第三差压传感器721。
出气管路结构7还包括取样支路结构74，取样支路结构74包括取样支管道741、减压稳压阀742、第五比例阀743，取样支管道741的进气口与第二缓冲罐72的出气口连通，减压稳压阀742、第五比例阀743按照气体的流动的先后顺序依次设置在取样支管道741上。
多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统还包括抽真空管路结构8。本实施例提供一种具体的抽真空管路结构8，包括第四气泵81、第六比例阀82、第三缓冲罐83、第十一电磁阀84、第十二电磁阀85、第十三电磁阀86、主抽真空管道87、第一分抽真空支管道88、第二分抽真空支管道89。
第一分抽真空支管道88、第二抽真空支管道89并联，其中，第一分抽真空支管道88的出气口、第二分抽真空支管道的出气口均与主抽真空管道87的进气口连通，第一分抽真空支管道88的进气口与C4F7N/CO2动态配气管路结构51的出气端连通，第二分抽真空支管道的进气口与第一比例阀527的出气口连通。
第四气泵81、第六比例阀82、第三缓冲罐83、第十一电磁阀84按照气体的流动的先后顺序依次设置在主抽真空管道87上。
第十二电磁阀85设置在第一分抽真空支管道88上。
第十三电磁阀86设置在第二分抽真空支管道上89。
在第三缓冲罐83上还设置有第五差压传感器831。
在主抽真空管道87上还设置有压控开关810，压控开关810靠近第十一电磁阀84的出气口。
实施例14
对于GIL气室长18m、内径1m，需要配制0.5MPa、10％的C4F7N/CO2(C4F7N与CO2的体积比为1:9)混合气体，采用不同配气方法及其效果如下。
所需C4F7N和CO2的质量：
GIL管道体积：V1＝πr2d＝3.14×0.25×18＝14m3
所需混合气体体积：V2＝6V1＝84m3
所需C4F7N体积：V(C4F7N)＝84×10％＝8.4m3
所需C4F7N质量：mC4＝ρ×VC4＝7.9×8.4＝66kg
所需CO2体积：V(CO2)＝84×90％＝75.6m3
所需CO2质量：
所需C4F7N和CO2的分压：
C4F7N的分压：P1＝0.06MPa
CO2的分压：P2＝0.54MPa
传统的动态配气法：
传统的动态配气法采用质量流量计控制C4F7N和CO2的流量，配气速度最大可达到6m3/h，配制84m3的C4F7N/CO2混合气体，至少需要14h。
传统的分压法：
首先向设备内充0.06MPa的C4F7N，再充0.54MPa的CO2气体。由于采用的压力表精度不高，存在较大误差，一般混合气体和压力的误差比例达到2％～3％；向设备内充气时间较短，但是气体在设备内至少需要24h才可混合均匀。
本发明多功能配气法：
由于电磁阀的流量不受气体种类限制，该方法配气速度可达到60m3/h，不到2h即可完成GIL气室配气工作。由于采用质量/压力双重计量方式，灵敏度为1‰，可满足精准监控两种气体分压的要求。该方法配气速度快、精度高。
综上所述，本发明具有极大地保证了输入至系统的气源其状态的稳定性，提高了配气速率。即能实现定流量配气、分压配气两种配气方式，实现了本发明配气的多功能性，根据配气用途的不同，切换不同的配气管路结构，既能采用定量流配气的方式来满足实验室微量C4F7N/CO2混合气体的需求，又能采用分压配气的方式来快速配制不同压力的大量C4F7N/CO2混合气体。本发明将两种配气管路结构集成在一个总的管路结构中，使得本发明配气系统设备集成率高，能有效地解决系统的造价成本、简化操控的繁杂性以及提高配制的灵活性。本发明的也能满足补气的需要，对漏气设备进行补气，准确修正设备内混合气体比例。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，其特征在于，包括C4F7N输入口、CO2输入口、C4F7N换热器、CO2换热器、C4F7N/CO2混合管路结构、C4F7N/CO2混合气体输出管路结构；
所述C4F7N换热器用以对经所述C4F7N输入口输入的C4F7N进行加热汽化；所述CO2换热器用以对经所述CO2输入口输入的CO2进行加热汽化；所述C4F7N/CO2混合管路结构用以对加热后的C4F7N、加热后的CO2进行混合，所述C4F7N/CO2混合气体输出管路结构用以输出混合后的C4F7N/CO2混合气体；
所述C4F7N/CO2混合管路结构包括C4F7N/CO2动态配气管路结构、C4F7N/CO2分压混合管路结构；
所述C4F7N/CO2动态配气管路结构与所述C4F7N/CO2分压混合管路结构并联设置；其中，所述C4F7N/CO2动态配气管路结构用以对加热后的CO2、加热后的C4F7N进行定量混合；所述C4F7N/CO2分压混合管路结构用以对加热后的CO2、加热后的C4F7N进行定压混合；
所述C4F7N/CO2分压混合管路结构包括分压混合罐，所述分压混合罐用以对定压后的CO2、C4F7N进行混合，多个所述分压混合罐并联设置且交替进行配气、输气；采用分压配气的方式来快速配制不同压力的大量C4F7N/CO2混合气体。
2.根据权利要求1所述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，其特征在于，所述C4F7N/CO2动态配气管路结构包括第一电磁阀、第二电磁阀、第一热式质量流量计、第二热式质量流量计、缓冲混合罐、第一管道、第二管道；
所述缓冲混合罐上开设有第一进气口、第二进气口、第一混合气体出气口；
所述CO2换热器的出气口与所述第一进气口之间通过第一管道连通，所述第一电磁阀、第一热式质量流量计均设置在所述第一管道上；所述C4F7N换热器的出气口与所述第二进气口之间通过第二管道连通，所述第二电磁阀、第二热式质量流量计均设置在所述第二管道上；所述第一混合气体出气口与所述C4F7N/CO2混合气体输出管路结构的进气端连通。
3.根据权利要求1所述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，其特征在于，所述C4F7N/CO2分压混合管路结构还包括第三管道、第四管道、第五管道、第三电磁阀、第四电磁阀、第一比例阀；
所述第三管道的进气口与所述CO2输入口连通，所述第四管道的进气口与所述C4F7N输入口连通，所述第三管道的出气口、所述第四管道的出气口均与第五管道的进气口连通；所述第五管道的出气口与所述分压混合罐的进气口连通；所述第三电磁阀设置在所述第三管道上，所述第四电磁阀设置在所述第四管道上，所述第一比例阀设置在所述第五管道。
4.根据权利要求3所述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，其特征在于，所述分压混合罐还配置有循环混合管路结构；所述循环混合管路结构包括第五电磁阀、第一气泵、第一单向阀、第六电磁阀、循环管道；在所述分压混合罐的两端分别开设有循环进气口、循环出气口，所述循环管道的两端分别与所述循环进气口、循环出气口连通，所述第五电磁阀、第一气泵、第一单向阀、第六电磁阀按照气体从循环出气口流向循环进气口的顺序依次设置在所述循环管道上。
5.根据权利要求4所述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，其特征在于，所述分压混合罐的数量为两个，分别为第一分压混合罐、第二分压混合罐；
所述循环管道包括收尾依次连通的循环进气段、循环段、循环出气段；所述循环进气段的进气口与对应的分压混合罐的循环出气口连通，所述第五电磁阀设置在对应的循环进气段上，两条所述循环进气段的出气口均与一条所述循环段的进气口连通；
所述第一气泵、第一单向阀均设置在所述循环段上，所述循环段的出气口均与两条所述循环出气段的进气口连通，所述第六电磁阀设置在对应的循环出气段上，所述循环出气段的出气口与对应的分压混合罐的循环进气口连通。
6.根据权利要求3所述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，其特征在于，C4F7N/CO2混合管路结构还包括用以将分压混合罐中的混合C4F7N/CO2混合气体进行抽出的输出管路结构；
所述输出管路结构包括第七电磁阀、藤原无油真空泵或者负压泵、第二单向阀、第三比例阀、第八电磁阀、第一输出管道、第二输出管道；
所述第一输出管道、第二输出管道呈并联设置，所述第一输出管道的进气口、第二输出管道的进气口均与分压混合罐的出气口连通，所述第一输出管道的出气口、第二输出管道的出气口均与所述C4F7N/CO2混合气体输出管路结构连通；
所述第七电磁阀、藤原无油真空泵或者负压泵、第二单向阀顺着气体的输送方向依次设置在所述第一输出管道上；
所述第三比例阀、第八电磁阀按照气体的流动的先后顺序依次设置在所述第二输出管道上。
7.根据权利要求1所述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，其特征在于，所述多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统还包括加压管路结构，所述加压管路结构用以对经所述C4F7N/CO2混合管路结构输出的C4F7N/CO2混合气体进行加压。
8.根据权利要求7所述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，其特征在于，所述加压管路结构包括第一缓冲罐、第三气泵、第三单向阀、第一加压管道、第二加压管道、第四比例阀、第三加压管道；
所述第一加压管道的两端分别与C4F7N/CO2动态配气管路结构的出气端、所述第一缓冲罐的第一进气口连通；
所述第二加压管道的两端分别与C4F7N/CO2分压混合管路结构的出气端、所述第一缓冲罐的第二进气口连通；
所述第三加压管道的两端分别与第一缓冲罐的出气口、所述出气管路结构的进气端连通；
所述第四比例阀设置在所述第一加压管道上，所述第三气泵、所述第三单向阀按照气体的流动的先后顺序依次设置在所述第三加压管道上。
9.根据权利要求7所述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统，其特征在于，所述混合气体输出管路结构包括第十电磁阀、第二缓冲罐、混合气体出气管道；所述混合气体出气管道的进气口与所述加压管路结构的出气端连通，所述第十电磁阀、第二缓冲罐按照气体的流动的先后顺序依次设置在所述混合气体出气管道上。
10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气系统进行C4F7N/CO2混合气体配气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对配气系统进行抽真空处理；
S2、经C4F7N输入口输入的C4F7N通过C4F7N换热器进行加热汽化；经CO2输入口输入的CO2通过CO2换热器进行加热汽化；
S3、加热后的C4F7N、CO2在C4F7N/CO2混合管路结构中进行混合；
其中，加热后的C4F7N、CO2通过C4F7N/CO2动态配气管路结构进行定量混合；加热后的C4F7N、CO2通过C4F7N/CO2分压混合管路结构进行定压混合；所述C4F7N/CO2分压混合管路结构包括分压混合罐，多个所述分压混合罐并联设置且交替进行配气、输气；
S4、混合后的C4F7N/CO2混合气体通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构输出。
11.根据权利要求10所述的多功能C4F7N/CO2混合气体配气方法，其特征在于，步骤S3中：
当需要对C4F7N、CO2进行动态定流量配气时，关闭C4F7N/CO2分压混合管路结构中的各个管道，开启C4F7N/CO2动态配气管路结构中的管道以及C4F7N/CO2混合气体输出管路结构中的管道，使得C4F7N输入口、CO2输入口、C4F7N/CO2动态配气管路结构中的管道、C4F7N/CO2混合气体输出管路结构中的管道之间形成通路，并对管路进行抽真空处理；经过换热后的C4F7N、CO2输入至C4F7N/CO2动态配气管路结构中，通过对C4F7N、CO2流量进行调控，实现C4F7N、CO2的定量混合，最后将定量混合后的C4F7N、CO2通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构输出；
当需要对C4F7N、CO2进行分压配气时，关闭C4F7N/CO2动态配气管路结构中的管道，开启C4F7N/CO2分压混合管路结构中的各个管道以及C4F7N/CO2混合气体输出管路结构中的管道，使得C4F7N输入口、CO2输入口、C4F7N/CO2分压混合管路结构中的管道、C4F7N/CO2混合气体输出管路结构中的管道之间形成通路，并对管路进行抽真空处理；经过换热后的C4F7N、CO2输入至C4F7N/CO2分压混合管路结构中，通过对C4F7N的分压、CO2的分压进行调控，将调整压力后的C4F7N、调整压力后的CO2输入至各个分压混合罐中，在分压混合罐中混合，且保证其中一部分分压混合罐在处于混合状态的同时，其他的分压混合罐处于将混合后的C4F7N/CO2的混合气体输入至C4F7N/CO2混合气体输出管路结构的状态，最后将定压混合后的C4F7N、CO2通过C4F7N/CO2混合气体输出管路结构输出。
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