CN111102173B - 一种真空进气系统及进气控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空进气系统及进气控制方法，包括有供气单元、传输单元、控制单元、供气终端，所述的供气单元包括有气源、手动截止阀、减压阀及相应连接管路组成，气体从气源经手动截止阀，减压阀调整相应压力进入传输单元；所述的传输单元包括有传输管、绝缘套管、过滤器、气动阀组成；所述的控制调节单元包括有减压阀、电磁阀、流量采集器、控制器组成；所述的供气终端包括有真空转接头、真空角阀、真空接头。本发明系统组成简单，安装拆卸方便，无需复杂的电子仪器。用户可根据需要自行选择气源，具有很强的适应性。工作安全稳定可靠，真空密封性好，自动控制，操作方便简洁，可实现任意时刻自动安全进气。

Description

一种真空进气系统及进气控制方法

技术领域

本发明涉及真空和控制领域，主要涉及一种真空进气系统及进气控制方法。

背景技术

对于一个处于高真空状态的装置来说，内外的压差很大。由于维修，更换内部器件等原因，要打开真空装置。但开装置之前，要先对装置放空，使内外压差一致。否者，贸然打开真空装置，不仅会损害内部器件，对操作人员来说还会有危险，尤其是大真空装置。要放真空，就要进气。考虑到经济安全等因素，在放真空时，会对真空室内部注入氮气。

此外在实验过程中，有时根据实验需要，要对处于高真空状态装置内部进气，注入氮气，当真空恢复到接近大气状态时，然后再进行抽真空，如此反复多次，进行真空置换。

现有的真空进气方式就是把带有截止阀的气动管与真空装置进气口相连结，在需要进气时，手动打开截止阀。打开截止阀时，要注意开度的大小，初始时的进气量不宜过大，以防对内部部件造成冲击；当进气一段时间后，开度调大，加大进气量。当真空室内部的压力接近大气压时，就要立即关闭截止阀。否则，当真空室内部气压大于外界大气压时，一方面容易对内部器件造成损伤，一方面会使真空室上的安全阀动作，释放多余气体，从而会使真空密封出现问题。此外，现有的监控真空室内部压力的方法是通过连接在真空室上的规管与真空计来观察，但是气体成分的不同会造成真空测量有很大差异，无法准确反馈真空室内部压力。这就使得我们无法准确判断是否要关闭进气截止阀。由于，这种进气模式需人现场操作，而在实验过程中，实验现场不允许进入，这会大大影响实验进度。而且，该进气过程所用时间较长，需要工作人员时刻关注，较为劳累。

发明内容

本发明的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种真空进气系统及进气控制方法，来实现实时真空进气。它能够简洁快速的安装，能够很好的配合进气与抽气，能够实现自动控制开关，能够与电脑连接，可以远程监控工作状态，并实现手动与自动控制的随时切换。能够防止大气进入，起到安全保护作用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种真空进气系统，包括：供气单元、传输单元、控制单元、供气终端；

所述的供气单元包括气源、手动截止阀、第一减压阀及相应连接管，所述的气源的第一出气孔经不锈钢管与手动截止阀相连接，手动截止阀再通过连接管与第一减压阀相连接；所述的传输单元包括有多段传输管、绝缘套管、过滤器、气动阀；前述供气单元的减压阀出口与传输管卡套连接，经过传输管连接到绝缘套管，同样该连接也是卡套连接；绝缘套管出口再通过传输管与过滤器卡套连接，过滤器的出口则通过传输管与气动阀连接；所述的控制单元包括有第二减压阀、电磁阀、流量采集器、控制器；前述的气动阀后方连接有流量采集器，流量采集器通过数据线与控制器相连接，控制器输出端通过数据线与电磁阀连接；气源的第二出气孔通过不锈钢连结管与第二减压阀相连接，第二减压阀出口接到电磁阀入口，电磁阀出口通过供气管与气动阀顶部相连接；所述的供气终端包括有真空转接接头、真空角阀、真空接头；前述流量采集器出口通过真空转接接头与真空角阀相连接，真空角阀出口通过真空接头连接到真空室。

进一步的，所述的传输管及连接管均采用不锈钢洁净管，连接方式采用卡套连接。

进一步的，所述的传输单元的绝缘套管，两端为卡套接头，便于连接；内部为编织管，能够承受预定压力，且能够隔绝绝缘套管两端的电位差。

进一步的，所述的气动阀为常闭阀，所述的气动阀由所述气源中的氮气通过动力管线提供动力，与电磁阀形成了串联连锁保护，用于在突然停电的情况下，避免真空室与外界连通造成真空泄露。

进一步的，所述的控制单元为闭环自动控制，控制器从流量采集器得到信号，与设定值作为比较，得到结果输出到电磁阀，控制电磁阀的开关，从而控制气动阀动作，该过程能够自动运转，无需人工实时操作监控；同时，控制器有通讯接口，能够与电脑连接，远程监控工作状态，并实现手动与自动控制的随时切换。

进一步的，所述的供气终端的真空转接接头一头为卡套管，一头为KF快接，能够直接连接，便于安装拆卸。

进一步的，所述的供气终端的真空接接头为KF快接，便于安装拆卸。

根据本发明的另一方面，提供一种真空进气系统的进气控制方法，包括如下步骤：

步骤1：检查气源，打开手动截止阀，调整第一减压阀，氮气从气源的第一出气孔流出，经第一减压阀降到设定压力后，进入传输管道，通过绝缘套管，再经过后面的传输管道进入过滤器，经过滤器过滤气体中的杂质后到达气动阀口；

步骤2：调整动力管线第二减压阀，氮气从气源的第二出气孔流出，经第二减压阀降到设定压力后，从动力管线，到达电磁阀进气口；

步骤3：打开真空角阀，当需要进气时，通过电脑远程操控，向控制器发出命令，控制器收到命令后，向电磁阀发出动作命令；控制动力管线的电磁阀打开，电磁阀口的氮气从动力管线进入气动阀顶部为它提供动力，气动阀打开；气动阀口的氮气进入，经过传输管，流量采集器，到达供气端，从供气端源源不断的进入真空室；与此同时，流量采集器不断采集气体实时流量反馈给控制器，控制器根据反馈信号来控制电磁阀，进而控制气动阀开关和进气量大小；

步骤4：进气一段时间后，真空室内部部件气压变动稳定；控制器设定时间到达，控制电磁阀，使气动阀开度达到最大，氮气进气量到最大；

步骤5：控制器实时监控进气量，当进气量小于设定值时，此时，真空室内压力接近大气压，控制器立即控制电磁阀关闭，气动阀随之关闭，进气结束；整个进气过程，为自动控制。

所述的传输管及连接管路均采用不锈钢洁净管，原有的气体管路采用气动管，气动管在压力下经过一段时间会破裂，从而造成内部气体泄露或真空泄露，而不锈钢洁净管解决了这一问题。此外，气动管只够采用快接或者卡箍连接，这种连接方式不易密封真空，容易造成真空泄露。而不锈钢洁净管路的连接方式为卡套连接，这种方式更容易密封真空。

该系统的工作原理是：实验开始前，手动打开气源端截止阀，调节好减压阀，打开供气端真空角阀。氮气从气源端流出，经减压阀降到合适压力，进入传输管道，通过绝缘管路，进入过滤器，过滤气体中的杂质后到达气动阀口。需要进气时，通过电脑远程操控，向控制器发出命令，控制器收到命令后，程序运转。控制动力管线的电磁阀打开，电磁阀打开后，氮气从动力管线经减压阀降低压力后，为气动阀提供动力。气动阀打开，气动阀口的氮气流出，经过传输管到达供气端，从供气端源源不断的进入真空室。与此同时，装在真空角阀前的流量采集器，不断采集传输管内气体实时流量反馈给控制器，控制器根据反馈信号来控制电磁阀，进而控制气动阀开关和进气量大小。进气一段时间后，气动阀开度达到最大，进气量亦达到最大。当进气量小于设定值时，真空室内压力接近大气压，控制器立即发出信号，电磁阀动作，气动阀关闭，进气结束。

特点：气源可根据实验需要，自行选择，不局限于氮气；整个进气系统的管路几乎全是不锈钢洁净管路，连接牢靠，真空密封性好，不易出现破裂，真空泄露问题，管路口径，可以根据需要自行选择；供气端的真空转接接头一头为卡套管，一头为KF快接，可以直接连接，便于安装拆卸，且真空密封性好，接口规格可自行选择。供气端接口为KF快接接口，安装方便，接口的规格亦可根据需要选择。

整个进气过程，为自动控制，无需人工实时操作监控；且整个进气过程状态会实时反馈远程监控电脑，操作人员可以随时切换手自动模式，开启关闭进气。

进气的气源与气动阀的动力气体为同一气源，气动阀为常闭阀，当意外停电时，气源气体不足，气动阀处于关闭状态，不会造成真空室真空泄露，构成了一个安全保护。

该系统结构简单，安装拆卸方便，与其他的进气模式相比，操作简单快捷，工作安全可靠，可根据需要任意时刻进气，且能够反复多次使用，不影响实验进度。

本发明的优点是：

本发明系统组成简单，安装拆卸方便，无需复杂的电子仪器。用户可根据需要自行选择气源，进气压力、管路口径、接口规格也可以根据需要选择，具有很强的适应性。工作安全稳定可靠，真空密封性好，自动控制，操作方便简洁，可实现任意时刻自动安全进气。

附图说明

图1为本发明的真空进气系统框图。

附图标记说明:1气源、2手动截止阀、3第一减压阀、4传输管、5绝缘套管、6过滤器、7气动阀、8流量采集器、9第二减压阀、10电磁阀、11控制器、12真空转接接头、13真空角阀、14真空接头。

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参见附图1。一种真空进气系统，包括有供气单元、传输单元、控制单元、供气终端；

所述的供气单元包括有气源1、手动截止阀2、第一减压阀3及相应连接管路，气体从气源1经手动截止阀2，第一减压阀3降压后进入传输单元；

所述的传输单元包括有传输管4、绝缘套管5、过滤器6、气动阀7组成；

所述的控制调节单元包括有第二减压阀9、电磁阀10、流量采集器8、控制器11；

所述的供气终端包括有真空转接接头12、真空角阀13、真空接头14。

所述的传输管4及连接管路均采用不锈钢洁净管，传统现有技术的气体管采用气动管，气动管在压力下经过一段时间会破裂，而不锈钢洁净管解决了这一问题。此外，气动管只够采用快接或者卡箍连接，这种连接方式不易密封真空，容易造成真空泄露。而不锈钢洁净管路的连接方式为卡套连接，这种方式更容易密封真空，减少真空漏点。

所述的传输单元的绝缘套管5，两端为卡套接头，便于连接；内部为编织管，外部为胶皮管，可以长时间承受较高压力。氮气从气源1处通过手动截止阀2，经第一减压阀3降低压力后进入传输单元.由于真空室与气源1处于不同电位，为了避免电位差影响，绝缘套管5作为传输单元的中间段连接两端。从绝缘套管5出来的氮气再经传输管4进入过滤器6，过滤气体中的杂质后通过气动阀7，进入供气终端。

所述的气动阀7为常闭阀，它由氮气提供动力，与真空进气为同一气源。电磁阀10控制动力源，电磁阀10打开，氮气从气源1经过减压阀降压后经过电磁阀进入气动阀顶部，为气动阀提供动力，气动阀打开，真空进气。当突然停电时，则会气源氮气供应不足，气动阀就会缺少动力支持关闭。另外一方面，断电的情况下，电磁阀会自动关闭，出口气动管内的气体自动排出，气动阀关闭，这样就形成了连锁保护，避免了突然停电的情况下，真空室与外界连通，造成真空泄露。

所述的控制单元为闭环自动控制，控制器从位于气动阀7后的流量采集器8得到信号，与设定值作为比较，得到结果输出到电磁阀，控制电磁阀10的开关，从而控制气动阀7动作；同时，控制器有通讯接口，能够与电脑连接，可以远程监控工作状态，并实现手动与自动控制的切换。

所述的供气终端的真空转接接头12一头为卡套管，一头为KF快接，可以直接连接，便于安装拆卸，且真空密封性好。

所述的供气终端的真空接头14为KF快接，便于安装拆卸。

本实例中真空进气系统的进气控制方法为：气源为氮气，进气压力为0.4Mpa，传输管路为1/4in不锈钢洁净管路，真空接头14为KF25快接。实验开始前，手动打开气源端截止阀2，调节好第一减压阀3使得输出压力为0.4Mpa，打开供气端真空角阀12。氮气从气源端流出，经减压阀降到0.4Mpa后，进入传输管道4，通过绝缘管路5，再经过后面的传输管道4进入过滤器6，经过滤器6过滤气体中的杂质后到达气动阀7口。当需要进气时，通过电脑远程操控，向控制器11发出命令，控制器11收到命令后，程序运转。控制动力管线的电磁阀10打开，电磁阀10打开后，氮气从动力管线经第二减压阀9降低压力后，为气动阀7提供动力。气动阀7打开，气动阀7口的氮气流出，经过传输管4到达供气端，从供气端源源不断的进入真空室。与此同时，装在真空角阀13前的流量采集器8，不断采集气体实时流量反馈给控制器11，控制器11根据反馈信号来控制电磁阀10，进而控制气动阀7开关和进气量大小。进气一段时间后，气动阀7开度达到最大，进气量亦达到最大。当进气量小于设定值时，真空室内压力接近大气压，控制器11立即发出信号，电磁阀10动作，气动阀7关闭，进气结束。

实际使用过程中，气源、真空转接头、KF快速接头、传输管口径、进气压力可根据自己的需要自行选择，它结构简单，安装拆卸简单快捷，使用方便，具有很强的适应性。工作安全稳定可靠，真空密封性好，能够为实验提供有力支持。

本发明虽然以氮气和实验室进气为例，但不局限于氮气与实验室用气。以上所述的仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明的实施或变更，均包含在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种真空进气系统，其特征在于，包括：供气单元、传输单元、控制调节单元、供气终端；

所述的供气单元包括气源、手动截止阀、第一减压阀及相应连接管，所述的气源的第一出气孔经不锈钢管与手动截止阀相连接，手动截止阀再通过连接管与第一减压阀相连接；所述的传输单元包括有多段传输管、绝缘套管、过滤器、气动阀；前述供气单元的减压阀出口与传输管卡套连接，经过传输管连接到绝缘套管，同样该连接也是卡套连接；绝缘套管出口再通过传输管与过滤器卡套连接，过滤器的出口则通过传输管与气动阀连接；所述的控制调节单元包括有第二减压阀、电磁阀、流量采集器、控制器；前述的气动阀后方连接有流量采集器，流量采集器通过数据线与控制器相连接，控制器输出端通过数据线与电磁阀连接；气源的第二出气孔通过不锈钢连结管与第二减压阀相连接，第二减压阀出口接到电磁阀入口，电磁阀出口通过供气管与气动阀顶部相连接；所述的供气终端包括有真空转接接头、真空角阀、真空接头；前述流量采集器出口通过真空转接接头与真空角阀相连接，真空角阀出口通过真空接头连接到真空室；

所述的传输管及连接管均采用不锈钢洁净管，连接方式采用卡套连接；

所述的传输单元的绝缘套管，两端为卡套接头，便于连接；内部为编织管，能够承受预定压力，且能够隔绝绝缘套管两端的电位差；

所述的气动阀为常闭阀，所述的气动阀由所述气源中的氮气通过动力管线提供动力,与电磁阀形成了串联连锁保护，用于在突然停电的情况下，避免真空室与外界连通造成真空泄露；

所述的控制调节单元为闭环自动控制，控制器从流量采集器得到信号，与设定值作为比较，得到结果输出到电磁阀，控制电磁阀的开关，从而控制气动阀动作，该过程能够自动运转，无需人工实时操作监控；同时，控制器有通讯接口，能够与电脑连接，远程监控工作状态，并实现手动与自动控制的随时切换；

所述的供气终端的真空转接接头一头为卡套管，一头为KF快接，能够直接连接，便于安装拆卸；

所述的供气终端的真空接头为KF快接，便于安装拆卸。

2.一种用于权利要求1的真空进气系统的进气控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：检查气源，打开手动截止阀，调整第一减压阀，氮气从气源的第一出气孔流出，经第一减压阀降到设定压力后，进入传输管道，通过绝缘管路，再经过后面的传输管道进入过滤器，经过滤器过滤气体中的杂质后到达气动阀口；

步骤2：调整动力管线第二减压阀，氮气从气源的第二出气孔流出，经第二减压阀降到设定压力后，从动力管线，到达电磁阀进气口；

步骤3：打开真空角阀，当需要进气时，通过电脑远程操控，向控制器发出命令，控制器收到命令后，向电磁阀发出动作命令；控制动力管线的电磁阀打开，电磁阀口的氮气从动力管线进入气动阀顶部为它提供动力，气动阀打开；气动阀口的氮气进入，经过传输管，流量采集器，到达供气端，从供气端源源不断的进入真空室；与此同时，不断采集气体实时流量反馈给控制器，控制器根据反馈信号来控制电磁阀，进而控制气动阀开关和进气量大小；

步骤4：进气一段时间后，真空室内部部件受气压变动稳定；控制器设定时间到达，控制电磁阀，使气动阀开度达到最大，氮气进气量到最大；

步骤5：控制器实时监控进气量，当进气量小于设定值时，此时，真空室内压力接近大气压，控制器立即控制电磁阀关闭，气动阀随之关闭，进气结束；整个进气过程，为自动控制。