CN112660479A - 推车式自动充氮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种推车式自动充氮装置，电源系统包括电池、下面板、电池控制器；所述的控制系统包括PLC控制器、液晶显示屏、语音模块、电磁阀、传感器、电源开关、快速接口；所述的推车结构包括氮气瓶固定底座、备件抽屉、万向轮；所述的充氮系统包括制氮机、增压机、氮气瓶、减压器、充气枪组件。本发明具有独立工作、抗振，智能、易运输、充电充气方便的特点，适用于仓库、僻远地区等环境下对于圆柱形罐体类航天产品进行充氮补氮作业。本发明自动化程度高，提高了工作效率和质量，满足长度较大的圆柱形罐体类航天产品的补氮充氮需求，无市电、无氮气的情况下也可继续工作使用，同时实现了手动和自动的工作模式以及超压、漏气报警等信号提示。

Description

推车式自动充氮装置

技术领域

本发明涉及低压气体输送技术领域，具体是一种推车式自动充氮装置。

背景技术

长度较大的圆柱形罐体类航天产品内部有大量精密电子元器件和传感器，对于储存温度、湿度等环境条件要求较高。因此通常采用全密闭的圆柱形罐体类航天产品包装宇航产品，使用充氮装置往圆柱形罐体类航天产品充填氮气等惰性气体防潮。

专利文献CN203681926U公开了一种便携式智能充氮装置，包括单片机、温湿度传感器、压力传感器、高压氮气瓶等，最终集成在一种密封箱内，该装置只有一个进口压力传感器，在针对长度较大的圆柱形罐体类航天产品而言，进口与出口处的压力差值较大，最终充气结束后不能稳定于设定值。而且便携式智能充氮装置只有在有市电、有氮气的情况下才可以工作，针对一些场外作业无市电、无氮气的情况下无法满足工作。因此，用户提出研究一种具有独立工作、抗振，智能、易运输、充电充气方便的充氮装置。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提出了一种推车式自动充氮装置，包括电源系统、控制系统、推车结构、充氮系统；所述电源系统用于为整个系统中的电气元件供电；所述控制系统用于采集温湿度、压力信息，控制充放氮气过程中的电磁阀通断以及安全报警；所述推车结构用于放置电源系统和控制系统以及氮气瓶，整合成整体结构，方便运输；所述充氮系统用于为整个充氮装置提供干燥、适用压力的氮气。

优选地，所述电源系统包括电池1-15、电池控制器1-18；所述电池和电池控制器安装在下面板1-23上。

优选地，所述控制系统包括PLC控制器1-3、液晶显示屏1-5、语音模块1-4、进气电磁阀1-6、排气电磁阀1-7、温湿度传感器1-10、压力传感器1-12、1-14、控制柜1、上中下三层面板1-1、1-21、1-23、传感器支座1-22、电源开关10、快速接口11、12、13、14、15；所述PLC控制器1-3、语音模块1-4、液晶显示屏1-5安装在所述上面板1-1上，所述进气电磁阀1-6、排气电磁阀1-7、压力传感器1-12、1-14安装所述中层面板上1-21、所述电池1-15，电池控制器1-18，温湿度传感器1-10安装在所述下面板1-23上；所述控制系统采用所述PLC控制器为核心，以液晶显示屏为主站，PLC控制器、语音模块、电源系统为从站，通过RS485的通讯方式进行信息交互。

优选地，所述推车结构包括氮气瓶固定底座6、氮气瓶绑带5、上备件抽屉16、下备件抽屉17、两个前端万向轮18、后端两个橡胶轮19、控制柜1，控制柜1通过地脚连接上备件抽屉，上备件抽屉16与下备件抽屉17为一个钣金整体，在钣金整体后端焊接氮气瓶固定底座6，在氮气瓶固定底座6上放置氮气瓶绑带5，且在钣金整体件下方与氮气瓶固定底座6下方放置两个前端万向轮18与后端两个橡胶轮19。

优选地，所述充氮系统包括制氮机20、增压机21、氮气瓶4、减压器2、充气枪组件7,8；其中制氮机20与增压机21为独立个体，通过气管连接，氮气瓶4也通过气管连接增压机21，另一路氮气瓶4通过气管连接减压器2，减压器2通过气管连接充气枪组件7,8，实现充氮工艺；所述充氮系统通过所述制氮机直接作为气源口为罐体充放氮气，或由所述增压机为氮气瓶充氮气，满足多种工况下应用。

优选地，所述电源系统为整个装置提供电源，工作时由电池单独供电，通过RS485通讯方式和所述的液晶显示屏进行通讯，对电源系统的状态和电量进行实时监控。

优选地，所述控制系统在进气口和排气口处分别安装了进气口压力传感器1-12、排气口压力传感器(1-14)，针对较长的罐体充气放气时，通过采集到的排气处和进气处的数据达到精确控制罐体内部压力的目的。

优选地，所述液晶显示屏进行软件编程，满足传感器示数的显示、传感器示数自检与校准、超压及漏气的语音及界面提示。

优选地，所述控制系统满足手动模式和自动模式的操作，手动输入需要达到的压力、湿度、保压时间值，或由当时的环境自动计算最佳输入值。

优选地，所述推车结构满足人机工程学，方便操作者的运输及使用，且具有爬坡能力、定位锁紧位置功能；所述两个备件抽屉，在各个抽屉上安装旋转开关锁，防止抽屉中的充气软管，接地线、电源线、减压器、扳手等备件在运输过程中因为震动而掉落。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、自动化加工，降低人员参与度，提高了工作效率。

2、满足对长度较大的圆柱形罐体类航天产品的补充氮气。

3、实现了在无市电无氮气提供的情况下的工作模式。

4、操作更加智能化，满足不同情况下的使用。

5、上位机含有故障提示，并会相应自动做出解决措施。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明的结构示意图。

图2为控制柜的示意图。

图3为控制系统示意图。

图4为本发明的控制系统流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提过了一种推车式自动充氮装置，包括电源系统、控制系统、推车结构、充氮系统；所述电源系统用于为整个系统中的电气元件供电；所述控制系统用于采集温湿度、压力信息，控制充放氮气过程中的电磁阀通断以及安全报警；所述推车结构用于放置电源系统和控制系统以及氮气瓶，整合成整体结构，方便运输；所述充氮系统用于为整个充氮装置提供干燥、适用压力的氮气。

根据本发明的一个实施例，所述电源系统包括电池1-15、电池控制器1-18；所述电池和电池控制器安装在下面板1-23上。

根据本发明的一个实施例，所述控制系统包括PLC控制器1-3、液晶显示屏1-5、语音模块1-4、进气电磁阀1-6、排气电磁阀1-7、温湿度传感器1-10、压力传感器1-12、1-14、控制柜1、上中下三层面板1-1、1-21、1-23、传感器支座1-22、电源开关10、快速接口11、12、13、14、15；所述PLC控制器1-3、语音模块1-4、液晶显示屏1-5安装在所述上面板1-1上，所述进气电磁阀1-6、排气电磁阀1-7、压力传感器1-12、1-14安装所述中层面板上1-21、所述电池1-15，电池控制器1-18，温湿度传感器1-10安装在所述下面板1-23上；所述控制系统采用所述PLC控制器为核心，以液晶显示屏为主站，PLC控制器、语音模块、电源系统为从站，通过RS485的通讯方式进行信息交互。

根据本发明的一个实施例，所述推车结构包括氮气瓶固定底座6、氮气瓶绑带5、上备件抽屉16、下备件抽屉17、两个前端万向轮18、后端两个橡胶轮19、控制柜1，控制柜1通过地脚连接上备件抽屉，上备件抽屉16与下备件抽屉17为一个钣金整体，在钣金整体后端焊接氮气瓶固定底座6，在氮气瓶固定底座6上放置氮气瓶绑带5，且在钣金整体件下方与氮气瓶固定底座6下方放置两个前端万向轮18与后端两个橡胶轮19。

根据本发明的一个实施例，所述充氮系统包括制氮机20、增压机21、氮气瓶4、减压器2、充气枪组件7,8；其中制氮机20与增压机21为独立个体，通过气管连接，氮气瓶4也通过气管连接增压机21，另一路氮气瓶4通过气管连接减压器2，减压器2通过气管连接充气枪组件7,8，实现充氮工艺；所述充氮系统通过所述制氮机直接作为气源口为罐体充放氮气，或由所述增压机为氮气瓶充氮气，满足多种工况下应用。

根据本发明的一个实施例，所述电源系统为整个装置提供电源，工作时由电池单独供电，通过RS485通讯方式和所述的液晶显示屏进行通讯，对电源系统的状态和电量进行实时监控。

根据本发明的一个实施例，所述控制系统在进气口和排气口处分别安装了进气口压力传感器1-12、排气口压力传感器(1-14)，针对较长的罐体充气放气时，通过采集到的排气处和进气处的数据达到精确控制罐体内部压力的目的。

根据本发明的一个实施例，所述液晶显示屏进行软件编程，满足传感器示数的显示、传感器示数自检与校准、超压及漏气的语音及界面提示。

根据本发明的一个实施例，所述控制系统满足手动模式和自动模式的操作，手动输入需要达到的压力、湿度、保压时间值，或由当时的环境自动计算最佳输入值。

根据本发明的一个实施例，所述推车结构满足人机工程学，方便操作者的运输及使用，且具有爬坡能力、定位锁紧位置功能；所述两个备件抽屉，在各个抽屉上安装旋转开关锁，防止抽屉中的充气软管，接地线、电源线、减压器、扳手等备件在运输过程中因为震动而掉落。

下面用实例具体说明本申请的技术方案。请同时参阅图1至图4.

本发明提供的一种推车式自动推车式自动充氮装置，包括电源系统、控制系统、推车结构以及充氮系统等。所述的电源系统包括电池、电池安装组件、电池控制器；所述的控制系统包括PLC控制器、液晶显示屏、语音模块、电磁阀、传感器、控制柜组件、开关、快速接口、导线等；所述的推车结构包括固定底座、备件抽屉、万向轮、；所述的充氮系统包括制氮机、增压机、氮气瓶、减压器、充气枪组件；

控制系统，用于自动测量大气压力，环境温度以及圆柱形罐体类航天产品内的实际压力参数，根据测量的大气压力，环境温湿度以及圆柱形罐体类航天产品内的实际压力参数自动计算出需要输入的氮气值，并自动对圆柱形罐体类航天产品内充氮气，当出口压力达到要求值时，系统自动停止充气，并能发出语音提示；并且控制系统在工作状态如发生漏气和超压会发出报警信号并伴随有语音提示，在此状态装置会自动停止工作，在一个优选实例中，如图3所示，采用PLC控制系统为逻辑控制核心，通过PLC的模拟量输入模块连接温湿度传感器和压力传感器，通过RS485通讯方式连接液晶显示屏、语音模块和电源控制器，进气和排气电磁阀连接PLC的开关量输入输出模块。

大气压力传感器，用于测量大气压力，并与控制系统中连接；

环境温湿度传感器，用于测量环境温湿度，并与控制系统中连接；

出口压力传感器，用于测量圆柱形罐体类航天产品出口压力，并与控制系统中连接；

进口压力传感器，用于测量圆柱形罐体类航天产品进口压力，并与控制系统中连接；

罐体温湿度传感器，用于测量罐体内的温湿度，并与控制系统中连接；

减压器，用于将复合材料气瓶输出的高压气减压成低压气；

氮气瓶，由于储存高压氮气；

充气枪组件，由于连接罐体，输送氮气、测量罐体内部的气压；

传感器支座，传感感器支座安装在控制器上中下面板上，用于安装温湿度传感器和压力传感器；

根据本发明的一个实施例，所述的推车结构在控制柜下方含有两个备件抽屉，在各个抽屉上安装旋转开关锁1-17，防止抽屉中的备件在运输过程中因为震动而掉落。

根据本发明的一个实施例，所述的控制系统集中整合在一个控制箱中，分为上中下三层面板，根据本发明的一个实施例，所述的控制系统集中整合在一个控制箱中，分为上中下三层面板，所述的PLC控制器、语音模块、液晶显示屏安装在所述的上面板上，所述的进气电磁阀、排气电磁阀、压力传感器安装所述的中层面板上、所述的两个12V电池，电池控制器，温湿度传感器安装在所述的下面板上，实现对整个装置的操作控制。

根据本发明的一个实施例，所述的推车结构包括氮气瓶固定底座、氮气瓶绑带、上下两个备件抽屉、两个前端万向轮、后端两个橡胶轮、控制柜底座，用到防倾覆机构，且具有爬坡能力、定位锁紧位置功能。

根据本发明的一种推车式自动推车式自动充氮装置，在无市电和无氮气的情况下可完成对长度较大的圆柱形罐体类航天产品的补充氮气功能，并能稳定罐体内的氮气压力值。具体操作步骤：

步骤1，准备工作

(1)充气软管均为快速接头，在连接时应注意各个相对应的接口，防止错插。造成不必要的损失。在推车式自动充氮装置连接氮气瓶的软管，应提前在减压器调整示数到30-50KPA左右，防止压力过大对推车式自动充氮装置进行冲击。

(2)将充气软管接入依次接入到推车式自动充氮装置的进气口，出气口及与氮气瓶的连接口，确认无误后，按下推车式自动充氮装置的按钮开关，启动推车式自动充氮装置，大约间隔10秒左右液晶显示屏屏幕点亮，进入程序初始化阶段，

步骤2，自检与校准

(1)待液晶显示屏进入正常界面后，首先点击开机自检界面，检查各个示数是否显示正常，如果显示不正常，在开机自检界面的右侧会显示出各个传感器的异常，如果各个传感器显示都为正常，则表明可以进行下一步工作。

(2)传感器校准，因受到当时当地湿度、温度多方面环境的影响，可能此时推车式自动充氮装置显示的传感器示数与标准值存在一定的误差，在这种情况下，需要对各个传感器进行校准，传感器校准操作如下：首先点击推车式自动充氮装置主界面上的传感器校准按钮，输入设置的密码，进入传感器校准界面，在此界面中分为压力校准、湿度校准和温度校准。根据实际需要对各个传感器进行校准，例对压力进行校准，点击压力校准按钮，进入压力校准界面，在此界面中分筒内进口压力、筒内出口压力和大气压力。在每个压力下面由增加和减少和复位组成，根据实际的差值进行调整，调整完成后返回到主界面。传感器校准结束。

步骤3，工作流程

在进行开机自检和传感器校准后，推车式自动充氮装置可以为罐体进行充气。工作模式可以分为自动操作和手动操作，

(1)自动操作：点击推车式自动充氮装置主界面上的自动操作按钮，进入自动操作界面，在自动操作界面分为补气流程和置换流程，可根据实际需要进行操作，在补气流程和置换流程运行的过程中，程序会自动检测罐体内的压力值和湿度值，并可以检测在整个系统中是否存在漏气现象，并且如果充氮压力超过预定的压力值，推车式自动充氮装置系统为弹出超压警告，并自动中断工作流程，关闭进气阀，打开排气阀，防止压力过大从而对罐体产生破坏。当选择其中一种流程进行操作时，当推车式自动充氮装置对罐体充到设定参数后，会自动停止，从而完成对罐体的充气操作。

(2)手动操作：点击推车式自动充氮装置主界面的手动操作按钮，进入手动操作界面，手动操作界面主要分为进气阀和排气阀的开关，可以此来判断电磁阀是否可以正常工作。

步骤4，充电工作

推车式自动充氮装置电源有两种工作模式，一种是由充氮设备本身提供电压和电流，可以满足在偏远地方正常使用，另一种模式为直接接入220V的市电，直接接入220V的市电的工作模式下可以持续工作较长时间，而在推车式自动充氮装置本身提供电流电压的情况下，自身工作不超过8小时，如果实际的电压过低，这会在液晶显示屏街面上提示电压过低，要求操作者为推车式自动充氮装置进行充电，充电正确操作为：首先点击推车式自动充氮装置主界面的“充电界面”，然后把充电线进行连接，最后打开推车式自动充氮装置上的充氮开关按钮。如果在提示电池电量低的情况下，操作者未能为推车式自动充氮装置进行充电。推车式自动充氮装置到达指定电压后自动关机，目的是防止电量完全耗尽后，推车式自动充氮装置在下次未能正常开机。

本发明的工作原理如下：

工作时，开启氮气瓶气阀，高压氮气从氮气瓶中输出，通过高压进气管流入减压器；调整减压器上的调节按钮，符合压力要求的低压氮气从减压器的出气口输出，通过低压进气管输送给控制系统；控制系统通过大气压力传感器、环境温湿度传感器、罐体内出进口压力传感器、温湿度传感器实施采集数据，通过液晶显示屏实现人机交互，PLC控制器对获取的各项数据和参数进行分析处理，进而控制进气电磁阀、排气电磁阀的通断，实现对圆柱形罐体类航天产品的充气、放气。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种推车式自动充氮装置，其特征在于，包括电源系统、控制系统、推车结构、充氮系统；所述电源系统用于为整个系统中的电气元件供电；所述控制系统用于采集温湿度、压力信息，控制充放氮气过程中的电磁阀通断以及安全报警；所述推车结构用于放置电源系统和控制系统以及氮气瓶，整合成整体结构，方便运输；所述充氮系统用于为整个充氮装置提供干燥、适用压力的氮气。

2.根据权利要求1所述的推车式自动充氮装置，其特征在于，所述电源系统包括电池(1-15)、电池控制器(1-18)；所述电池和电池控制器安装在下面板(1-23)上。

3.根据权利要求1所述的推车式自动充氮装置，其特征在于，所述控制系统包括PLC控制器(1-3)、液晶显示屏(1-5)、语音模块(1-4)、进气电磁阀(1-6)、排气电磁阀(1-7)、温湿度传感器(1-10)、压力传感器(1-12、1-14)、控制柜(1)、上中下三层面板(1-1、1-21、1-23)、传感器支座(1-22)、电源开关(10)、快速接口(11、12、13、14、15)；所述PLC控制器(1-3)、语音模块(1-4)、液晶显示屏(1-5)安装在所述上面板(1-1)上，所述进气电磁阀(1-6)、排气电磁阀(1-7)、压力传感器(1-12、1-14)安装所述中层面板上(1-21)、所述电池(1-15)，电池控制器(1-18)，温湿度传感器(1-10)安装在所述下面板(1-23)上；所述控制系统采用所述PLC控制器为核心，以液晶显示屏为主站，PLC控制器、语音模块、电源系统为从站，通过RS485的通讯方式进行信息交互。

4.根据权利要求1所述的推车式自动充氮装置，其特征在于，所述推车结构包括氮气瓶固定底座(6)、氮气瓶绑带(5)、上备件抽屉(16)、下备件抽屉(17)、两个前端万向轮(18)、后端两个橡胶轮(19)、控制柜(1)，控制柜(1)通过地脚连接上备件抽屉，上备件抽屉(16)与下备件抽屉(17)为一个钣金整体，在钣金整体后端焊接氮气瓶固定底座(6)，在氮气瓶固定底座(6)上放置氮气瓶绑带(5)，且在钣金整体件下方与氮气瓶固定底座(6)下方放置两个前端万向轮(18)与后端两个橡胶轮(19)。

5.根据权利要求1所述的推车式自动充氮装置，其特征在于，所述充氮系统包括制氮机(20)、增压机(21)、氮气瓶(4)、减压器(2)、充气枪组件(7,8)；其中制氮机(20)与增压机(21)为独立个体，通过气管连接，氮气瓶(4)也通过气管连接增压机(21)，另一路氮气瓶(4)通过气管连接减压器(2)，减压器(2)通过气管连接充气枪组件(7,8)，实现充氮工艺；所述充氮系统通过所述制氮机直接作为气源口为罐体充放氮气，或由所述增压机为氮气瓶充氮气，满足多种工况下应用。

6.根据权利要求2所述的推车式自动充氮装置，其特征在于，所述电源系统为整个装置提供电源，工作时由电池单独供电，通过RS485通讯方式和所述的液晶显示屏进行通讯，对电源系统的状态和电量进行实时监控。

7.根据权利要求3所述的推车式自动充氮装置，其特征在于，所述控制系统在进气口和排气口处分别安装了进气口压力传感器(1-12)、排气口压力传感器(1-14)，针对较长的罐体充气放气时，通过采集到的排气处和进气处的数据达到精确控制罐体内部压力的目的。

8.根据权利要求3所述的推车式自动充氮装置，其特征在于，所述液晶显示屏进行软件编程，满足传感器示数的显示、传感器示数自检与校准、超压及漏气的语音及界面提示。

9.根据权利要求1所述的推车式自动充氮装置，其特征在于，所述控制系统满足手动模式和自动模式的操作，手动输入需要达到的压力、湿度、保压时间值，或由当时的环境自动计算最佳输入值。

10.根据权利要求1所述的推车式自动充氮装置，其特征在于，所述推车结构满足人机工程学，方便操作者的运输及使用，且具有爬坡能力、定位锁紧位置功能；所述两个备件抽屉，在各个抽屉上安装旋转开关锁，防止抽屉中的充气软管，接地线、电源线、减压器、扳手等备件在运输过程中因为震动而掉落。

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