CN113623538B - 一种混合气自动充装方法及其充装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合气充装技术领域，具体涉及一种混合气自动充装方法及其充装设备。本发明设计的切换机构设计有第一阀体和第二阀体，通过一个电磁铁即可同时驱动第一阀体和第二阀体动作，完成两种气体充气过程中的气道切换，整体结构简单紧凑。设计的储气瓶内部设计有三叉管和第一气管、第二气管第三气管，每根气管底部均开有气孔，且靠近上方的第一气孔开口斜向上，靠近中部的第二气孔开口水平，靠近底部的第三气孔开口斜向下，保证了在充气过程中，气体可以均匀的散布在储气瓶内，气体混合均匀。同时可以保证在经过长时间存放导致混合气体由于密度不同产生分层时，瓶内的气体可以在三叉管内完成混合再排出瓶外，增强实用性。

Description

一种混合气自动充装方法及其充装设备

技术领域

本发明涉及混合气充装技术领域，具体涉及一种混合气自动充装方法及其充装设备。

背景技术

现实中有很多储气设备需要储存多种混合气体，但是现有的充气设备大多在充气前进行多种气体混合，再将混合后的气体充入储气瓶，这种充装设备由于增加了气体混合装置，导致充气设备机构复杂，故障率高，且充气完成后，由于不同成分的气体密度和分子质量不同，导致存放过久的储气瓶内的混合气体会出现分层现象，在使用前需要经过专用的混合摇匀设备进行摇匀后才可以使用，增加了使用成本，且摇匀效果不能保证。因此设计一种无需混合机构即可实现气体混合的充气设备非常有必要。

发明内容

针对上述技术背景提到的不足，本发明的目的在于提供一种混合气自动充装方法及其充装设备。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种混合气自动充装设备，包括气液转化机构，充气控制机构、切换机构和防护机构，所述气液转化机构侧方设置有充气控制机构，充气控制机构左侧设置有防护机构，防护机构顶部设置有切换机构；

所述气液转化机构包括两个平行分布的液态罐，液态罐下方设置有底座，液态罐侧方设置有汽化器，汽化器将液态罐内的液态气体转化为气态，汽化器上方连接有第一输送管；

所述充气控制机构包括是设置在气液转化机构侧方的支架，支架上表面设置有控制中心，控制中心上表面设置有双通道充气泵，双通道充气泵内部设置有两个互相独立的充气组件，双通道充气泵左侧连通有两根第二输送管，第二输送管远离双通道充气泵的一端连通切换阀。

进一步的，所述切换机构包括设置在双通道充气泵左侧的切换阀，切换阀靠近双通道充气泵的一侧开有第一输送道，第一输送道下方开有第二输送道，第一输送道和第二输送道均贯穿切换阀并到达切换阀下表面，切换阀上表面开有安装孔，安装孔和第二输送道交界处开有第二切换道，第二切换道连通第一输送道和第二输送道，安装孔和第一输送道交界处开有第一切换道，第一切换道连通第一输送道和第二输送道，第一切换道结构和第二切换道类似；

进一步的，所述安装孔顶部设置有密封盖，密封盖底部设置有第一复位弹簧，第一复位弹簧底部设置有第一阀体，第一阀体下方设置有电磁铁，电磁铁设置在安装孔侧壁上，电磁铁下方设置有第二阀体，第二阀体底面设置有第二复位弹簧，第二复位弹簧设置在安装孔底部。

进一步的，所述第一阀体靠近底部的侧壁上开有第一通孔，第一阀体靠近顶部的侧壁开有第二通孔，第二通孔为L型。

进一步的，所述第一阀体和第二阀体尺寸相同，结构镜像对称。

进一步的，所述防护机构包括设置在切换阀下方的防护箱，防护箱内部开有防护腔，防护腔侧方设置有转动连接的盖板，防护腔内设置有两个对称分布的充气管，充气管穿过防护箱分别和第一输送道和第二输送道连通，充气管远离防护腔顶部的一侧连接有充气头，充气头侧方设置有泄压阀，充气头底部开有连接密封孔，充气头下方设置有储气瓶，储气瓶内部开有内腔，储气瓶顶部设置有开关阀，开关阀下方设置有三叉管，三叉管下方设置有安装盘。

进一步的，所述三叉管下方有三根分叉的管道，分叉管道穿过安装盘分别和第一气管、第二气管、第三气管连接。

进一步的，所述第一气管靠近底部的侧面开有圆周分布的第一气孔，第一气孔开口方向斜向上，第二气管靠近底部的侧面开有圆周分布的第二气孔，第二气孔开口方向水平，第三气管靠近底部的侧面开有圆周分布的第三气孔，第三气孔开口方向斜向下。

进一步的，所述防护箱底部设置有两个平行分布的支撑块，支撑块开有滑槽，支撑块顶部设置有称重板，称重板底部设置有两个平行分布的滑块，滑块和滑槽配合，称重板上表面设置有两个平行分布的固定套，固定套底部设置有称重台，防护箱左侧面外侧设置有抽气泵，抽气泵设置有贯穿防护箱的抽气管，抽气管和空气净化装置连通。

进一步的，所述充装步骤如下：

S1、将储气瓶放入防护箱，连通充气头和储气瓶；

S2、通过控制中心使两种气体气化并经过双通道充气泵泵入切换阀；

S3、称重台监控灌入储气瓶的气量，当充气完成后即可驱动电磁铁吸合第一阀体和第二阀体，完成气体输送切换；

S4、充气完成后，控制中心切断电磁铁，关闭双通道充气泵，第一阀体和第二阀体在复位弹簧驱动下复位；

S5、控制中心驱动泄压阀打开，泄掉残余的压力，同时驱动抽气泵，将防护腔内残余的混合气体抽空，防止残余气体影响工人。

本发明的有益效果：

1、本发明设计的切换机构设计有第一阀体和第二阀体，通过一个电磁铁即可同时驱动第一阀体和第二阀体动作，完成两种气体充气过程中的气道切换，整体结构简单紧凑，无需增加额外的混合机构。

2、本发明设计的储气瓶内部设计有三叉管和第一气管、第二气管第三气管，每根气管底部均开有气孔，且靠近上方的第一气孔开口斜向上，靠近中部的第二气孔开口水平，靠近底部的第三气孔开口斜向下，保证了在充气过程中，气体可以均匀的散布在储气瓶内，使充气时，气体混合均匀。同时可以保证在经过长时间存放混合气体由于密度不同产生分层时，瓶内的气体可以在三叉管内完成混合再排出瓶外，增强实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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是本发明的结构示意图；

图2是切换机构的左视图；

图3是切换机构的剖视图A-A；

图4是切换阀剖视图；

图5是切换阀剖视图B-B；

图6是第一阀体局部剖视图；

图7是第一阀体剖视图C-C；

图8是防护机构内部视图；

图9是充气管的结构示意图；

图10是储气瓶43的内部结构示意图；

图11是储气罐内部管道的爆炸示意图；

图12是防护机构的局部示意图；

图13是防护机构的局部爆炸图。

图中标号说明：

1、气液转化机构；11、液态罐；12、底座；13、汽化器；14、第一输送管；2、充气控制机构；21、双通道充气泵；22、控制中心；23、支架；24、第二输送管；3、切换机构；31、切换阀；311、第一输送道；312、第二输送道；313、安装孔；314、第一切换道；315、第二切换道；32、密封盖；33、第一复位弹簧；34、第一阀体；341、第一通孔；342、第二通孔；35、电磁铁；36、第二阀体；37、第二复位弹簧；4、防护机构；41、防护箱；411、防护腔；42、充气管；421、充气头；4211、连接密封孔；422、泄压阀；43、储气瓶；431、内腔；432、开关阀；433、三叉管；434、第一气管；4341、第一气孔；435、第二气管；4351、第二气孔；436、第三气管；4361、第三气孔；437、安装盘；44、称重板；441、固定套；442、称重台；443、滑块；45、支撑块；451、滑槽；46、盖板；47、抽气泵；471、抽气管。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种混合气自动充装方法及其充装设备，包括气液转化机构1，充气控制机构2、切换机构3和防护机构4。

如图1所示，气液转化机构1侧方设置有充气控制机构2，充气控制机构2左侧设置有防护机构4，防护机构4顶部设置有切换机构3。

气液转化机构1包括两个平行分布的液态罐11，液态罐11下方设置有底座12，液态罐11侧方设置有汽化器13，汽化器13将液态罐11内的液态气体转化为气态，汽化器13上方连接有第一输送管14。

充气控制机构2包括是设置在气液转化机构1侧方的支架23，支架23上表面设置有控制中心22，控制中心22上设置有控制按钮和显示屏，可实时检测充气状态。控制中心22上表面设置有双通道充气泵21，双通道充气泵21内部设置有两个互相独立的充气组件，可单独控制充气组件。双通道充气泵21左侧连通有两根第二输送管24，第二输送管24远离双通道充气泵21的一端连通切换阀31。

如图1-5所示，切换机构3包括设置在双通道充气泵21左侧的切换阀31，切换阀31靠近双通道充气泵21的一侧开有第一输送道311，第一输送道311下方开有第二输送道312，第一输送道311和第二输送道312均贯穿切换阀31并到达切换阀31下表面。切换阀31上表面开有安装孔313，安装孔313和第二输送道312交界处开有第二切换道315。第二切换道315连通第一输送道311和第二输送道312(如图4、5所示)。安装孔313和第一输送道311交界处开有第一切换道314，第一切换道314连通第一输送道311和第二输送道312，第一切换道314结构和第二切换道315类似。

安装孔313顶部设置有密封盖32，密封盖32底部设置有第一复位弹簧33，第一复位弹簧33底部设置有第一阀体34。第一阀体34下方设置有电磁铁35，电磁铁35设置在安装孔313侧壁上，电磁铁35下方设置有第二阀体36，第二阀体36底面设置有第二复位弹簧37，第二复位弹簧37设置在安装孔313底部。

如图6、7所示，第一阀体34靠近底部的侧壁上开有第一通孔341，第一阀体34靠近顶部的侧壁开有第二通孔342，第二通孔342为L型。第一阀体34和第二阀体36尺寸相同，结构镜像对称。

如图8-13所示，防护机构4包括设置在切换阀31下方的防护箱41，防护箱41内部开有防护腔411，防护腔411侧方设置有转动连接的盖板46。防护腔411内设置有两个对称分布的充气管42，充气管42穿过防护箱41分别和第一输送道311和第二输送道312连通，充气管42远离防护腔411顶部的一侧连接有充气头421，充气头421侧方设置有泄压阀422，充气头421底部开有连接密封孔4211。充气头421下方设置有储气瓶43，储气瓶43内部开有内腔431，储气瓶43顶部设置有开关阀432，开关阀432下方设置有三叉管433，三叉管433下方设置有安装盘437。

三叉管433下方有三根分叉的管道，分叉管道穿过安装盘437分别和第一气管434、第二气管435、第三气管436连接。第一气管434靠近底部的侧面开有圆周分布的第一气孔4341，第一气孔4341开口方向斜向上，第二气管435靠近底部的侧面开有圆周分布的第二气孔4351，第二气孔4351开口方向水平，第三气管436靠近底部的侧面开有圆周分布的第三气孔4361，第三气孔4361开口方向斜向下。

防护箱41底部设置有两个平行分布的支撑块45，支撑块45开有滑槽451，支撑块45顶部设置有称重板44，称重板44底部设置有两个平行分布的滑块443，滑块443和滑槽451配合。称重板44上表面设置有两个平行分布的固定套441，固定套441底部设置有称重台442，防护箱41左侧面外侧设置有抽气泵47，抽气泵47设置有贯穿防护箱41的抽气管471。抽气管471和空气净化装置连通。

该装置使用步骤如下：

S1、将储气瓶43放入防护箱41，连通充气头421和储气瓶43。

S2、通过控制中心22使两种气体气化并经过双通道充气泵21泵入切换阀31。

S3、称重台442监控灌入储气瓶43的气量，当充气完成后即可驱动电磁铁35吸合第一阀体34和第二阀体36，完成气体输送切换。

S4、充气完成后，控制中心22切断电磁铁35，关闭双通道充气泵21，第一阀体34和第二阀体36在复位弹簧驱动下复位。

S5、控制中心22驱动泄压阀422打开，泄掉残余的压力，同时驱动抽气泵47，将防护腔411内残余的混合气体抽空，防止残余气体影响工人。

实施例如下：

装置在充气时刻同时给两个储气瓶43充气。首先将称重板44沿滑槽451抽出，将储气瓶43放入固定套441，再将称重板44沿滑槽451移入防护腔411，分别将两个充气头421和储气瓶43连通，然后关闭盖板46。通过控制中心22控制汽化器13将两个液态罐11内不同种类的液态气体变成气态，并经过两根第一输送管14将气体送入双通道充气泵21，双通道充气泵21内两套独立的充气组件可分别将两种不同的气体经第二输送管24送入切换阀31。两种气体分别进入第一输送道311和第二输送道312。

当初始状态时，两种气体分别通过第一输送道311和第二输送道312给两个储气瓶43充气，此时称重台442通过称重判断储气瓶43是否充满气体，充满气体后驱动电磁铁35吸合第一阀体34和第二阀体36。此时，进入第一输送道311的气体经过第一阀体34切换后进入第一切换道314，最终通过第一切换道314进入第二输送道312；进入第二输送道312的气体经过第二阀体36进入第二切换道315，最终进入第一输送道311。完成充气的互换，使两个储气瓶43内部可以充入两种混合气体。充气完成后断开电磁铁35电源，此时第一阀体34和第二阀体36在第一复位弹簧33和第二复位弹簧37的作用下回到初始位置。

当充气过程中，由于储气瓶43内部设置有三个出气孔，且靠近上方的第一气孔4341开口斜向上，靠近中部的第二气孔4351开口水平，靠近底部的第三气孔4361开口斜向下，保证了在充气时，冲进去的气体可以在瓶内更好的混合。

充完气后，传统的气瓶在使用时，由于混合气体的密度和分子质量不同，密度大的气体会沉降，导致混合好的气体出现分层现象，影响使用，而本发明设计的储气瓶43有三个开口方向不同的出气孔，可以保证在使用时，瓶内气体均匀由出气孔进入三叉管，经过混合后流出储气瓶43。

有益效果如下：

本发明设计的切换机构3设计有第一阀体34和第二阀体36，通过一个电磁铁35即可同时驱动第一阀体34和第二阀体36动作，完成两种气体充气过程中的气道切换，整体结构简单紧凑。

本发明设计的储气瓶43内部设计有三叉管433和第一气管434、第二气管435第三气管436，每根气管底部均开有气孔，且靠近上方的第一气孔4341开口斜向上，靠近中部的第二气孔4351开口水平，靠近底部的第三气孔4361开口斜向下，保证了在充气过程中，气体可以均匀的散布在储气瓶43内，使充气时，气体混合均匀。同时可以保证在经过长时间存放混合气体由于密度不同产生分层时，瓶内的气体可以在三叉管433内完成混合再排出瓶外，增强实用性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种混合气自动充装设备，包括气液转化机构（1），充气控制机构（2）、切换机构（3）和防护机构（4），其特征在于，所述气液转化机构（1）侧方设置有充气控制机构（2），充气控制机构（2）左侧设置有防护机构（4），防护机构（4）顶部设置有切换机构（3）；

所述气液转化机构（1）包括两个平行分布的液态罐（11），液态罐（11）下方设置有底座（12），液态罐（11）侧方设置有汽化器（13），汽化器（13）将液态罐（11）内的液态气体转化为气态，汽化器（13）上方连接有第一输送管（14）；

所述充气控制机构（2）包括设置在气液转化机构（1）侧方的支架（23），支架（23）上表面设置有控制中心（22），控制中心（22）上表面设置有双通道充气泵（21），双通道充气泵（21）内部设置有两个互相独立的充气组件，双通道充气泵（21）左侧连通有两根第二输送管（24），第二输送管（24）远离双通道充气泵（21）的一端连通切换阀（31）；

所述切换机构（3）包括设置在双通道充气泵（21）左侧的切换阀（31），切换阀（31）靠近双通道充气泵（21）的一侧开有第一输送道（311），第一输送道（311）下方开有第二输送道（312），第一输送道（311）和第二输送道（312）均贯穿切换阀（31）并到达切换阀（31）下表面，切换阀（31）上表面开有安装孔（313），安装孔（313）和第二输送道（312）交界处开有第二切换道（315），第二切换道（315）连通第一输送道（311）和第二输送道（312），安装孔（313）和第一输送道（311）交界处开有第一切换道（314），第一切换道（314）连通第一输送道（311）和第二输送道（312），第一切换道（314）结构和第二切换道（315）相同；

所述防护机构（4）包括设置在切换阀（31）下方的防护箱（41），防护箱（41）内部开有防护腔（411），防护腔（411）侧方设置有转动连接的盖板（46），防护腔（411）内设置有两个对称分布的充气管（42），充气管（42）穿过防护箱（41）分别和第一输送道（311）和第二输送道（312）连通，充气管（42）远离防护腔（411）顶部的一侧连接有充气头（421），充气头（421）侧方设置有泄压阀（422），充气头（421）底部开有连接密封孔（4211），充气头（421）下方设置有储气瓶（43），储气瓶（43）内部开有内腔（431），储气瓶（43）顶部设置有开关阀（432），开关阀（432）下方设置有三叉管（433），三叉管（433）下方设置有安装盘（437）。

2.根据权利要求1所述的一种混合气自动充装设备，其特征在于，所述安装孔（313）顶部设置有密封盖（32），密封盖（32）底部设置有第一复位弹簧（33），第一复位弹簧（33）底部设置有第一阀体（34），第一阀体（34）下方设置有电磁铁（35），电磁铁（35）设置在安装孔（313）侧壁上，电磁铁（35）下方设置有第二阀体（36），第二阀体（36）底面设置有第二复位弹簧（37），第二复位弹簧（37）设置在安装孔（313）底部。

3.根据权利要求2所述的一种混合气自动充装设备，其特征在于，所述第一阀体（34）靠近底部的侧壁上开有第一通孔（341），第一阀体（34）靠近顶部的侧壁开有第二通孔（342），第二通孔（342）为L型。

4.根据权利要求3所述的一种混合气自动充装设备，其特征在于，所述第一阀体（34）和第二阀体（36）尺寸相同，结构镜像对称。

5.根据权利要求1所述的一种混合气自动充装设备，其特征在于，所述三叉管（433）下方有三根分叉的管道，分叉管道穿过安装盘（437）分别和第一气管（434）、第二气管（435）、第三气管（436）连接。

6.根据权利要求1所述的一种混合气自动充装设备，其特征在于，所述三叉管（433）连接的第一气管（434）靠近底部的侧面开有圆周分布的第一气孔（4341），第一气孔（4341）开口方向斜向上；连接的第二气管（435）靠近底部的侧面开有圆周分布的第二气孔（4351），第二气孔（4351）开口方向水平；连接的第三气管（436）靠近底部的侧面开有圆周分布的第三气孔（4361），第三气孔（4361）开口方向斜向下。

7.根据权利要求1所述的一种混合气自动充装设备，其特征在于，所述防护箱（41）底部设置有两个平行分布的支撑块（45），支撑块（45）开有滑槽（451），支撑块（45）顶部设置有称重板（44），称重板（44）底部设置有两个平行分布的滑块（443），滑块（443）和滑槽（451）配合，称重板（44）上表面设置有两个平行分布的固定套（441），固定套（441）底部设置有称重台（442），防护箱（41）左侧面外侧设置有抽气泵（47），抽气泵（47）设置有贯穿防护箱（41）的抽气管（471），抽气管（471）和空气净化装置连通。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种混合气自动充装设备的充装方法，其特征在于，所述充装方法步骤如下：

S1、将储气瓶（43）放入防护箱（41），连通充气头（421）和储气瓶（43）；

S2、通过控制中心（22）使两种气体气化并经过双通道充气泵（21）泵入切换阀（31）；

S3、称重台（442）监控灌入储气瓶（43）的气量，当充气完成后即可驱动电磁铁（35）吸合第一阀体（34）和第二阀体（36），完成气体输送切换；

S4、充气完成后，控制中心（22）切断电磁铁（35），关闭双通道充气泵（21），第一阀体（34）和第二阀体（36）在复位弹簧驱动下复位；

S5、控制中心（22）驱动泄压阀（422）打开，泄掉残余的压力，同时驱动抽气泵（47），将防护腔（411）内残余的混合气体抽空，防止残余气体影响工人。

Images