CN113719747A - 一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置 - Google Patents

一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，包括：储氢罐1、压力变送器2、含有可编程控制器的电控箱3、上位机4、探测气球5、充球单向阀6、充气底座7、推拉型牵引电磁铁8、阻火器9、电磁阀10、减压器11和储氢罐出气阀12。本发明技术方案，利用充球前后的储气的压力差来控制定量充装探空气球和测风气球，能够解决现有技术中手动充装释放探空气球和测风气球的繁琐、劳动强度大和利用流量计计量充气量不准确的问题。

Description

一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置
技术领域
本发明涉及气象业务应用领域，特别涉及一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置。
背景技术
现阶段，气象业务每天定时释放探空气球和测风气球，气球携带探空仪器探测地面至高空的温度、湿度和压力等气象数据。业务用探空气球和测风气球均采用手动充装氢气和手动释放的方式进行作业，充气时依靠气球底部携带的平衡器上累加的砝码质量来判断充气的多少，人工把气球拿到室外空旷放球场进行释放。
现有的自动充气技术，大多采用流量计等仪表来监控充装气体的流量来控制充装气体的多少。手动充球放球的方式比较原始，并且劳动强度大。而采用流量计来采集监测充气量的方法在气象业务实际运行过程中得到的相关试验数据显示，气球存在充气量不够准确，气球升空速度变化大，升空高度不稳定的缺点。
为解决手动充放球的繁琐和现有技术使用上的缺点并且基于现阶段气象探空站均采用统一定型的水容积为1m3的固定式储氢罐而提出采用储氢罐上安装压力变送器实时采集充球过程中的罐内压力，利用罐内的压力差换算成充装氢气的体积，从而达到定量充气的目的，解决上述两种充球方式的缺点。
因此，如何提供一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，解决现有技术中手动充装释放探空气球和测风气球的繁琐、劳动强度大和利用流量计计量充气量不准确的问题，已经成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，能够解决现有技术中手动充装释放探空气球和测风气球的繁琐、劳动强度大和利用流量计计量充气量不准确的问题。
一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，包括：储氢罐1、压力变送器2、含有可编程控制器的电控箱3、上位机4、探测气球5、充球单向阀6、充气底座7、推拉型牵引电磁铁8、阻火器9、电磁阀10、减压器11和储氢罐出气阀12。
其中，压力变送器2、含有可编程控制器的电控箱3、上位机4及推拉型牵引电磁铁8之间采用电连接；探测气球5通过输氢管路连接阻火器9、电磁阀10、减压器11和储氢罐出气阀12后，与储氢罐1连接。
压力变送器2安装于储氢罐1上，用于实时采集储氢罐1内的气体压力参数，并将采集的所述气体压力参数发送给电控箱3中的可编程控制器。
充球单向阀6安装在充气底座7上，设置电磁铁8连接充气底座7，驱动电磁铁8联锁动作，松开释放已固定的充球单向阀6。
电磁阀10的进出口端连接输氢管路，其控制线端连接含有可编程控制器的电控箱3的电气元件。
进一步地，充球单向阀6包括外壳与内部阀芯组件；所述内部阀芯组件打开，所述充球单向阀6开始充气；充球单向阀6充气停止后，所述内部阀芯组件在弹簧力的作用下自动关闭。
进一步地，探测气球5为探空气球或测风气球。
进一步地，阻火器9、推拉型牵引电磁铁8、充气底座7、充球单向阀6和气球共同组成探测气球5的充球部分。
进一步地，驱动电磁铁8联锁动作，松开释放已固定的充球单向阀6，包括：
上位机4通过控制设置于含有可编程控制器的电控箱3的电气元件，所述推拉型牵引电磁铁8得电，连锁带动充气底座7的用于固定充球单向阀6的挡片，松开释放充球单向阀6。
本发明所带来的有益效果如下：
从上述方案可以看出，本发明实施例中，一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，包括：储氢罐1、压力变送器2、含有可编程控制器的电控箱3、上位机4、探测气球5、充球单向阀6、充气底座7、推拉型牵引电磁铁8、阻火器9、电磁阀10、减压器11和储氢罐出气阀12。本发明技术方案，利用充球前后的储气的压力差来控制定量充装探空气球和测风气球，能够解决现有技术中手动充装释放探空气球和测风气球的繁琐、劳动强度大和利用流量计计量充气量不准确的问题。
附图说明
图1表示本发明实施例的一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置结构示意图。
其中，附图标记如下：
Figure BDA0003185957850000031
Figure BDA0003185957850000041
具体实施方式
为使本发明的目的、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。
本发明实施例提供一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，采用实时采集储氢罐内压力，利用充球前后的储气的压力差来控制定量充装探空气球和测风气球，能够解决现有技术中手动充装释放探空气球和测风气球的繁琐、劳动强度大和利用流量计计量充气量不准确的问题。
图1表示本发明实施例的一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置结构示意图。
图1中，一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，包括：储氢罐1、压力变送器2、含有可编程控制器的电控箱3、上位机4、探测气球5、充球单向阀6、充气底座7、推拉型牵引电磁铁8、阻火器9、电磁阀10、减压器11和储氢罐出气阀12。
本发明实施例中，压力变送器2安装于储氢罐1上或者其机械采样口与储氢罐内气体相通，电气信号线连接至电控箱内相应的电气元件上，起到实时监测罐内气体压力的作用。压力变送器2、含有可编程控制器的电控箱3、上位机4及推拉型牵引电磁铁8之间采用电连接；探测气球5通过输氢管路连接阻火器9、电磁阀10、减压器11和储氢罐出气阀12后，与储氢罐1连接。
压力变送器2安装于储氢罐1上，用于实时采集储氢罐1内的气体压力参数，并将采集的所述气体压力参数发送给电控箱3中的可编程控制器。
充球单向阀6安装在充气底座7上，设置电磁铁8连接充气底座7，驱动电磁铁8联锁动作，松开释放已固定的充球单向阀6。
本发明实施例中，充球底座7主要起固定充球单向阀的作用，并且通过外部推拉型牵引电磁铁8的联锁动作，可松开释放已固定的充球单向阀。
电磁阀10的进出口端连接输氢管路，其控制线端连接含有可编程控制器的电控箱3的电气元件，按照程序设置可以自动远程开启或者关闭阀门，起到开始充球和停止充球的目的。
其中，充球单向阀6包括外壳与内部阀芯组件；所述内部阀芯组件打开，所述充球单向阀6开始充气；充球单向阀6充气停止后，所述内部阀芯组件在弹簧力的作用下自动关闭。
本发明实施例的一个实施方式中，充球单向阀6主要由外壳与内部阀芯组件组成。在进行充气操作时，所述内部阀芯组件自动打开；充气停止后，该内部阀芯组件在弹簧力的作用下自动关闭，从而防止球内气体泄漏。
本发明实施例中，探测气球5为探空气球或测风气球，阻火器9、推拉型牵引电磁铁8、充气底座7、充球单向阀6和气球共同组成探测气球5的充球部分。
其中，阻火器9主要防止充球发生意外情况时明火回传至输氢管路内。储氢罐出气阀12主要起机械性打开或者切断气体输出的作用。减压器11主要起减压恒压的作用，将储氢罐内的气体以恒定的压力输出供充球使用。
本发明实施例的一个实施方式中，驱动电磁铁8联锁动作，松开释放已固定的充球单向阀6，包括：
上位机4通过控制设置于含有可编程控制器的电控箱3的电气元件，所述推拉型牵引电磁铁8得电，连锁带动充气底座7的用于固定充球单向阀6的挡片，松开释放充球单向阀6。
本发明实施例的一个实施方式中，为解决现有手动充装释放探空气球和测风气球的繁琐、劳动强度大和利用流量计计量充气量不准确的技术问题，设计了一种采用实时采集储氢罐内压力，利用充球前后的储气的压力差来控制定量充装探空气球和测风气球的自动充气释放装置。
充球操作时，首先将探空气球或者测风气球5与充球单向阀6连接，然后将需要携带的探空仪器悬挂于充球单向阀上预留的特定位置，并将充球单向阀固定到充球底座上。远程操作上位机，输入需要充装的氢气体积后点击开始充球按钮，电磁阀10自动打开，开始充气。控制系统实时监测储氢罐内的气体压力，随后根据采集时刻与充球开始时的罐内压力差和已经编制好的程序自动计算充气的体积。待达到设定值时系统自动关闭电磁阀10，充气结束。
释放气球时，上位机4通过控制电控箱3背部的相关电气元件，从而让推拉型牵引电磁铁8得电动作并连锁带动充气底座7内部的用于固定充气单向阀6的挡片动作，从而松开释放充气单向阀，达到自动释放气球的目的。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，其特征在于，所述装置包括：储氢罐(1)、压力变送器(2)、含有可编程控制器的电控箱(3)、上位机(4)、探测气球(5)、充球单向阀(6)、充气底座(7)、推拉型牵引电磁铁(8)、阻火器(9)、电磁阀(10)、减压器(11)和储氢罐出气阀(12)；
所述压力变送器(2)、含有可编程控制器的电控箱(3)、上位机(4)及推拉型牵引电磁铁(8)之间采用电连接；所述探测气球(5)通过输氢管路连接所述阻火器(9)、电磁阀(10)、减压器(11)和储氢罐出气阀(12)后，与所述储氢罐(1)连接；
所述压力变送器(2)安装于所述储氢罐(1)上，用于实时采集所述储氢罐(1)内的气体压力参数，并将采集的所述气体压力参数发送给所述电控箱(3)中的可编程控制器；
所述充球单向阀(6)安装在所述充气底座(7)上，设置所述电磁铁(8)连接所述充气底座(7)，驱动所述电磁铁(8)联锁动作，松开释放已固定的所述充球单向阀(6)；
所述电磁阀(10)的进出口端连接输氢管路，其控制线端连接含有可编程控制器的电控箱(3)的电气元件。
2.根据权利要求1所述的一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，其特征在于，所述充球单向阀(6)包括外壳与内部阀芯组件；所述内部阀芯组件打开，所述充球单向阀(6)开始充气；所述充球单向阀(6)充气停止后，所述内部阀芯组件在弹簧力的作用下自动关闭。
3.根据权利要求1所述的一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，其特征在于，所述探测气球(5)为探空气球或测风气球。
4.根据权利要求1所述的一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，其特征在于，所述阻火器(9)、所述推拉型牵引电磁铁(8)、所述充气底座(7)、所述充球单向阀(6)和气球共同组成所述探测气球(5)的充球部分。
5.根据权利要求1所述的一种基于固定容积式储氢罐的气象气球自动充气释放装置，其特征在于，驱动所述电磁铁(8)联锁动作，松开释放已固定的所述充球单向阀(6)，包括：
所述上位机(4)通过控制设置于所述含有可编程控制器的电控箱(3)的电气元件，所述推拉型牵引电磁铁(8)得电，连锁带动所述充气底座(7)的用于固定所述充球单向阀(6)的挡片，松开释放所述充球单向阀(6)。
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