CN206708722U - 一种高纯气体自动装瓶系统 - Google Patents

Abstract

一种高纯气体自动装瓶系统，包括真空泵组、膜压机、充装排和控制系统，所述真空泵组通过抽空隔膜阀与充装排的内腔连接；所述膜压机排出的高纯气体通过充气隔膜阀进入充装排的内腔；所述充装排的内腔通过放空隔膜阀与大气相通并通过充氮隔膜阀与高压纯化氮气源连接；待充气的钢瓶通过高压连接管与充装排的内腔连接；控制抽空隔膜阀、充气隔膜阀、放空隔膜阀和充氮隔膜阀动作的各电磁阀均与控制系统连接。本实用新型将充装排与抽空、充气、放空和充氮装置组合在一起，四种装置可在控制系统的协调控制下自动、有序地完成相应的操作，使整个充气过程基本不需要人工干预，不仅降低了工人的劳动强度，而且减少了人为出错的可能，从而提高了充气质量。

Description

一种高纯气体自动装瓶系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于将高纯气体充入钢瓶的装置，属于气体的贮存技术领域。

背景技术

许多气体都是用钢瓶来贮存和运输的，传统的钢瓶充气流程是：待充钢瓶送入钢瓶干燥箱→烘烤、抽空、氮气置换→搬运至充装排并将待充瓶“一字”排开→连接上紧充装接头→打开瓶阀→打开放散阀确认瓶内压力为大气压→打开抽空阀门→开启真空泵→抽空值确认后停泵→关闭抽空阀门→开启充装压缩机和充气阀→充装压力满足要求后关闭充气压缩机和充气阀→关闭每只瓶阀→卸下钢瓶接头→搬运至分析室分析→逐只钢瓶装卸接头进行纯度分析→合格瓶搬运入库。整个充气过程都是人工操作，不仅增加了工人的劳动强度，而且操作过程受人为因素影响大，误操作概率高，容易损坏真空泵，无法保证充气质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种高纯气体自动装瓶系统，以提高充气质量，降低工人的劳动强度。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种高纯气体自动装瓶系统，构成中包括真空泵组、膜压机、充装排和控制系统，所述真空泵组的吸气口通过抽空隔膜阀与充装排的内腔连接；所述膜压机排出的高纯气体通过充气隔膜阀进入充装排的内腔；所述充装排的内腔通过放空隔膜阀与大气相通并通过充氮隔膜阀与高压纯化氮气源连接；待充气的钢瓶通过高压连接管与充装排的内腔连接；控制抽空隔膜阀、充气隔膜阀、放空隔膜阀和充氮隔膜阀动作的各电磁阀均与控制系统连接。

上述高纯气体自动装瓶系统，所述控制系统包括DCS、触摸屏、抽空压力传感器、放空压力传感器、充氮压力传感器和充气压力传感器，所述抽空压力传感器、放空压力传感器、充氮压力传感器和充气压力传感器分别测量抽空隔膜阀、放空隔膜阀、充氮隔膜阀和充气隔膜阀所连管路的气压，它们的输出端分别接DCS的不同输入端，控制抽空隔膜阀、充气隔膜阀、放空隔膜阀和充氮隔膜阀动作的各电磁阀的控制线圈分别接DCS的不同输出端，所述触摸屏通过通讯电缆与DCS连接。

上述高纯气体自动装瓶系统，所述充装排设置两个，两个充装排均为中空的环形结构。

上述高纯气体自动装瓶系统，所述真空泵组设置两套，一套为罗茨真空泵加双级旋片泵，另一套为分子泵加双级旋片泵。

上述高纯气体自动装瓶系统，每个充装排至少设置六条与钢瓶匹配的高压连接管。

本实用新型将充装排与抽空、充气、放空和充氮装置组合在一起，四种装置可在控制系统的协调控制下自动、有序地完成相应的操作，使整个充气过程基本不需要人工干预，不仅大大降低了工人的劳动强度，而且减少了人为出错的可能，从而提高了充气质量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记为：1、真空泵组，2、抽空压力传感器，3、抽空电磁阀，4、抽空隔膜阀，5、放空隔膜阀，6、放空压力传感器，7、放空电磁阀，8、充氮电磁阀，9、充氮压力传感器，10、充氮隔膜阀，11、充气压力传感器，12、充气电磁阀，13、充气隔膜阀，14、膜压机，15、充装排，16、钢瓶，17、DCS，18、触摸屏。

具体实施方式

参看图1，本实用新型提供了一种高纯气体自动装瓶系统，该系统包括真空泵组1、抽空压力传感器2、抽空电磁阀3、抽空隔膜阀4、放空隔膜阀5、放空压力传感器6、放空电磁阀7、充氮电磁阀8、充氮压力传感器9、充氮隔膜阀10、充气压力传感器11、充气电磁阀12、充气隔膜阀13、膜压机（隔膜式高纯气压缩机）14、充装排15、DCS(集散式控制系统)17、触摸屏18以及控制各隔膜阀动作的电磁阀。真空泵组1、膜压机14、高压纯化氮气源通过管道和相应的隔膜阀与充装排15相连接，本系统将传统的“一”字型充装排改为环形充装排，有利于抽真空时六个钢瓶内部真空度的均衡，防止部分钢瓶因抽真空不均匀导致氧、氮等杂质含量偏高。

本系统采用干燥洁净的高压纯化氮气（纯度99.999%，压力5MPa）作为钢瓶中气态水分和杂质氧的清洗置换气源，处理不含游离水的钢瓶完全能满足需要，同传统的通过烘箱烘烤去除水分和氧的方法相比，既提高了效率又减少了步骤。经试验发现，通过反复三次充放氮气即可达到除去水分和氧杂质的目的。真空泵组1设置两套，一套为罗茨真空泵加双级旋片泵，一套分子泵加双级旋片泵，前一套泵组负责初期大量气体的抽取，后一套泵组负责精细抽气以达到最佳真空效果。采用触摸屏和DCS系统对系统进行控制，操作点设在充瓶现场以实现就地启动和控制，通过电磁阀控制相应的隔膜阀按规定程序进行工作。当隔膜阀出现内泄漏导致充装工作出现问题时，相应的压力传感器在0.1S内将信号传至DCS系统，DCS系统立即关闭抽空隔膜阀或充气隔膜阀并停止真空泵运行。同时根据压力超出情况打开放空隔膜阀泄压。确保系统安全。实际使用过程中连接了两个环形充装排15，二者交替使用，一个抽空置换，另一个充装以保证产品连续充装。钢瓶的置换、抽空与充装等工作的切换过程同时在触摸屏上显示，触摸屏也能实现过程确认、手动/自动程序转换等功能，同时可实现压力超高声光报警、真空度显示等功能。

本实用新型的工作过程为：

首先由操作人员将待充钢瓶推至环形充装排15处，用高压连接管连接好钢瓶，然后在触摸屏18上点启动按钮，打开充氮隔膜阀10向待充钢瓶16充入氮气，充氮压力传感器9感知到压力趋于平衡后，通过信号电缆传入DCS，DCS启动放空隔膜阀5，将待充缸瓶16刚才充入的氮气放空，同时带走瓶内的杂质氧和微量水，然后DCS关闭放空隔膜阀5，自动启动真空泵组1及抽空隔膜阀4对充装排15 和待充钢瓶16抽真空，以清除其中残留氮气，并进一步清除瓶中的氧、氮、水分等杂质组份，如此反复三次即可充分置换掉待充钢瓶中的杂质组份。最后一次抽真空结束后，DCS自动关闭真空泵组1及抽空隔膜阀4，启动膜压机14及充气隔膜阀13，将待充气充入待充钢瓶16中。DCS通过充气压力传感器11感受到气压满足要求后即关闭膜压机14及充气隔膜阀13，在触摸屏18上进行声光报警，提示操作人员更换待充钢瓶16。实际使用过程中连接了两个环形充装排15，二者交替使用，一个抽空置换，另一个充装以保证产品连续充装。

Claims (5)

1.一种高纯气体自动装瓶系统，其特征是，构成中包括真空泵组（1）、膜压机（14）、充装排（15）和控制系统，所述真空泵组（1）的吸气口通过抽空隔膜阀（4）与充装排（15）的内腔连接；所述膜压机（14）排出的高纯气体通过充气隔膜阀（13）进入充装排（15）的内腔；所述充装排（15）的内腔通过放空隔膜阀（5）与大气相通并通过充氮隔膜阀（10）与高压纯化氮气源连接；待充气的钢瓶（16）通过高压连接管与充装排（15）的内腔连接；控制抽空隔膜阀（4）、充气隔膜阀（13）、放空隔膜阀（5）和充氮隔膜阀（10）动作的各电磁阀均与控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种高纯气体自动装瓶系统，其特征是，所述控制系统包括DCS、触摸屏（18）、抽空压力传感器（2）、放空压力传感器（6）、充氮压力传感器（9）和充气压力传感器（11），所述抽空压力传感器（2）、放空压力传感器（6）、充氮压力传感器（9）和充气压力传感器（11）分别测量抽空隔膜阀（4）、放空隔膜阀（5）、充氮隔膜阀（10）和充气隔膜阀（13）所连管路的气压，它们的输出端分别接DCS的不同输入端，控制抽空隔膜阀（4）、充气隔膜阀（13）、放空隔膜阀（5）和充氮隔膜阀（10）动作的各电磁阀的控制线圈分别接DCS的不同输出端，所述触摸屏（18）通过通讯电缆与DCS连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种高纯气体自动装瓶系统，其特征是，所述充装排（15）设置两个，两个充装排（15）均为中空的环形结构。

4.根据权利要求3所述的一种高纯气体自动装瓶系统，其特征是，所述真空泵组（1）设置两套，一套为罗茨真空泵加双级旋片泵，另一套为分子泵加双级旋片泵。

5.根据权利要求4所述的一种高纯气体自动装瓶系统，其特征是，每个充装排（15）至少设置六条与钢瓶（16）匹配的高压连接管。