CN207634984U - 一种混合气体配制系统的充装单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合气体配制系统的充装单元，包括至少一个充装组件，每个充装组件包括充装管路、流量检测装置、调节阀、称重装置以及控制装置，充装管路包括一条总管、一条第一分管以及至少第二分管，流量检测装置设于总管上，调节阀设于每条分管上，每条分管的一端与总管连接，另一端设有充装接头，第一分管的充装接头与待充装气瓶的瓶阀配合连接，称重装置承载待充装气瓶的重量，第二分管的充装接头与原料气瓶的瓶阀配合连接，控制装置的输入端电连接流量检测装置和称重装置，控制装置的输出端电连接调节阀，提高了配制精度。

Description

一种混合气体配制系统的充装单元

技术领域

本实用新型涉及混合气体配制领域，具体涉及一种混合气体配制系统的充装单元。

背景技术

混合气体含有两种或两种以上有效组份，或虽属非有效组份但其含量超过规定限量的气体。根据使用要求混合气体可以分为两元、三元、四元、五元或多元混合气，又可以根据应用领域可分为一般混合气体和电子混合气体，其品种之多，可达数千种。配制混合气体的方法有很多，其中重量法是绝对测量法，其量值可以直接溯源到国际单位制。重量法是将混合气体的每个组分逐次加入已处理好的钢瓶中，充气之前和之后分别称量气瓶，充入气体组分的重量由两次称量的差值来确定。

采用重量法充装时，成品气瓶中的压力在充装的时候，随着时间增加，压力不断增加，而原料气瓶中的压力随着充装时间的增加，气体不断减少，压力不断降低，所以两个气瓶的压力差不断减小。压力差减小，则两个气瓶之间的气体流量不断减小，充装速度不断减小。所以，重量法不是匀速充装。其不能通过充装时间确定精确的充装重量，当成品气瓶中的重量达到设定值时，关闭原料气瓶的调节阀和成品气瓶的调节阀，此时，充装管路中会会留有原料气体，在充装下一种原料气体或充装下一个成品气瓶时，都会因充装管路中的原料气体影响充装的精度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种提高充装精度的混合气体配制系统的充装单元。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种混合气体配制系统的充装单元，包括至少一个充装组件，每个所述充装组件包括充装管路、流量检测装置、调节阀、称重装置以及控制装置，所述充装管路包括一条总管、一条第一分管以及至少第二分管，所述流量检测装置设于所述总管上，所述调节阀设于每条所述分管上，每条所述分管的一端与所述总管连接，另一端设有充装接头，所述第一分管的充装接头与待充装气瓶的瓶阀配合连接，所述称重装置承载所述待充装气瓶的重量，所述第二分管的充装接头与原料气瓶的瓶阀配合连接，所述控制装置的输入端电连接所述流量检测装置和所述称重装置，所述控制装置的输出端电连接所述调节阀，每只所述调节阀具有多种状态，每种状态对应一个阀门开度。

上述技术方案中，所述总管还通过烘干气体管路连接烘干气源，所述烘干气体管路设有关断阀。

上述技术方案中，所述总管还通过置换气体管路连接置换气源，所述置换气体管路设有关断阀。

上述技术方案中，所述总管还通过热氮气体管路连接热氮气源，所述热氮气体管路设有关断阀。

上述技术方案中，所述总管还通过负压管路连接负压发生装置，所述负压管路设有关断阀。

上述技术方案中，所述混合气体配制系统的充装单元包括三个所述充装组件。

由于上述技术方案运用，本实用新型具有下列优点：

1）本实用新型公开的混合气体配制系统的充装单元，充装顺序位于前序的原料气体在充装过程中，通过把原料气瓶和成品气瓶的压力差和两个气瓶之间的调节阀联锁，通过压力差来控制原料气瓶的调节阀开度，保证整个配气过程中流量一致，这样通过前期的计算，确定好充装时间，时间到了后，自动切断调节阀，停止充装，成品气瓶和充装管路中的原料气体总量为该种原料气体的总量，然后再换另外一种原料气体，此时，另外一种原料气体将充装管路中的前次充装的原料气体冲入成品气瓶中，保证在充装下一种原料气体时，不会因充装管路中的原料气体影响充装的精度；

2）本实用新型公开的混合气体配制系统的充装单元，充装顺序位于最后的原料气体在充装过程中，随着充装时长的增长，原料气瓶的调节阀开度逐渐降低，以使充装管路中的气体流量逐渐降低，通过称重装置确定每一个原料气瓶的充装总量，当每一个原料气瓶的充装总量达到设定值时，关闭成品气瓶和原料气瓶的调节阀，充装管路中的原料气体相较于现有技术中的称重法更少，保证在充装下一个成品气瓶时，不会因充装管路中的原料气体影响充装的精度。

附图说明

图1是本实用新型公开的混合气体配制系统的结构示意图。

图2是本实用新型公开的混合气体配制系统的充装单元的结构示意图。

图3是本实用新型公开的混合气体配制系统的充装单元的控制原理框图。

图4是本实用新型公开的混合气体配制方法的流程图。

其中：100、充装前检查单元；200、充装前预处理单元；211、热氮气源；212、热氮管路；213、关断阀；221、负压发生装置；222、负压管路；223、关断阀；300、充装单元；310、充装管路；311、总管；312、第一分管；313、第二分管；320、流量检测装置；330、调节阀；340、称重装置；350、控制装置；400、充装后检查单元。

具体实施方式

结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一

参见图1至图4，如其中的图例所示，一种混合气体配制系统，包括依次设置的充装前检查单元100、充装前预处理单元200、充装单元300以及充装后检查单元400，充装单元300包括充装组件，每个充装组件包括充装管路、流量检测装置320、调节阀330、称重装置340以及控制装置350，充装管路包括一条总管311、一条第一分管312以及至少第二分管313，流量检测装置320设于总管311上，调节阀330设于每条分管312，313上，每条分管的一端与总管311连接，另一端设有充装接头，第一分管312的充装接头与待充装气瓶510的瓶阀配合连接，称重装置350承载待充装气瓶510的重量，第二分管312的充装接头与原料气瓶520的瓶阀配合连接，控制装置350的输入端电连接流量检测装置320和称重装置340，控制装置350的输出端电连接调节阀330，每只调节阀330具有多种状态，每种状态对应一个阀门开度。

本实施例中，充装前检查单元100包括气瓶安全检查工装。气瓶安全检查时气瓶使用前必不可少的工序。

本实施例中，上述气瓶安全检查工装包括转台和视觉检测装置，转台110带动待充装气瓶的放置架绕竖直方向转动，视觉检测装置设于待充装气瓶的放置架一侧，视觉检测装置获取待充装气瓶外圆周的图像。通过人工检查和机器视觉检查相结合，提高检查准确度。

本实施例中，充装前预处理单元200包括气瓶研磨工装、气瓶清洗工装、气瓶烘干工装、气瓶瓶阀装配工装、气瓶检漏工装、气瓶置换工装以及气瓶抽真空工装。

本实施例中，气瓶研磨工装包括转台和抛光丸，转台带动待充装气瓶的放置架绕竖直方向转动，抛光丸置于待充装气瓶内部。此为现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，气瓶烘干工装包括烘干气源、烘干管路以及关断阀，烘干管路的一端连接烘干气源，烘干管路的另一端连接待充装气瓶的瓶阀，关断阀设于烘干管路上。

本实施例中，气瓶置换工装包括置换气源、置换管路以及关断阀，置换管路的一端连接置换气源，置换管路的另一端连接待充装气瓶的瓶阀，关断阀设于置换管路上。

本实施例中，气瓶烘干工装和气瓶置换工装为同一工装，包括热氮气源211、热氮管路212以及关断阀213，热氮管路212的一端连接热氮气源211，热氮管路212的另一端连接待充装气瓶510的瓶阀，关断阀213设于热氮管路212上。热氮为惰性气体，可以作为烘干气体，也可以作为置换气体

本实施例中，气瓶检漏工装为水检检漏装置或压力哀减检漏装置或卤素检漏装置或氦质谱检漏装置。此为现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，气瓶抽真空工装包括负压发生装置221、负压管路222以及关断阀223，负压管路222的一端连接负压发生装置221，负压管路222的另一端连接待充装气瓶510的瓶阀，关断阀223设于负压管路222上。气瓶经抽真空后，外部气体才能充装进去

本实施例中，热氮管路212的另一端连接总管311，负压管路222的另一端连接总管311。将烘干工装、置换工装、抽真空工装结合到充装单元，一方面，节省了设备，另一方面，减少了设备搬移的繁琐步骤和时间。

本实施例中，充装后检查单元400包括气体分析装置，气体分析装置与成品气瓶的瓶阀连接。此为现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，充装单元包括三个充装组件，三个充装组件连接至同一热氮气源211。

下面介绍一种混合气体配制方法，包括如下步骤：

S1、对待充装气瓶进行检查，如检查不合格，则所述待充装气瓶报废，如检查合格，则进入S2；

S2、对检查合格的待充装气瓶进行预处理；

S3、将分别盛装不同种类原料气体的至少两只原料气瓶和所述待充装气瓶分别通过各自的调节阀连接至充装管路，将所述至少两只原料气瓶中盛装的至少两种原料气体按设定重量依次充装入所述待充装气瓶中，得到盛装混合气体的成品气瓶；

S4、将所述成品气瓶进行检查，合格后包装入库；

其中，S3中，充装顺序位于前序的原料气体在充装过程中，随着充装时长的增长，所述原料气瓶的调节阀开度逐渐增大，以使所述充装管路中的气体流量恒定，通过所述充装时长和所述气体流量控制充装顺序位于前序的原料气瓶的调节阀关闭；

S3中，充装顺序位于最后的原料气体在充装过程中，通过所述成品气瓶的总重量控制充装顺序位于最后的原料气瓶的调节阀和所述成品气瓶的调节阀关闭。

本实施例中，S3中，充装顺序位于最后的原料气体在充装过程中，随着充装时长的增长，所述原料气瓶的调节阀开度逐渐降低，以使所述充装管路中的气体流量逐渐降低。例如，最后一种原料气体的设定重量为M，调节阀的最大通径为DN；

当最后一种原料气体通入量为0时，调节调节阀的通径为DN；

当最后一种原料气体通入量为M1时，调节调节阀的通径为DN1,1/2M≤M1＜2/3M，2/3DN≤DN1＜4/5DN；

当最后一种原料气体通入量为M2时，调节调节阀的通径为DN2,2/3M≤M2＜3/4M，1/3DN≤DN2＜2/3DN；

当最后一种原料气体通入量为M3时，调节调节阀的通径为DN3,3/4M≤M3＜5/6M，1/6DN≤DN3＜1/3DN；

当最后一种原料气体通入量为M时，调节调节阀的通径为0

本实施例中，所述充装管路设有流量检测装置，所述待充装气瓶设于称重装置上，所述流量检测装置和所述称重装置连接控制装置，所述控制装置连接各个所述原料气瓶的调节阀。

本实施例中，S1中，通过人工检测或人工检测和视觉检测相结合的方式对所述待充装气瓶进行安全检查，进行安全检查时，如出现如下任意一项问题，则所述待充装气瓶安全检查不合格：

A、漆色字样和所装气体不符或漆色字样脱落，不易识别气瓶种类进行如下项目的检查：

B、安全附件不全，损坏或不符合规定；

C、未判明装过何种气体或瓶内没有余压；

D、气瓶标记不全或不能识别；

E、气瓶超过检验期限；

F、气瓶瓶体经外观检查，有缺陷，不能保证安全使用；

G、氧气瓶或强氧化剂气瓶的瓶体或瓶阀粘有油脂。

本实施例中，S2中，对待充装气瓶进行研磨、检漏、置换以及抽真空预处理，包括如下分步骤：

S2-1、对所述待充装气瓶的瓶体依次进行内壁研磨、清洗以及烘干处理后，对所述待充装气瓶的瓶体进行研磨质量检查，如检查不合格，则重复S2-1，如检查合格，则进入S2-2；

S2-2、将所述待充装气瓶的瓶阀装配于其瓶体后，对所述待充装气瓶进行检漏，如检漏不合格，则重复S2-2，如检漏合格，则进入S2-3；

S2-3、对所述待充装气瓶进行置换处理；

S2-4、将所述待充装气瓶抽真空。

本实施例中，S2-1中，采用抛光的方式对待充装气瓶的内壁进行研磨，采用去离子水清洗的方式对所述待充装气瓶的瓶体进行清洗，采用热氮烘干的方式对所述待充装气瓶的瓶体进行烘干处理，进行研磨质量检查时，检查所述待充装气瓶的内表面是否存在未研磨区、油渍、水分及锈蚀的缺陷，如存在，则重复S2-1，如不存在，则进入S2-2。

本实施例中，S2-2中，采用人工将瓶阀装配于瓶体上，采用水检法或压力哀减法或卤素法或氦质谱检漏仪的方式对所述待充装气瓶进行检漏。

本实施例中，S2-3中，通过对所述待充装气瓶进行多次负压置换或多次正压置换的方式对所述待充装气瓶进行烘干置换处理。

本实施例中，将所述待充装气瓶抽真空至-0.1Mpa以下。

本实施例中，S4中，采用气相色谱分析的方式对所述成品气瓶中的混合气体进行成分检验。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种混合气体配制系统的充装单元，其特征在于，包括至少一个充装组件，每个所述充装组件包括充装管路、流量检测装置、调节阀、称重装置以及控制装置，所述充装管路包括一条总管、一条第一分管以及至少第二分管，所述流量检测装置设于所述总管上，所述调节阀设于每条所述分管上，每条所述分管的一端与所述总管连接，另一端设有充装接头，所述第一分管的充装接头与待充装气瓶的瓶阀配合连接，所述称重装置承载所述待充装气瓶的重量，所述第二分管的充装接头与原料气瓶的瓶阀配合连接，所述控制装置的输入端电连接所述流量检测装置和所述称重装置，所述控制装置的输出端电连接所述调节阀，每只所述调节阀具有多种状态，每种状态对应一个阀门开度。

2.根据权利要求1所述的混合气体配制系统的充装单元，其特征在于，所述总管还通过烘干气体管路连接烘干气源，所述烘干气体管路设有关断阀。

3.根据权利要求1所述的混合气体配制系统的充装单元，其特征在于，所述总管还通过置换气体管路连接置换气源，所述置换气体管路设有关断阀。

4.根据权利要求1所述的混合气体配制系统的充装单元，其特征在于，所述总管还通过热氮气体管路连接热氮气源，所述热氮气体管路设有关断阀。

5.根据权利要求1所述的混合气体配制系统的充装单元，其特征在于，所述总管还通过负压管路连接负压发生装置，所述负压管路设有关断阀。

6.根据权利要求1所述的混合气体配制系统的充装单元，其特征在于，所述混合气体配制系统的充装单元包括三个所述充装组件。