CN207903897U - 一种便携式定压充气加注自动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种便携式定压充气加注自动控制装置，用于对低压设备进行自动或手动充气加注，包括充气加注系统、抽空系统和自动压力控制系统。该装置集置换、抽空、充气及加注功能于一体，集成在可移动操作平台上，系统操作方便，提高低压设备充气检漏及液体加注的工作效率；可对加注液体进行脱气处理，并且能够实现对充气加注压力的自动精确控制，确保科学实验的安全可靠进行；为保证系统的可靠性，在实现软件自动控制充放气功能条件下增加手动控制系统，防止因电磁阀失效而造成功能障碍，影响工作周期，适合推广应用。

Description

一种便携式定压充气加注自动控制装置

技术领域

本实用新型涉及航天领域对科学实验柜中载荷设备进行低压自动充气加注技术，特别涉及一种便携式定压充气加注自动控制装置。

背景技术

在航天系统中，科学实验柜中的载荷设备担负着维持航天器上热量平衡的重要功能，保障各种科学实验的正常工作。为保证实验柜的安全可靠性，必须对载荷设备充入低压气体检漏测试，检漏合格后进行低压加注，为此需要精确控制充气压力及加注压力。

对载荷设备的充气加注过程包括：气源对系统吹除置换、真空泵抽真空、充气检漏及液体加注。在实际操作过程中，一方面气瓶、真空泵及加注设备等资源调配给操作带来很多不便；另一方面传统的充气加注过程中压力完全通过手动控制，靠经验凭感觉来实现压力调节，频繁启闭阀门减少其使用寿命，而且存在安全隐患，同时降低了检漏及加注的工作效率。目前还未有一套装置既能实现充气加注过程的压力自动控制，又将吹除置换、抽空、充气及加注功能集成于一体，便于实际操作。现有流体回路加注装置(2016213429700一种新型便携式流体回路加注装置)仅可实现液体加注功能，不能实现对低压设备的定压充气功能，而且不能实现压力的自动控制，工作效率低，手动频繁操作带来不精确性和安全隐患。

发明内容

本实用新型的技术解决问题是：针对充气加注过程操作效率及压力控制精度，提出一种便携式定压充气加注自动控制装置，集置换、抽空、充气及加注功能于一体，集成在可移动操作平台上，实现充气加注压力的自动精确控制，提高实际充气检漏及液体加注的工作效率，确保安全可靠运行，同时为保证系统的可靠性，在实现软件自动控制充放气功能条件下增加手动控制系统。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种便携式定压充气加注自动控制装置，用于对低压设备进行自动或手动充气加注，所述定压充气加注自动控制装置包括充气加注系统、抽空系统和自动压力控制系统；所述充气加注系统包括气瓶、管路、阀门、过滤器和贮液容器，所述气瓶用于为低压设备提供高压惰性气体，所述管路彼此连接使各接口相互接通，所述阀门包括手动截止阀和调压阀，布置在管路中，通过手动或自动启闭控制充气加注状态，所述过滤器分别设置在进气口之后与充气加注口之前用于过滤气体杂质，所述贮液容器内贮存加注液体，通过气体加压实现液体加注，所述充气加注系统的对外接口包括充气加注口、抽真空口和排气口，其中：充气加注系统的充气加注口与低压设备连接，用于充入定压气体或定压液体；充气加注系统的抽真空口与抽空系统连接；充气加注系统的排气口为对外泄压口。

所述抽空系统包括电磁压差阀和真空泵，所述电磁压差阀一端和充气加注系统的抽真空口连接，另一端与真空泵连接，可通过PLC控制器控制启闭，所述真空泵采用无油干泵，防止油污染低压设备。

所述自动压力控制系统包括压力控制器、压力传感器、PLC控制器和电磁阀，所述压力控制器可设定压力参数，自动调节后端压力实现定压充气加注，所述压力传感器采集系统压力，将压力信号转化为电信号，所述PLC控制器对电信号进行分析处理，进行阀门的开关动作，所述电磁阀的启闭通过PLC控制器调节。

上述的便携式定压充气加注自动控制装置，对低压设备进行自动或手动充气加注的步骤如下：

步骤一：将低压设备与充气加注系统的充气加注口连接，设置一定压力充入惰性气体，对低压设备进行吹除置换，排出管路及低压设备内的多余物，然后自动或手动开启抽空系统，对低压设备抽真空，当真空度达到设定要求，自动或手动关闭真空泵；

步骤二：设置充气压力，自动或手动开启对低压设备的定压充气功能，当充气结束后自动或手动关闭充气系统，完成充气功能；

步骤三：对低压设备定压加注，设置液体加注压力，将贮液罐中的加注液体自动或手动注入到低压设备中，完成加注功能。

上述的便携式定压充气加注自动控制装置，步骤一中自动控制的具体操作步骤如下：

(1a)所有手动截止阀、电磁阀处于关闭状态，将低压设备与充气加注口 14连接，设定压力控制器PC31的输出压力；

(1b)充气加注系统首先对自身管路充入设定压力的惰性气体，惰性气体由气瓶11提供，自动开启电磁阀SV31、SV34，所述惰性气体首先流经SV31、SV34所在管路，将所述管路中的多余物经排气口15吹出；设定时间后，关闭 SV34，打开电磁阀SV32、SV36，对低压设备充入设定压力的惰性气体，所述惰性气体流经SV31、SV32、SV36所在管路和低压设备，将所述管路和低压设备中的多余物吹除；

(1c)吹除设定时间后关闭SV31、SV32，开启真空泵21、电磁压差阀SV21 和电磁阀SV35，开始对管路及低压设备抽真空，监测低压设备压力，所述低压设备压力由压力传感器S34反馈至PLC控制器调节阀门启闭，当抽空压力达到要求时，依次关闭SV21、真空泵21和SV35。

上述的便携式定压充气加注自动控制装置，步骤一中手动控制的具体操作步骤如下：

(1a)所有手动截止阀、电磁阀处于关闭状态，将低压设备与充气加注口 14连接，打开手动截止阀V12，手动调节减压阀V13的输出压力；

(1b)充气加注系统首先对自身管路充入一定压力的惰性气体，惰性气体由气瓶11提供，手动打开截止阀V14、V15，所述惰性气体首先流经V14、V15 所在管路，将所述管路中的多余物经排气口15吹出；一定时间后，关闭V15，打开截止阀V17，对低压设备充入一定压力的惰性气体，所述惰性气体流经V12、 V13、V14、V17所在管路和低压设备，将所述管路和低压设备中的多余物吹除；

(1c)吹除一定时间后关闭V14，开启真空泵21、电磁压差阀SV21和截止阀V16，开始对管路及低压设备抽真空，监测低压设备压力，所述低压设备压力由压力传感器S34显示，当抽空压力达到要求时，依次关闭SV21、真空泵21和 V16。

上述的便携式定压充气加注自动控制装置，步骤二中自动控制的具体操作步骤如下：

(2a)重新设定压力控制器PC31的输出压力，充气加注系统对低压设备充入设定压力的惰性气体，所述惰性气体由气瓶11提供；

(2b)自动开启电磁阀SV31、SV32，设定压力的惰性气体流经过滤器F11、定压减压阀V11、SV31、压力控制器PC31、SV32、SV36和过滤器F12所在管路，所述惰性气体由充气加注口14充入低压设备；

(2c)监测低压设备压力，所述低压设备压力由压力传感器S34反馈至PLC 控制器调节阀门启闭，当充入压力满足要求，关闭SV36；

(2d)然后，自动打开电磁阀SV33、SV34，对系统泄压，残留气体由排气口15排出，排出设定时间后自动关闭SV31、SV32、SV33、SV34，完成充气功能。

上述的便携式定压充气加注自动控制装置，步骤二中手动控制的具体操作步骤如下：

(2a)重新手动调节减压阀V13的输出压力，充气加注系统对低压设备充入一定压力的惰性气体，所述惰性气体由气瓶11提供；

(2b)打开V14、V17，一定压力的惰性气体流经过滤器F11、定压减压阀 V11、V12、减压阀V13、V14、V17和过滤器F12所在管路，所述惰性气体由充气加注口14充入低压设备；

(2c)监测低压设备压力，所述低压设备压力由压力传感器S34显示，当充入压力满足要求，关闭V17；

(2d)然后打开截止阀V15，对系统泄压，残留气体由排气口15排出，排出一定时间后关闭V12、V13、V14、V15，完成充气功能。

上述的便携式定压充气加注自动控制装置，步骤三中自动控制的具体操作步骤如下：

(3a)重新设定压力控制器PC31的输出压力，对低压设备进行定压加注，开启真空泵21、电磁压差阀SV21和电磁阀SV35、SV37，对加注液体抽空脱气处理，抽出不凝性气体；

(3b)设定时间后关闭SV37，打开SV36，对加注管路及低压设备抽真空，当抽空压力达到要求时，依次关闭SV21、真空泵21、SV35和SV36；

(3c)然后，自动打开电磁阀SV31、SV32、SV37和SV38，加注液体流经 SV38和过滤器F12，所述加注液体由充气加注口14进入低压设备，通过压力传感器S35反馈加注压力至PLC控制器，当压力满足要求，依次关闭SV38、SV37，完成液体加注。

上述的便携式定压充气加注自动控制装置，步骤三中手动控制的具体操作步骤如下：

(3a)打开手动截止阀V12，重新手动调节减压阀V13的输出压力，对低压设备进行定压加注，开启真空泵21、电磁压差阀SV21和截止阀V16、V18，对加注液体抽空脱气处理，抽出不凝性气体；

(3b)一定时间后关闭V18，打开V17，对加注管路及低压设备抽真空，当抽空压力达到要求时，依次关闭SV21、真空泵21、V17和V16；

(3c)然后打开截止阀V14、V18和V19，加注液体流经V19和过滤器F12，所述加注液体由充气加注口14进入低压设备，通过压力传感器S35显示加注液体压力，当压力满足要求，依次关闭V19、V18，完成液体加注。

本实用新型技术方案的特点包括：

(1)本实用新型集置换、抽空、充气及加注功能于一体，集成在可移动操作平台上，系统操作方便，提高低压设备充气检漏及液体加注的工作效率；

(2)本实用新型可对加注液体进行脱气处理，并且能够实现对充气加注压力的自动精确控制，确保科学实验的安全可靠进行；

(3)本实用新型为保证系统的可靠性，增加手动控制系统，防止因电磁阀失效而造成功能障碍，影响工作周期。

附图说明

图1是本实用新型的一种便携式定压充气加注自动控制装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的便携式定压充气加注自动控制装置，集置换、抽空、充气及加注功能于一体，实现对低压设备的自动或手动精确充气加注。如图1所示，包括充气加注系统、抽空系统和自动压力控制系统。

(一)结构组成

(1)充气加注系统

本实用新型的充气加注系统的对外接口包括抽真空口13、充气加注口14和排气口15。充气加注系统包括气瓶11、管路、9个手动阀、2个过滤器和贮液容器12，各个设备通过管路相互接通。

9个手动阀分别是V11、V12、V13、V14、V15、V16、V17、V18、V19，其中 V11为定压减压阀，V13为手动减压阀，其余均为手动截止阀；2个过滤器为F11、 F12。F11一端连接气瓶11，另一端连接V11；F12一端与充气加注口14相连，另一端通过管路与V17、V19相连；V13一端与V12相连，另一端与V14相连； V16一端与抽真空口13相连，另一端与V14、V15、V17、V18相连；贮液容器 12上端与V18相连，下端与V19相连；排气口15与V15相连。

具体工程时，为了便于对各手动阀门的控制，将其安装在同一面板上，方便操作。

(2)抽空系统

本实用新型的抽空系统用于对管路及低压设备进行抽真空处理。如图1所示，抽真空系统包括电磁压差阀SV21和真空泵21，其中电磁压差阀SV21一端和充气加注系统的抽真空口13连接，另一端与真空泵21连接，可通过PLC控制器控制启闭；真空泵21提供抽真空动力；电磁压差阀SV21用于控制抽真空系统的气道连通状态。

(3)自动压力控制系统

本实用新型的自动压力控制系统用于实现对低压设备的自动定压精确充气加注。如图1所示，自动压力控制系统压力控制器PC31、5个压力传感器、PLC 控制器和8个电磁阀，其中压力控制器PC31一端通过管路与SV31和SV33相连，另一端与SV32和SV34相连；SV35一端与抽真空口13相连，另一端通过管路与SV32、SV33、SV36、SV37相连；贮液容器12上端与SV37相连，下端与SV38相连；排气口15与SV34相连；压力传感器反馈压力信号至PLC控制器进行分析处理，从而控制电磁阀启闭，实现自动吹除、抽空及充气加注功能。

(二)充气加注方法

本实用新型的便携式定压充气加注自动控制装置的自动充气加注工作流程如下：

步骤一：置换抽空

在充气加注系统向低压设备内注入设定压力的惰性气体之前，须使管路及低压设备内的多余物排出，具体实现过程如下：

(1a)所有手动截止阀、电磁阀处于关闭状态，将低压设备与充气加注口 14连接，设定压力控制器PC31的输出压力；

(1b)充气加注系统首先对自身管路充入设定压力的惰性气体，惰性气体由气瓶11提供，自动开启电磁阀SV31、SV34，所述惰性气体首先流经SV31、 SV34所在管路，将所述管路中的多余物经排气口15吹出；设定时间后，关闭 SV34，打开电磁阀SV32、SV36，对低压设备充入设定压力的惰性气体，所述惰性气体流经SV31、SV32、SV36所在管路和低压设备，将所述管路和低压设备中的多余物吹除；

(1c)吹除设定时间后关闭SV31、SV32，开启真空泵21、电磁压差阀SV21 和电磁阀SV35，开始对管路及低压设备抽真空，监测低压设备压力，所述低压设备压力由压力传感器S34反馈至PLC控制器调节阀门启闭，当抽空压力达到要求时，依次关闭SV21、真空泵21和SV35。

步骤二：定压充气

(2a)重新设定压力控制器PC31的输出压力，充气加注系统对低压设备充入设定压力的惰性气体，所述惰性气体由气瓶11提供；

(2b)自动开启电磁阀SV31、SV32，设定压力的惰性气体流经过滤器F11、定压减压阀V11、SV31、压力控制器PC31、SV32、SV36和过滤器F12所在管路，所述惰性气体由充气加注口14充入低压设备；

(2c)监测低压设备压力，所述低压设备压力由压力传感器S34反馈至PLC 控制器调节阀门启闭，当充入压力满足要求，关闭SV36；

(2d)然后，自动打开电磁阀SV33、SV34，对系统泄压，残留气体由排气口15排出，排出设定时间后自动关闭SV31、SV32、SV33、SV34，完成充气功能。

步骤三：定压加注

(3a)重新设定压力控制器PC31的输出压力，对低压设备进行定压加注，开启真空泵21、电磁压差阀SV21和电磁阀SV35、SV37，对加注液体抽空脱气处理，抽出不凝性气体；

(3b)设定时间后关闭SV37，打开SV36，对加注管路及低压设备抽真空，当抽空压力达到要求时，依次关闭SV21、真空泵21、SV35和SV36；

(3c)然后，自动打开电磁阀SV31、SV32、SV37和SV38，加注液体流经 SV38和过滤器F12，所述加注液体由充气加注口14进入低压设备，通过压力传感器S35反馈加注压力至PLC控制器，当压力满足要求，依次关闭SV38、SV37，完成液体加注。

本实用新型的便携式定压充气加注自动控制装置，集置换、抽空、充气及加注功能于一体，集成在可移动操作平台上，实现充气加注压力的自动精确控制，提高实际充气检漏及液体加注的工作效率，确保科学实验安全可靠运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种便携式定压充气加注自动控制装置，用于对低压设备进行自动或手动定压充气加注，所述定压充气加注自动控制装置包括充气加注系统、抽空系统和自动压力控制系统，其特征在于：所述充气加注系统包括气瓶、管路、阀门、过滤器和贮液容器，所述气瓶用于为低压设备提供高压惰性气体，所述管路彼此连接使各接口相互接通，所述过滤器分别设置在进气口之后与充气加注口之前用于过滤气体杂质，所述阀门包括手动截止阀和调压阀，布置在管路中，通过手动或自动启闭控制充气加注状态，所述贮液容器内贮存加注液体，通过气体加压实现液体加注，所述充气加注系统的对外接口包括充气加注口、抽真空口和排气口，其中：充气加注系统的充气加注口与低压设备连接，用于充入定压气体或定压液体；充气加注系统的抽真空口与抽空系统连接；充气加注系统的排气口为对外泄压口。

2.根据权利要求1所述的一种便携式定压充气加注自动控制装置，其特征在于：所述抽空系统包括电磁压差阀和真空泵，所述电磁压差阀一端和充气加注系统的抽真空口连接，另一端与真空泵连接，可通过PLC控制器控制启闭，所述真空泵采用无油干泵，防止油污染低压设备。

3.根据权利要求1所述的一种便携式定压充气加注自动控制装置，其特征在于：所述自动压力控制系统包括压力控制器、压力传感器、PLC控制器和电磁阀，所述压力控制器可设定压力参数，自动调节后端压力实现定压充气加注，所述压力传感器采集系统压力，将压力信号转化为电信号，所述PLC控制器对电信号进行分析处理，进行阀门的开关动作，所述电磁阀的启闭通过PLC控制器调节。