CN210994089U - C4f7n/co2/o2三元混合气体分压配气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构用以对输入其中的C₄F₇N、CO₂、O₂进行混合，C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构用以输出混合后的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体；多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构呈并联设置。本实用新型可准确配制不同比例、不同压力的气体，可实现多元混合气体的配制，配气速度快，误差小。

Description

C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置

技术领域

本实用新型涉及电气技术领域，尤其涉及混合绝缘介质配制技术领域。

背景技术

气体绝缘设备是现代电网不可替代的关键输变电设备之一，具有结构紧凑、受环境因素影响小、运行安全可靠性高等优点。SF₆气体因其优良的绝缘灭弧性能，是目前电力行业应用最为广泛的绝缘介质。但由于SF₆气体极强的温室效应，在1997年《京都议定书》中已被列入受限制的六种温室气体之一。此外，2016年《巴黎协定》也明确要求在本世纪下半叶实现温室气体净零排放。因此，开发替代SF₆的环保气体及研制环保气体设备迫在眉睫。

目前，国外已开发出不含SF₆的C₄F₇N(以下简称C4)环保绝缘介质，被认为是目前代替SF₆气体应用于电力设备潜在的热点介质，我国业已开展新型环保型输电管路的研制工作。C4的绝缘性能是SF₆气体的 2.2倍以上，温室效应系数只有SF₆气体的十分之一，但其液化温度较高 (一个大气压下约为–4.7℃)，使用时需将其与一定比例的缓冲气体(如 CO₂)混合使用。C₄F₇N/CO₂混合气体在电气设备中应用时，CO₂易分解为CO，给设备带来较大的绝缘风险。C₄F₇N/CO₂混合气体中加入O₂可很好地抑制CO₂的分解，极大地提高了该种绝缘介质应用的可行性。

如专利申请201910252824.0公开的一种环保型气体绝缘介质的改性配方，提出了一种C₄F₇N、CO₂和氧气混合的绝缘介质。将C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体应用于电气设备时，不同的工程应用场景中，需要配制不同比例、不同工作压力的混合气体。

目前，混合气体配气装置多采用质量流量控制器对气体比例进行控制，如专利申请2017109526872公开的一种八通道六氟化硫动态配气方法及系统，配气速度和精度受限于质量流量计的量程和精度。该方法是利用质量流量计控制两种气体的流量，配制精度高，操作简单。然而该方法无法快速配制大量混合气体，尤其对于GIL这种大气室设备，需要较长的配气时间，严重影响现场工期。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术在配制三元及以上混合气体时存在配气速率慢以及配气精度低的技术问题。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种 C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，包括C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构、C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构、C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构；

所述C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构用以将C₄F₇N、CO₂、O₂依次输送至所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中；所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构用以对输入其中的C₄F₇N、CO₂、O₂进行定压并将定压后的C₄F₇N、CO₂、O₂进行混合，所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构用以输出定压混合后的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体；

多个所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构呈并联设置。

本实用新型首先通过开启C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置中的各个阀门，通过真空泵对该装置进行抽真空处理。然后将C₄F₇N、CO₂、 O₂分别通过C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构输入至C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中，并在 C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中进行定压混合，并保证多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构交替进行定压混合(配气)、输气，而定压混合后的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体通过C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构输出。

本实用新型采用分压配气来代替现有技术的动态定量配气，将分压配气应用在三元混合气体的配制领域中，不仅配制精度高，而且能极大地提高配气速度，从而满足GIL这种大气室设备的需要。

由于本实用新型包括多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构且呈并联设置，实际工作时候，通过将多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构分为两组，使得其中一组在处于配气的时候，另一组处于输出混合气体的状态，从而使得系统始终处于配气、输气同步进行，节省了配气时间，进一步提高配气效率。

优选地，本实用新型具有可以通过在分压混合罐的底部设置重量传感器来对分压混合罐中的气体质量进行在线监控，并配合差压传感器的在线监控，实现重量值、压力值互为反馈，可以更加精准地监控三元气体混合的精准度。另外，本实用新型可以在各个管道设置相应的压力表、流量表，进一步地实现配气数值的在线精准控制。进一步，通过本实用新型的电气比例阀能精准控制三路气体进入混气管路的分压。进而解决现有技术配气系统内无实时监测、自动化程度差的技术问题。

优选地，所述C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构相同且呈并联设置，均包括减压阀、电磁阀、进气管道；

所述进气管道的进气口与输入的气源的钢瓶连通，所述进气管道的出气口与所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构的进气端连通；所述减压阀、电磁阀均设置在所述进气管道中。

当需要输入某一气体(C₄F₇N或CO₂或O₂)时，本实用新型通过开启对应的减压阀、电磁阀，通过控制减压阀的开度，对该气体进行减压稳压，稳压后的气体通过进气管道输入至C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中。

优选地，所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构包括气体压力调节管路结构、气体混合管路结构；所述气体压力调节管路结构的进气端与所述C₄F₇N进气管路结构的出气端、CO₂进气管路结构的出气端、 O₂进气管路结构的出气端连通，用以对输入其中的气体其压力进行调控；所述气体压力调节管路结构的出气端与所述气体混合管路结构的进气端连通，用以将定压后的气体进行混合。

优选地，所述气体压力调节管路结构包括压力调节管道、比例阀、第一电磁阀；所述压力调节管道的进气口与各个进气管路结构的出气端连通，所述压力调节管道的出气口与所述气体混合管路结构的进气端连通；所述比例阀、第一电磁阀均设置在所述压力调节管道中。

当某一气体(C₄F₇N或CO₂或O₂)输入至压力调节管道后，通过调节比例阀的开度，来实现对输送至气体混合管路结构的该气体其压力进行调整(定压)，当该气体输送完毕后，关闭该气体进气管路结构中的减压阀、电磁阀。

优选地，所述气体混合管路结构包括混合前进气管道、混合后出气管道、第二电磁阀、第三电磁阀、分压混合罐；

所述混合前进气管道的进气口与各个进气管路结构的出气端均连通，所述混合前进气管道的出气口与所述分压混合罐的进气口连通；所述分压混合罐的出气口与所述混合后出气管道的进气口连通，所述混合后出气管道的出气口与所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构的进气端连通；

所述第二电磁阀设置在所述混合前进气管道上，所述第三电磁阀设置在所述混合后出气管道上。

本实用新型通过开启第二电磁阀，经定压后的C₄F₇N、CO₂、O₂依次分别通过C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构输入至混合前进气管道中，并在分压混合罐中进行混合，混合完毕后，关闭第二电磁阀并开启第三电磁阀，混合后的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体从混合后出气管道输出。

优选地，所述气体混合管路结构还包括循环混合管路结构；所述循环混合管路结构包括循环管道、第四电磁阀、循环减压阀、循环泵、第五电磁阀；

所述循环管道的进气口与所述分压混合罐的出气口连通，所述循环管道的出气口与所述分压混合罐的进气口连通；所述第四电磁阀、循环减压阀、循环泵、第五电磁阀均设置在所述循环管道上；其中，第四电磁阀、第五电磁阀分别靠近所述分压混合罐的出气口、所述分压混合罐的进气口。

本实用新型通过关闭第二电磁阀、第三电磁阀，开启第四电磁阀、循环减压阀、循环泵、第五电磁阀，分压混合罐中的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体从分压混合罐的出气口输出至循环管道中，在从循环管道输出至分压混合罐的进气口，如此，进行循环混合。

优选地，所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构为两个；所述循环管道包括收尾依次连通的循环进气段、循环段、循环出气段；所述循环进气段的进气口与对应的分压混合罐的出气口连通，两个所述第四电磁阀设置在对应的循环进气段上，两条所述循环进气段的出气口均与一条所述循环段的进气口连通；所述循环减压阀、循环泵均设置在所述循环段上，所述循环段的出气口均与两条所述循环出气段的进气口连通，两个所述第五电磁阀设置在对应的循环出气段上，所述循环出气段的出气口与对应的分压混合罐的进气口连通。优选地，在循环段上还设置有单向阀。

优选地，所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构包括混合后气体输出主管道、混合后气体输出分支管道、第六电磁阀、第七电磁阀、负压泵/真空泵、单向阀；

所述混合后气体输出主管道的进气口与所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构的出气端连通，所述混合后气体输出分支管道并联在所述混合后气体输出主管道上；所述第六电磁阀、负压泵/真空泵、单向阀均设置在所述混合后气体输出分支管道上，所述第七电磁阀设置在所述混合后气体输出主管道上。

该C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构通过以下步骤实现C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体的输出；经分压混合罐配气完成的 C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体，在刚开始输出时候，由于其压力较大，此时，通过关闭第六电磁阀，开启第七电磁阀，C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体通过混合后气体输出主管道输出。当分压混合罐中的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体的压力低于设定值(100kPa)，此时，仅通过混合后气体输出主管道很难将分压混合罐中的剩余C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出；此时，通过关闭第七电磁阀，开启第六电磁阀、真空泵或者负压泵、单向阀，C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体通过真空泵或者负压泵的抽气作用，从混合后气体输出分支管道输出，直至当分压混合罐中的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体的压力降低至5kPa为止。

优选地，所述C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构的数量均至少是一个，且所有进气管路结构均相互并联设置。

本实用新型还公开一种采用上述的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置进行C₄F₇N/CO₂/O₂分压配气的方法，包括以下步骤：

S1、对所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置进行抽真空处理；

S2、C₄F₇N、CO₂、O₂分别通过C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构输入至所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中；

S3、C₄F₇N、CO₂、O₂在C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中进行定压混合；多个所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构交替进行配气、输气；

S4、定压混合后的C₄F₇N/CO₂/O₂通过C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构输出。

本实用新型的优点在于：

其一，本实用新型采用分压配气来代替现有技术的动态定量配气，将分压配气应用在三元混合气体的配制领域中，能极大地提高配气速度，从而满足GIL这种大气室设备的需要。

其二，由于本实用新型包括多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构且呈并联设置，实际工作时候，通过将多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构分为两组，使得其中一组在处于配气的时候，另一组处于输出混合气体的状态，从而使得系统始终处于配气、输气的同步进行，节省了配气时间，进一步提高配气效率。

其三，本实用新型公开了一种C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，实现了三种气体的配制，为三元以及以上气体的配制提供了具体的配制方案以及可行性装置。配制三元以上混合气体时，只需要在进气管路部分增加进气气路，其他没有变化。

进一步，相比现有技术仅仅依靠气体分子间的自由运动来实现气体混合的方式，本实用新型通过设置循环混合管路结构，使得C₄F₇N、CO₂、 O₂在流动状态下的进行混合，能更进一步提高C₄F₇N、CO₂、O₂的混合效率，最终提高配气效率。

进一步，本实用新型能通过循环减压阀的设置，能实现对输入至循环管道的C₄F₇N、CO₂、O₂流量的调节，进而实现根据具体的配气要求、配气环境来控制单位时间的C₄F₇N、CO₂、O₂的混合量，提高混合的灵活性。

进一步，由于本实用新型仅采用一条循环段，即能实现上述两个分压混合罐的中气体的混合，从而简化了管路设计的复杂程度、提高了管路的集成效果。

进一步，本实用新型的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构提供了两套输气管路，当混合气体压力较大的时候，利用混合后气体输出主管道的开通，即可完成C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体的输出，当混合气体压力小于100kPa时，通过开通混合后气体输出分支管道，利用真空泵或者负压泵抽气作用，保证分压混合罐中的混合气体尽可能地被输出，且能防止下次配制不同比例不同压力的混合气体，发生交叉污染。

附图说明

图1为本实用新型实施例中C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中进气管路结构的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构的结构示意图。

图4为本实用新型实施例中循环混合管路结构的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

实施例1

如图1所示，本实施例公开一种C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，包括C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3、C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构4、C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构5。

C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3用以分别将C₄F₇N、CO₂、O₂依次输送至C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中。C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构用以对输入其中的C₄F₇N、CO₂、O₂进行定压并将定压后的C₄F₇N、CO₂、O₂进行混合，C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构5用以输出定压混合后的 C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体。

多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构呈并联设置。

本实用新型首先对C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置进行抽真空处理，然后将C₄F₇N、CO₂、O₂分别通过C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3输入至C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中，并在C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中进行定压混合，并保证多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构交替进行定压混合(配气)、输气。定压混合后的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体通过C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构5输出。

相比现有技术，本实用新型存在以下优点：其一，本实用新型公开了一种C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，实现了三种气体的配制，为三元以上气体的配制提供了具体的配制方案以及可行性装置。其二，本实用新型采用分压配气来代替现有技术的动态定量配气，将分压配气应用在三元混合气体的配制领域中，能极大地提高配气速度，从而满足GIL这种大气室设备的需要。其三，由于本实用新型包括多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构且呈并联设置，实际工作时候，通过将多个 C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构分为两组，使得其中一组在处于配气的时候，另一组处于输出混合气体的状态，从而使得系统始终处于配气、输气的同步进行，节省了配气时间，进一步提高配气效率。

实施例2

如图2所示，由于本实用新型的C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3均相同，本实施例以C₄F₇N进气管路结构1 为对象，进行其结构、工作原理公开，CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3其结构、工作原理参照本实施例。

C₄F₇N进气管路结构1包括减压阀11、电磁阀12、进气管道13。

进气管道13的进气口与C₄F₇N钢瓶连通，C₄F₇N从C₄F₇N钢瓶输入至进气管道13中，进气管道13的出气口与C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构的进气端连通。减压阀11、电磁阀12按照气体输送的前后顺序由前至后依次设置在进气管道13中。

具体地，当需要输入C₄F₇N时，本实用新型通过开启减压阀11、电磁阀12，通过控制减压阀11的开度，对C₄F₇N进行减压稳压，优选地，压力稳定在0.9MPa以内，CO₂、O₂压力稳定在也是在这个数据范围内。稳压后的C₄F₇N通过进气管道13输入至C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中。

当需要输入CO₂、O₂时，原理同上。需要注意的是，优选地，本实用新型C₄F₇N、CO₂、O₂按照前后的顺序依次输送至三元混合气体分压混合管路结构而非多种不同气体同时输送，正如本实用新型实施例1所述，将 C₄F₇N、CO₂、O₂依次通过C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、 O₂进气管路结构3输入至C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中。

当然，本实用新型的比例阀412在每个进气管路设置一个，也就是说每一个进气管路结构各设置一个比例阀412，这样几个进气管路可以同时进气，可以大大提高配气速率。

实施例3

如图1、3所示，本实施例的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构包括气体压力调节管路结构41、气体混合管路结构42。气体压力调节管路结构41的进气端与C₄F₇N进气管路结构1的出气端、CO₂进气管路结构2的出气端、O₂进气管路结构3的出气端连通，用以对输入其中的气体其压力进行调控。气体压力调节管路结构41的出气端与气体混合管路结构42的进气端连通，用以将定压后的气体进行混合。

实施例4

如图3所示，本实施例公开一种具体的气体压力调节管路结构41，包括压力调节管道411、比例阀412、第一电磁阀413。压力调节管道411的进气口与各个进气管路结构的出气端连通，压力调节管道411的出气口与气体混合管路结构42的进气端连通。比例阀412、第一电磁阀413按照气体输送的前后顺序由前至后依次设置在压力调节管道411上。

本实施例以C₄F₇N其压力调节方式进行公开，CO₂、O₂其压力调节的方式参照本实施例。

当C₄F₇N输入至压力调节管道411后，通过调节比例阀412的开度，来实现对输送至气体混合管路结构42的C₄F₇N其压力进行调整，当C₄F₇N 输送完毕后，关闭C₄F₇N进气管路结构1中的减压阀11、电磁阀12。

然后依次按照上述方式对输送至气体混合管路结构42的CO₂、O₂其压力进行调整。

实施例5

如图3所示，本实施例公开一种具体的气体混合管路结构42，包括混合前进气管道421、混合后出气管道422、第二电磁阀423、第三电磁阀424、分压混合罐425。

混合前进气管道421的进气口与压力调节管路结构41的出气端连通 (即与图3中的压力调节管道411的出气口连通)，混合前进气管道421的出气口与分压混合罐425的进气口连通。分压混合罐425的出气口与混合后出气管道422的进气口连通，混合后出气管道422的出气口与 C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构5的进气端连通。

第二电磁阀423设置在混合前进气管道421上，第三电磁阀424设置在混合后出气管道422上。

本实用新型通过开启第二电磁阀423，经定压后的C₄F₇N、CO₂、O₂依次分别通过各自的压力调节管道411输入至混合前进气管道421中，并在分压混合罐425中进行混合，混合完毕后，开启第三电磁阀424，混合后的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体从混合后出气管道422输出。

优选地，当混合气体的浓度值与设定的浓度值偏差小于0.5％以内，表明罐体内的气体已经混合均匀。

实施例6

如图4所示，本实用新型的气体混合管路结构42还包括循环混合管路结构426。循环混合管路结构426包括循环管道、第四电磁阀4262、循环减压阀4263、循环泵4264、第五电磁阀4265。

循环管道的进气口与分压混合罐425的出气口连通，循环管道的出气口与分压混合罐425的进气口连通。第四电磁阀4262、循环减压阀4263、循环泵4264、第五电磁阀4265均设置在循环管道上。其中，第四电磁阀 4262、第五电磁阀4265分别靠近分压混合罐425的出气口、分压混合罐425 的进气口。

本实用新型通过关闭第二电磁阀423、第三电磁阀424，开启第四电磁阀4262、循环减压阀4263、循环泵4264、第五电磁阀4265，分压混合罐 425中的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体从分压混合罐425的出气口输出至循环管道中，在从循环管道输出至分压混合罐425的进气口，如此，进行循环混合。

相比现有技术仅仅依靠气体分子间的自由运动来实现气体混合的方式，本实用新型通过设置循环混合管路结构426，使得C₄F₇N、CO₂、O₂在流动状态下的进行混合，能更进一步提高C₄F₇N、CO₂、O₂的混合效率，最终提高配气效率。

本实用新型能通过循环减压阀4263的设置，实现对输入至循环管道的 C₄F₇N、CO₂、O₂的流量的调节，进而实现根据具体的配气要求、配气环境控制单位时间的C₄F₇N、CO₂、O₂混合量，提高混合的灵活性。

实施例7

如图4所示，本实施例的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构的数量为两个，其中，一个分压混合管路结构中的分压混合罐425为第一分压混合罐(图中未标出)，另一个分压混合管路结构中的分压混合罐425 为第二分压混合罐(图中未标出)。

循环管道包括收尾依次连通的循环进气段42611、循环段42612、循环出气段42613。循环进气段42611的进气口与对应的分压混合罐425的出气口连通，两个第四电磁阀4262设置在对应的循环进气段42611上，两条循环进气段42611的出气口均与一条循环段42612的进气口连通。循环减压阀4263、循环泵4264均设置在循环段42612上，循环段42612的出气口均与两条循环出气段42613的进气口连通，两个第五电磁阀4265设置在对应的循环出气段42613上，循环出气段42613的出气口与对应的分压混合罐 425的进气口连通。

当第一分压混合罐进行配气的时候，第二分压混合罐进行输气。即，与第一分压混合罐配合的第四电磁阀4262、第五电磁阀4265处于开启状态且第一分压混合罐配合的第二电磁阀423、第三电磁阀424处于关闭状态时候，与第二分压混合罐配合的第四电磁阀4262、第五电磁阀4265处于关闭状态且第一分压混合罐配合的第二电磁阀423、第三电磁阀424处于开启状态。

由于本实用新型仅采用一条循环段42612，即能实现上述两个分压混合罐425的中气体的循环混合，从而简化了管路设计的复杂程度、提高了管路的集成效果。

实施例8

如图5所示，本实施公开一种具体的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构，包括混合后气体输出主管道51、混合后气体输出分支管道52、第六电磁阀53、第七电磁阀54、负压泵或者真空泵55、单向阀56。

混合后气体输出主管道51的进气口与C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构的出气端连通，混合后气体输出分支管道52并联在混合后气体输出主管道51上。第六电磁阀53、真空泵55或者负压泵、单向阀56 均设置在混合后气体输出分支管道52上，第七电磁阀54设置在混合后气体输出主管道51上。

该C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构5通过以下步骤实现 C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体的输出；经分压混合罐425配气完成的 C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体，在刚开始输出时候，由于其压力较大，此时，通过关闭第六电磁阀53，开启第七电磁阀54，C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体通过混合后气体输出主管道51输出。当分压混合罐425中的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体的压力低于设定值(100kPa)，此时，仅通过混合后气体输出主管道51很难将分压混合罐425中的剩余C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出；此时，通过关闭第七电磁阀54，开启第六电磁阀53、真空泵55或者负压泵、单向阀56，C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体通过真空泵55或者负压泵的抽气作用，从混合后气体输出分支管道52输出，直至分压混合罐425 中的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体的压力降低至5kPa为止。

本实用新型的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构5提供了两套输气管路，当混合气体压力较大的时候，利用混合后气体输出主管道51的开通，即可完成C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体的输出，当混合气体压力小于 100kPa时，通过开通混合后气体输出分支管道52，利用真空泵55或者负压泵抽气作用，保证分压混合罐425中的混合气体尽可能地被输出，且能防止下次配制不同比例不同压力的混合气体，发生交叉污染。

优选地，本实用新型的真空泵55优选采用藤原无油真空泵，其和普通管路抽真空的区别在于，普通真空泵是有润滑油的，混合气体配制过程中，如果采用普通真空泵55，可能会污染气体。

实施例9

如图1所示，本实施例与上述实施例的区别在于，C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3的数量均至少是一个，且所有进气管路结构均相互并联设置。

由于本实用新型的C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3的数量至少是一个，即C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3的数量可以是多个，如此，可以满足超过三元的气体的配制，如四元气体、五元气体等配制，能进一步拓展本实用新型的装置、方法在配气方面的应用领域。

需要说明的是，本实用新型中C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3是为了方便本实用新型实施例C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体其配制工作原理的表述所采用的一种命名方式。显然，C₄F₇N 进气管路结构1不仅仅只能输入C₄F₇N；CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3同理。

实施例10

如图1所示，本实用新型公开一种C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，包括C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3、C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构4、C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构5。

C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3用以将各自的气体(C₄F₇N、CO₂、O₂)依次输送至C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中。C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构用以对输入其中的C₄F₇N、CO₂、O₂进行定压混合，C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构5用以输出定压混合后的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体。

多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构呈并联设置。

由于本实用新型的C₄F₇N进气管路结构1、CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3均相同，本实施例以C₄F₇N进气管路结构1为对象，进行其结构、工作原理的公开，CO₂进气管路结构2、O₂进气管路结构3其结构、工作原理参照本实施例。

C₄F₇N进气管路结构1包括减压阀11、电磁阀12、进气管道13。

进气管道13的进气口与C₄F₇N钢瓶连通，C₄F₇N从C₄F₇N钢瓶输入至进气管道13中，进气管道13的出气口与C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构的进气端连通。减压阀11、电磁阀12按照气体的输送的前后顺序由前至后依次设置在进气管道13中。

C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构包括气体压力调节管路结构41、气体混合管路结构42。气体压力调节管路结构41的进气端与C₄F₇N 进气管路结构1的出气端、CO₂进气管路结构2的出气端、O₂进气管路结构3的出气端连通，用以对输入其中的气体其压力进行调控。气体压力调节管路结构41的出气端与气体混合管路结构42的进气端连通，用以将压力调控后的气体(定压后的气体)进行混合。

气体压力调节管路结构41，包括压力调节管道411、比例阀412、第一电磁阀413。压力调节管道411的进气口与各个进气管路结构的出气端连通，压力调节管道411的出气口与气体混合管路结构42的进气端连通。比例阀 412、第一电磁阀413按照气体的输送的前后顺序由前至后依次设置在压力调节管道411中。

气体混合管路结构42，包括混合前进气管道421、混合后出气管道422、第二电磁阀423、第三电磁阀424、分压混合罐425。

混合前进气管道421的进气口与各个进气管路结构的出气端均连通(即与压力调节管道411连通)，混合前进气管道421的出气口与分压混合罐425 的进气口连通。分压混合罐425的出气口与混合后出气管道422的进气口连通，混合后出气管道422的出气口与C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构5的进气端连通。

第二电磁阀423设置在混合前进气管道421上，第三电磁阀424设置在混合后出气管道422上。

本实用新型的气体混合管路结构42还包括循环混合管路结构426。循环混合管路结构426包括循环管道4261、第四电磁阀4262、循环减压阀 4263、循环泵4264、第五电磁阀4265。

循环管道4261的进气口与分压混合罐425的出气口连通，循环管道 4261的出气口与分压混合罐425的进气口连通。第四电磁阀4262、循环减压阀4263、循环泵4264、第五电磁阀4265均设置在循环管道上。其中，第四电磁阀4262、第五电磁阀4265分别靠近分压混合罐425的出气口、分压混合罐425的进气口。

优选地，本实施例的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构为两个，其中，一个分压混合管路结构中的分压混合罐425为第一分压混合罐，另一个分压混合管路结构中的分压混合罐425为第二分压混合罐。

循环管道包括收尾依次连通的循环进气段42611、循环段42612、循环出气段42613。循环进气段42611的进气口与对应的分压混合罐425的出气口连通，两个第四电磁阀4262设置在对应的循环进气段42611上，两条循环进气段42611的出气口均与一条循环段42612的进气口连通。循环减压阀4263、循环泵4264均设置在循环段42612上，循环段42612的出气口均与两条循环出气段42613的进气口连通，两个第五电磁阀4265设置在对应的循环出气段42613上，循环出气段42613的出气口与对应的分压混合罐 425的进气口连通。

C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构5，包括混合后气体输出主管道51、混合后气体输出分支管道52、第六电磁阀53、第七电磁阀54、负压泵、单向阀56。

混合后气体输出主管道51的进气口与C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构的出气端连通(即与混合后出气管道422连通)，混合后气体输出分支管道52并联在混合后气体输出主管道51上。第六电磁阀53、真空泵55或者负压泵、单向阀56均设置在混合后气体输出分支管道52上，第七电磁阀54设置在混合后气体输出主管道51上。

实施例11

由于C₄F₇N具有独特的理化特性，本实用新型配气装置中各个管路均采用聚四氟乙烯管，以避免管路材质对C₄F₇N造成影响。

综上所述，本实用新型实现了三种气体的配制，并为二元以上气体的配制提供了具体的配制方案以及可行性装置。本实用新型采用分压配气来代替现有技术的动态定量配气，将分压配气应用在三元混合气体的配制领域中，能极大地提高配气速度，从而满足GIL这种大气室设备的需要。由于本实用新型包括多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构且呈并联设置，实际工作时候，通过将多个C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构分为两组，使得其中一组在处于配气的时候，另一组处于输气的状态，从而使得系统始终处于配气、输气的同步进行，节省了配气时间，进一步提高配气效率。

本实用新型具有不仅可准确配制不同比例、不同压力的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体，而且可实现多元混合气体的配制，配气速度快，误差小的技术效果。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，其特征在于，包括C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构、C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构、C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构；

所述C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构用以将C₄F₇N、CO₂、O₂依次输送至所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构中；所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构用以对输入其中的C₄F₇N、CO₂、O₂进行定压并将定压后的C₄F₇N、CO₂、O₂进行混合，所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构用以输出定压混合后的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体；

多个所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构呈并联设置。

2.根据权利要求1所述的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构相同且呈并联设置，均包括减压阀、电磁阀、进气管道；

所述进气管道的出气口与所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构的进气端连通；所述减压阀、电磁阀均设置在所述进气管道中。

3.根据权利要求1所述的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构包括气体压力调节管路结构、气体混合管路结构；所述气体压力调节管路结构的进气端与所述C₄F₇N进气管路结构的出气端、CO₂进气管路结构的出气端、O₂进气管路结构的出气端连通，用以对输入其中的气体其压力进行调控；所述气体压力调节管路结构的出气端与所述气体混合管路结构的进气端连通，用以将定压后的气体进行混合。

4.根据权利要求3所述的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述气体压力调节管路结构包括压力调节管道、比例阀、第一电磁阀；所述压力调节管道的进气口与各个进气管路结构的出气端连通，所述压力调节管道的出气口与所述气体混合管路结构的进气端连通；所述比例阀、第一电磁阀均设置在所述压力调节管道中。

5.根据权利要求3所述的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述气体混合管路结构包括混合前进气管道、混合后出气管道、第二电磁阀、第三电磁阀、分压混合罐；

所述混合前进气管道的进气口与各个进气管路结构的出气端均连通，所述混合前进气管道的出气口与所述分压混合罐的进气口连通；所述分压混合罐的出气口与所述混合后出气管道的进气口连通，所述混合后出气管道的出气口与所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构的进气端连通；

所述第二电磁阀设置在所述混合前进气管道上，所述第三电磁阀设置在所述混合后出气管道上。

6.根据权利要求5所述的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述气体混合管路结构还包括循环混合管路结构；所述循环混合管路结构包括循环管道、第四电磁阀、循环减压阀、循环泵、第五电磁阀；

所述循环管道的进气口与所述分压混合罐的出气口连通，所述循环管道的出气口与所述分压混合罐的进气口连通；所述第四电磁阀、循环减压阀、循环泵、第五电磁阀均设置在所述循环管道上；其中，第四电磁阀、第五电磁阀分别靠近所述分压混合罐的出气口、所述分压混合罐的进气口。

7.根据权利要求6所述的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构为两个；所述循环管道包括收尾依次连通的循环进气段、循环段、循环出气段；

所述循环进气段的进气口与对应的分压混合罐的出气口连通，两个所述第四电磁阀设置在对应的循环进气段上，两条所述循环进气段的出气口均与一条所述循环段的进气口连通；所述循环减压阀、循环泵均设置在所述循环段上，所述循环段的出气口均与两条所述循环出气段的进气口连通，两个所述第五电磁阀设置在对应的循环出气段上，所述循环出气段的出气口与对应的分压混合罐的进气口连通。

8.根据权利要求1所述的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体输出管路结构包括混合后气体输出主管道、混合后气体输出分支管道、第六电磁阀、第七电磁阀、负压泵/真空泵、单向阀；

所述混合后气体输出主管道的进气口与所述C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压混合管路结构的出气端连通，所述混合后气体输出分支管道并联在所述混合后气体输出主管道上；所述第六电磁阀、负压泵/真空泵、单向阀均设置在所述混合后气体输出分支管道上，所述第七电磁阀设置在所述混合后气体输出主管道上。

9.根据权利要求1所述的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述C₄F₇N进气管路结构、CO₂进气管路结构、O₂进气管路结构的数量均至少是一个，且所有进气管路结构均相互并联设置。

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