CN215722494U - 一种氦气处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种氦气处理系统，涉及氦气处理的领域，为解决通过人工对氦气进行充装效率比较低以及被充装的氦气纯度不高而发明。所述氦气处理系统，包括第一增压压缩机、缓冲罐和真空泵，第一增压压缩机的进口用于通入氦气，第一增压压缩机的出口分别连通有第一管路和第二管路，第一管路向储气单元输送氦气，第二管路向输气单元输送氦气；缓冲罐的进口通过第三管路与第一增压压缩机的出口连通，缓冲罐的出口通过第四管路与第一增压压缩机的进口连通；真空泵的进口分别通过第五管路与第一管路连通和通过第六管路与第二管路连通。本申请氦气处理系统用于提纯后的氦气进行回收。

Description

一种氦气处理系统

技术领域

本申请涉及氦气处理的领域，尤其涉及一种氦气处理系统。

背景技术

氦气是一种无色、无味、无臭的稀有气体，具有化学性质稳定，沸点极低，扩散性强，溶解度低等特性，由于其特殊的物理化学性质，氦气是一种不可替代的资源。目前，对氦气的充装方式是人工将提纯装置中的氦气充装在储存瓶中。

在实现上述氦气的充装的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：通过人工对氦气进行充装，效率比较低，另外储存瓶中可能会存在其他杂质气体，影响储存在储存瓶中氦气的纯度。

实用新型内容

本申请的实施例提供一种氦气处理系统，主要目的是在实现对氦气进行收集的前提下，以解决现有氦气充装效率低下以及被充装的氦气纯度不高的问题。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

一种氦气处理系统，包括：第一增压压缩机、缓冲罐和真空泵，第一增压压缩机的进口用于通入氦气，第一增压压缩机的出口分别连通有第一管路和第二管路，第一管路用于向储气单元输送氦气，第二管路用于向输气单元输送氦气；缓冲罐的进口通过第三管路与第一增压压缩机的出口连通，缓冲罐的出口通过第四管路与第一增压压缩机的进口连通；真空泵的进口分别通过第五管路与第一管路连通以及通过第六管路与第二管路连通。

本申请实施例提供的一种氦气处理系统，由于设置有第一增压压缩机，氦气从氦气提纯装置排出后通过第一增压压缩机沿着第一管路增压至储气单元中存储，以及通过第一增压压缩机沿着第二管路增压至输气单元中以便氦气运输，提升了氦气的充装效率，同时，设置有缓冲罐，缓冲罐的进口通过第三管路与第一增压压缩机的出口连通，缓冲罐的作用是缓冲压力波动以平稳第一增压压缩机的压力，缓冲罐的出口通过第四管路与第一增压压缩机的进口连通，缓冲罐内收集的氦气可以再次被第一增压压缩机增压；另外，通过设置有真空泵，在氦气向储气单元和输气单元进行充装前，启动真空泵，真空泵对第一管路、第二管路、储气单元以及输气单元进行抽真空，排出第一管路、第二管路、储气单元以及输气单元内的杂质气体，保证了之后充装至储气单元和输气单元内的氦气纯度。

进一步地，为了方便氦气运输，输气单元可以是长管拖车。

在本申请一些可能的实施例中，氦气处理系统还包括回收气囊，回收气囊的进口通过第七管路与真空泵的出口连通，回收气囊的出口用于排出氦气。

通过设置有回收气囊，在开停车以及换长管拖车充装时，开启真空泵，将管路系统中残留不合格的氦气抽入回收气囊中进行储存，回收气囊的出口与氦气提纯装置的进口连通，回收气囊中储存的不合格的氦气可以再进入氦气提纯装置中进行重新提纯。

在本申请一些可能的实施例中，氦气处理系统还包括回收压缩机，回收压缩机的进口通过第八管路与回收气囊的出口连通，回收压缩机的出口用于排出氦气。

通过设置有回收压缩机，回收压缩机的出口与氦气提纯装置的进口连通，回收压缩机将回收气囊收集到的不合格氦气增压至氦气提纯装置中进行重新提纯，使得不合格的氦气顺利进入至氦气提纯装置中，提升了不合格的氦气重新进入氦气提纯装置中的效率。

在本申请一些可能的实施例中，第一管路通过第九管路与第二管路连通，第九管路上设置有第一切断阀，第一管路上在第九管路和第一增压压缩机之间设置有第二切断阀，第二管路上在第九管路和第一增压压缩机之间设置有第三切断阀。

关闭第一切断阀，第一切断阀对第九管路阻断，打开第二切断阀，第一增压压缩机和储气单元连通，打开第三切断阀，第一增压压缩机和长管拖车连通，在第一增压压缩机对氦气增压传输的过程中，不影响氦气分别进入储气单元中和长管拖车中；打开第一切断阀，关闭第二切断阀和第三切断阀，储气单元通过第九管路与长管拖车连通，储气单元中收集的氦气可以输送至长管拖车内。

在本申请一些可能的实施例中，第九管路上设置有第二增压压缩机。

在储气单元向长管拖车输送氦气的过程中，储气单元中的气压和长管拖车中的气压相等或者储气单元中的气压小于长管拖车中的气压时，通过第二增压压缩机增压，可以将储气单元中剩余的氦气抽入至长管拖车中。

在本申请一些可能的实施例中，第一增压压缩机和/或第二增压压缩机包括隔膜式压缩机。

采用隔膜式压缩机，在氦气分别通过第一增压压缩机和第二增压压缩机的过程中，有效防止氦气在增压过程中受到污染，确保氦气的品质。

在本申请一些可能的实施例中，第三管路的进口与第九管路和储气单元之间的第一管路相连通。

通过这样的设置，使得缓冲罐可以缓冲压力波动以平稳第一管路和储气单元的压力。

在本申请一些可能的实施例中，氦气处理系统还包括控制系统，控制系统用于监测储气单元内的气压值，以开启和关闭第一管路的出口，控制储气单元的充气和放气。

通过设置有控制系统，当监测到储气单元内的气压值大于或等于预设气压值时，关闭第一管路的出口，阻断第一增压压缩机和储气单元，使得储气单元向缓冲罐内放气；当监测到储气单元内的气压值小于预设气压值时，开启第一管路的出口，连通第一增压压缩机和储气单元，使得储气单元充气。

在本申请一些可能的实施例中，控制系统包括气压传感器、控制阀和控制器，气压传感器安装于储气单元内，用于监测储气单元内的气压值；控制阀设置在第一管路上的第九管路和第一增压压缩机之间，用于在开启状态下将储气单元和第一管路相连通，在关闭状态下将储气单元和第一管路相阻断；控制器与气压传感器以及控制阀的控制端电连接，控制器用于采集气压传感器获取到的气压值，气压值大于或等于预设气压值，向控制阀的控制端发送第一控制指令，第一控制指令用于指示控制阀关闭；气压值小于预设气压值，向控制阀的控制端发送第二控制指令，第二控制指令用于指示控制阀开启。

当气压传感器监测到的储气单元内的气压值大于或等于预设气压值时，向控制阀的控制端发送第一控制指令，指示控制阀关闭，对第一增压压缩机增压的氦气进行阻断，储气单元内的氦气可以向缓冲罐内放气；当气压传感器监测到的储气单元内的气压值小于预设气压值时，向控制阀的控制端发送第二控制指令，指示控制阀开启，第一增压压缩机增压的氦气可以重新通入储气单元中，使得储气单元充气。

在本申请一些可能的实施例中，储气单元包括储存瓶，储存瓶设置有多个，第一管路通过第十管路与每个储存瓶对应连通，第十管路上设置有旋拧阀。

将储气单元设置为储存瓶便于对氦气进行储存，同时将储存瓶设置有多个，多个储存瓶对氦气进行收集，可以保证氦气提纯装置连续运行；第十管路上设置有旋拧阀，可以单独控制储存瓶的启闭。

附图说明

图1为本申请实施例氦气处理系统的一种结构示意图；

图2为本申请实施例氦气处理系统的另一种结构示意图；

图3为本申请实施例氦气处理系统中的包含回收气囊的结构示意图；

图4为本申请实施例氦气处理系统中的包含回收压缩机的结构示意图；

图5为本申请实施例氦气处理系统中的包含第九管路的结构示意图；

图6为本申请实施例氦气处理系统中的包含第二增压压缩机的结构示意图；

图7为本申请实施例氦气处理系统中的包含控制系统的结构示意图；

图8为本申请实施例提供一种控制系统的结构框图；

图9为本申请实施例提供一种储存瓶自动充放气的控制方法的流程示意图。

附图标记：1、第一增压压缩机；2、氦气提纯装置；201、吸附筒；3、第一管路；301、第一段；302、第二段；4、第二管路；5、储气单元；501、储存瓶；6、输气单元；601、长管拖车；7、缓冲罐；8、第三管路；9、第四管路；10、真空泵；11、第五管路；12、第六管路；13、回收气囊；14、第七管路；15、回收压缩机；16、第八管路；17、第九管路；18、第一切断阀；19、第二切断阀；20、第三切断阀；21、第二增压压缩机；22、第十管路；23、控制系统；2301、气压传感器；2302、控制阀；2303、控制器；24、旋拧阀；25、气动阀。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请实施例提供了一种氦气处理系统，本申请中的氦气处理系统的氦气主要来源于氦气提纯装置2。参照图1，氦气提纯装置2包括吸附筒201，吸附筒201具有进口和出口。吸附筒201内放置有吸附剂，该吸附剂只是除过氦气而吸附其他杂质气体的吸附剂。因此，需要提纯的氦气经过吸附筒201进口进入后，氦气中的杂质气体被吸附剂吸附进行提纯，提纯后的氦气再通过吸附筒201出口排出。

参照图1，示出了氦气处理系统的结构示意图，氦气处理系统包括第一增压压缩机1、缓冲罐7和真空泵10，在对氦气提纯的基础上，实现了对提纯后的氦气分别充装至储气单元5中和输气单元6中，提升了提纯后的氦气分别充装至储气单元5中和输气单元6中的效率，以及保证充装至储气单元5中和输气单元6中的氦气纯度。

参照图1，第一增压压缩机1的进口与吸附筒201的出口连通，第一增压压缩机1的出口分别连通有第一管路3和第二管路4。第一管路3的出口连通有储气单元5，第一管路3用于向储气单元5输送提纯后的氦气，在一些实施方式中，储气单元5可以是储存瓶501或者储气罐等，在本申请中优选储存瓶501，第一管路3的出口与储存瓶501连通；第二管路4的出口连通有输气单元6，第二管路4用于向输气单元6输送提纯后的氦气，在一些实施方式中，输气单元6可以是长管拖车601、牵引车或者列车等，在本申请中优选长管拖车601，第二管路4的出口与长管拖车601连通。

启动第一增压压缩机1，吸附筒201中提纯的氦气通过吸附筒201的出口排出，通过第一增压压缩机1的进口进入第一增压压缩机1，并在第一增压压缩机1的增压作用下，通过第一增压压缩机1出口排出并分别进入第一管路3中和第二管路4中，使得增压后的氦气分别沿着第一管路3进入至储存瓶501中以便储存、沿着第二管路4进入长管拖车601中以便运输。在一些实施方式中，来自吸附筒201的氦气可以在第一增压压缩机1的作用下加压至20Mpa。

另外，继续参照图1，真空泵10的进口分别通过第五管路11与第一管路3连通以及通过第六管路12与第二管路4连通，真空泵10的出口通过管道与氦气提纯装置2的进口连通。在氦气向储存瓶501和长管拖车601进行充装前，启动真空泵10，真空泵10对第一管路3、第二管路4、储存瓶501以及长管拖车601进行抽真空，排出第一管路3、第二管路4、储存瓶501以及长管拖车601内的杂质气体，保证了之后充装至储存瓶501和长管拖车601内的氦气纯度。

在一些实施中，第一管路3包括第一段301和第二段302，第一段301的进口与第一增压压缩机1出口连通，第一段301的出口与第二段302的进口连通，第二段302的出口与储存瓶501连通。

在本申请的一些实施例中，参照图1，氦气处理系统还包括缓冲罐7，缓冲罐7的进口通过第三管路8与第一段301的出口连通，缓冲罐7用于缓冲第一增压压缩机1的压力波动以平稳第一增压压缩机1的压力；缓冲罐7的出口通过管道与第一增压压缩机1的进口连通，缓冲罐7中的氦气在第一增压压缩机1的增压作用下，通过缓冲罐7的出口排出并沿着第四管路9通过第一增压压缩机1的进口进入第一增压压缩机1内，用于将进入至缓冲罐7中氦气重新增压后进行充装。

另外，如图2所示，缓冲罐7的进口可以通过第三管路8与第二段302的出口连通，可以用于缓冲压力波动以平稳第一管路3和储存瓶501的压力。

进一步地，如图1所示，第三管路8上设置有气动阀25，用于阻隔或者导通第三管路8中的流体。

在一些实施例中，如图1所示，储存瓶501设置有多个，具体地，储存瓶501的数量可以是四个。第二段302的出口通过第十管路22与每个储存瓶501对应连通，多个储存瓶501可以提升储存容量，从而保证上游的吸附筒201连续运行，以对氦气持续提纯。在一些实施方式中，第十管路22上设置有旋拧阀24，可以单独控制对应的储存瓶501的启闭。具体地，储存瓶501可以是钢瓶。

在另一些实施例中，为了有效防止氦气在通过第一增压压缩机1的增压过程中受到污染，第一增压压缩机1可以是隔膜式压缩机。

在本申请的一些实施例中，参照图3，氦气处理系统还包括回收气囊13，回收气囊13的进口通过第七管路14与真空泵10的出口连通，回收气囊13的出口通过管道与吸附筒201的进口连通。在开停车以及换长管拖车601充装时，开启真空泵10，分别将第一管路3中和第二管路4中残留的不合格氦气抽入回收气囊13中进行储存。

在一些实施方式中，不合格的氦气可以是第一管路3中和第二管路4中杂质气体过多导致的纯度不高的氦气，回收气囊13中的储存的不合格的氦气还可以通过吸附筒201的进口进入至吸附筒201中进行再次提纯。

在本申请的一些实施例中，参照图4，氦气处理系统还包括回收压缩机15，回收压缩机15的进口通过第八管路16与回收气囊13的出口连通，回收压缩机15的出口通过管道与吸附筒201的进口连通。

继续参照图4，启动回收压缩机15，回收气囊13中的不合格氦气通过回收气囊13的出口排出，通过回收压缩机15的进口进入回收压缩机15中，并在回收压缩机15的增压作用下，通过回收压缩机15的出口排出并通过管道顺利进入至吸附筒201中进行再次提纯，提升了不合格的氦气重新进入氦气提纯装置2中的效率。另外，回收压缩机15也可以尽可能多的将回收气囊13中收集到的不合格氦气增压至吸附筒201中去。

在本申请的一些实施例中，参照图5，为了将储存瓶501中储存的氦气排放至长管拖车601中以便运输，第二段302出口通过第九管路17与第二管路4连通，第九管路17上设置有第一切断阀18，第二段302上在第九管路17和第一增压压缩机1之间设置有第二切断阀19，第二管路4上在第九管路17和第一增压压缩机1之间设置有第三切断阀20。

在储存瓶501向长管拖车601排放氦气的过程中，打开第一切断阀18，使得第九管路17导通；关闭第二切断阀19，阻断了储存瓶501和第一增压压缩机1的连通，储存瓶501与第九管路17连通；关闭第三切断阀20，阻断了长管拖车601与第一增压压缩机1的连通，长管拖车601与第九管路17连通。所以，打开旋拧阀24，储存瓶501中的气压大于长管拖车601时，储存瓶501中储存的氦气可以顺利进入至长管拖车601中以便被运输。

另外，关闭第一切断阀18，第一切断阀18对第九管路17阻断，打开第二切断阀19，第一增压压缩机1和储存瓶501连通，打开第三切断阀20，第一增压压缩机1和长管拖车601，在第一增压压缩机1对氦气增压传输的过程中，不影响氦气分别进入储存瓶501中和长管拖车601中。

参照图6，为了在上述储存瓶501向长管拖车601排放氦气的过程中，储存瓶501中的气压小于或者等于长管拖车601中的气压时，储存瓶501中收集到的氦气还能顺利充放至长管拖车601中，第九管路17上设置有第二增压压缩机21。启动第二增压压缩机21，储存瓶501中的氦气在第二增压压缩机21的增压作用下沿着第九管路17进入至长管拖车601中，可以将储存瓶501中剩余的氦气抽入至长管拖车601中。

在一些实施例中，为了有效防止氦气在通过第二增压压缩机21的增压过程中受到污染，第一增压压缩机1可以是隔膜式压缩机。

参照图7，因为缓冲罐7的进口通过第三管路8与第二段302的出口连通，所以在储存瓶501中充装的过程中，储存瓶501内的气压过大超过储存瓶501所能气压时储存瓶501发生爆裂，还可以向缓冲罐7或者长管拖车601放气。

在本申请的一些实施例中，结合图7和图8，为了实现储存瓶501的自动充放氦气，氦气处理系统还包括控制系统23，控制系统23包括气压传感器2301和控制阀2302和控制器2303。气压传感器2301可以安装于储存瓶501内，也可以与在储存瓶501和旋拧阀24之间的第十管路22连通，具体地，气压传感器2301可以直接螺纹连接在第一管路3上，气压传感器2301用于监测储存瓶501内的气压值。控制阀2302设置在第一管路3上的第九管路17和第一增压压缩机1之间，在一些实施方式中，控制阀2302可以是电磁阀，电磁阀用于在开启状态下将储存瓶501和第一管路3相连通，在关闭状态下将储存瓶501和第一管路3相阻断。

参照图7，控制器2303与气压传感器2301以及控制阀2302的控制端电连接，控制器2303的位置在本申请中不做具体限定。控制器2303用于采集气压传感器2301获取到的气压值，气压值大于或等于预设气压值，向控制阀2302的控制端发送第一控制指令，第一控制指令用于指示控制阀2302关闭，从而阻断第一增压压缩机1和储存瓶501，储存瓶501内的氦气可以向缓冲罐7内放气；气压值小于预设气压值，向控制阀2302的控制端发送第二控制指令，第二控制指令用于指示控制阀2302开启，从而连通第一增压压缩机1和储存瓶501，第一增压压缩机1增压的氦气可以重新通入储存瓶501中，以实现储存瓶501的自动充放气。

基于上述基础，图8为本申请实施例提供的一种控制系统23的流程示意图，参照图9所示的控制方法包括S1至S4。

S1：气压传感器2301采集储存瓶501内的气压；

S2：控制器2303获知气压传感器2301采集的气压，控制器2303预设有储存瓶501内预设的气压，控制器2303将预设气压与获知气压传感器2301采集的气压进行对比分析；

S3：当控制器2303获知的气压传感器2301采集的气压大于或等于储存瓶501内预设气压时，控制器2303发出第一控制指令指示控制阀2302关闭，使得储存瓶501放气；

S4：当控制器2303获知的气压传感器2301采集的气压小于储存瓶501内预设气压时，控制器2303发出第二控制指令指示控制阀2302开启，使得储存瓶501充气。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种氦气处理系统，其特征在于，包括：

第一增压压缩机，所述第一增压压缩机的进口用于通入氦气，所述第一增压压缩机的出口分别连通有第一管路和第二管路，所述第一管路用于向储气单元输送氦气，所述第二管路用于向输气单元输送氦气；

缓冲罐，所述缓冲罐的进口通过第三管路与所述第一增压压缩机的出口连通，所述缓冲罐的出口通过第四管路与所述第一增压压缩机的进口连通；以及

真空泵，所述真空泵的进口分别通过第五管路与所述第一管路连通以及通过第六管路与所述第二管路连通。

2.根据权利要求1所述的一种氦气处理系统，其特征在于，所述氦气处理系统还包括：

回收气囊，所述回收气囊的进口通过第七管路与所述真空泵的出口连通，所述回收气囊的出口用于排出氦气。

3.根据权利要求2所述的一种氦气处理系统，其特征在于，所述氦气处理系统还包括：

回收压缩机，所述回收压缩机的进口通过第八管路与所述回收气囊的出口连通，所述回收压缩机的出口用于排出氦气。

4.根据权利要求1所述的一种氦气处理系统，其特征在于，所述第一管路通过第九管路与所述第二管路连通，所述第九管路上设置有第一切断阀，所述第一管路上在所述第九管路和所述第一增压压缩机之间设置有第二切断阀，所述第二管路上在所述第九管路和所述第一增压压缩机之间设置有第三切断阀。

5.根据权利要求4所述的一种氦气处理系统，其特征在于，所述第九管路上设置有第二增压压缩机。

6.根据权利要求5所述的一种氦气处理系统，其特征在于，所述第一增压压缩机和/或所述第二增压压缩机包括隔膜式压缩机。

7.根据权利要求4所述的一种氦气处理系统，其特征在于，所述第三管路的进口与所述第九管路和所述储气单元之间的所述第一管路相连通。

8.根据权利要求7所述的一种氦气处理系统，其特征在于，所述氦气处理系统还包括：

控制系统，所述控制系统用于监测所述储气单元内的气压值，以开启和关闭所述第一管路的出口，控制所述储气单元的充气和放气。

9.根据权利要求8所述的一种氦气处理系统，其特征在于，所述控制系统包括：

气压传感器，安装于所述储气单元内，用于监测所述储气单元内的气压值；

控制阀，设置在所述第一管路上的所述第九管路和所述第一增压压缩机之间，用于在开启状态下将所述储气单元和所述第一管路相连通，在关闭状态下将所述储气单元和所述第一管路相阻断；以及

控制器，与所述气压传感器以及所述控制阀的控制端电连接，所述控制器用于采集所述气压传感器获取到的气压值，所述气压值大于或等于预设气压值，向所述控制阀的控制端发送第一控制指令，所述第一控制指令用于指示所述控制阀关闭；所述气压值小于预设气压值，向所述控制阀的控制端发送第二控制指令，所述第二控制指令用于指示所述控制阀开启。

10.根据权利要求1所述的一种氦气处理系统，其特征在于，所述储气单元包括储存瓶，所述储存瓶设置有多个，所述第一管路通过第十管路与每个所述储存瓶对应连通，所述第十管路上设置有旋拧阀。

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