CN215908859U - 一种气体收集暂存系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体收集暂存系统，属于气体收集技术领域,针对现有技术中存在的直接丢弃气瓶会造成资源的大量浪费和具有污染环境的严重隐患，以及使用气体增压机收集气瓶中剩余气体时，可能会出现气体泄露、过压爆炸或者辐射伤害等问题,本实用新型提出了一种气体收集暂存系统，包括进气压力监测模块、防爆真空压缩模块、气体存储模块和取样模块，所述进气压力监测模块通过气瓶接口与低压的气瓶连接，所述防爆真空压缩模块通过管路与进气压力监测模块密封连接，所述气体存储模块通过管路与防爆真空压缩模块密封连接，所述取样模块通过管路与气体存储模块密封连接，其目的为：通过安全、高效和稳定的方式收集气瓶中的气体。

Description

一种气体收集暂存系统

技术领域

本实用新型属于气体收集技术领域，具体涉及一种气体收集暂存系统。

背景技术

随着社会发展与国家政策的倾向，新能源、材料、微电子、光伏、生物医疗等相关行业飞速发展，各类科研院所及大学实验室均不同程度的使用到用气设备，如：ICP、PECVD设备、镀膜机、燃烧炉、气象色谱仪等。这些设备使用到的气体，除氩气(Ar)、氮气(PN2)、氦气(He)等的惰性气体之外，还会经常会使用到如氢气(H2)、乙炔(C2H2)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)等易燃易爆性气体，诸如硅烷(SiH4)、磷烷(PH3)等自燃性气体，诸如氨气(NH3)、氯化氢(HCl)、笑气(N2O)、氯气(Cl2)等毒性、腐蚀性的气体，甚至是气体性质更加危险复杂，既具有易燃易爆性，又兼具毒腐性质的气体。这些气体一般通过气瓶盛装。

在气源气瓶使用过程中，当气源气瓶压力不足时，无法正常输出压力合规的气体，此时操作人员会选择丢弃气瓶或使用气体增压机来收集存储再利用该气体。

现有技术存在的问题是：

1.直接丢弃气瓶一方面会造成资源的大量浪费，另一方面，由于气源气瓶中的气体可能属于珍贵气体，具有腐蚀性、放射性或爆炸性，被丢弃的气瓶具有污染环境的严重隐患。

2.使用气体增压机收集气瓶中剩余气体时，可能会出现气体泄露、过压爆炸或者辐射伤害等情况，对操作人员的健康具有一定的威胁。

发明内容

针对现有技术中存在的直接丢弃气瓶一方面会造成资源的大量浪费，另一方面，由于气源气瓶中的气体可能属于珍贵气体，具有腐蚀性、放射性或爆炸性，被丢弃的气瓶具有污染环境的严重隐患，以及使用气体增压机收集气瓶中剩余气体时，可能会出现气体泄露、过压爆炸或者辐射伤害等情况，对操作人员的健康具有一定的威胁的问题，本实用新型提出了一种气体收集暂存系统，其目的为：通过安全、高效和稳定的方式收集气瓶中的气体。

为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：提供一种气体收集暂存系统，包括进气压力监测模块、防爆真空压缩模块、气体存储模块和取样模块，所述进气压力监测模块通过气瓶接口与低压的气瓶连接，并采集气瓶中的压力信息，所述防爆真空压缩模块通过管路与进气压力监测模块密封连接，用于维持气瓶内压力的稳定，所述气体存储模块通过管路与防爆真空压缩模块密封连接，用于存储气瓶中的气体，所述取样模块通过管路与气体存储模块密封连接，用于对气体进行取样。

优选的,本实用新型还包括PLC控制模块，所述进气压力监测模块、防爆真空压缩模块和气体存储模块与PLC控制模块连接，并由PLC控制模块控制。

优选的,本实用新型所述进气压力监测模块、防爆真空压缩模块、气体存储模块和取样模块之间的管路采用接头和金属法兰进行连接，并通过焊接的方式进行密封

优选地，本实用新型选择VCR接头和CF全金属法兰进行连接，再采用钨极氩弧焊方式进行密封。

优选的,本实用新型所述进气压力监测模块通过真空规实时动态地监测进气压力，获取气瓶的压力信息，监测精度为0.2％FS，然后将压力信息上传至PLC控制模块。

优选的,本实用新型所述真空压缩模块采用具有防爆防腐蚀材料制成的多级螺杆压缩泵，用于将气瓶中的低压气体吸入后进行压缩，然后再加压排出，所述真空压缩模块的密封单元以及与密封单元气体的接触部分采用全金属密封，并设置有氮气喷嘴。

优选的,本实用新型所述气体存储模块包括数个防爆压力罐，所述防爆压力罐与气体监测模块连接，所述气体监测模块对每个防爆压力罐进行检测，监测精度≤0.5％FS，所述防爆压力罐的最大存储压力为5bar，当其中一个防爆压力罐内的气压达到5bar时，PLC控制模块自动控制切换到气压未达到5bar的防爆压力罐。

优选的,本实用新型所述取样模块由波纹管密封阀和数个收集瓶组成，用于提取防爆压力罐中的气体。

优选的,本实用新型所述PLC控制模块设置有报警系统，用于当获取气瓶的压力信息小于可收集的压力阈值，则触发报警系统，提醒操作人员更换气瓶并关闭真空压缩模块。

优选的,本实用新型所述取样模块还包括手动取样装置，用于操作人员随时提取防爆压力罐中的气体。

相比现有技术，本实用新型的技术方案具有如下优点/有益效果：

1.通过该系统对气瓶的气体进行回收存储,保证了资源的不浪费。

2.通过进气压力监测模块对低压气瓶内的气压进行实时监测，保证了对气瓶内气体的收集，以及通过报警系统对收集完成后及时对气瓶进行更换。

3.防爆真空压缩模块采用的密封单元和密封单元与气体接触部分采用全金属进行密封，并配置有氮气喷嘴进行氮气吹扫，可有效防止气体对密封材料进行腐蚀，导致材料失活。

4.操作人员可以通过手动随时对珍贵气体进行取样,实现随用随取。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式示意图。

具体实施方式

为使本实用新型目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

如图1所示，本实用新型中，提供一种气体收集暂存系统，包括进气压力监测模块、防爆真空压缩模块、气体存储模块和取样模块；所述进气压力监测模块、防爆真空压缩模块、气体存储模块和取样模块之间的管路采用VCR接头和CF全金属法兰进行连接，再采用钨极氩弧焊方式进行密封。还包括PLC控制模块，所述进气压力监测模块、防爆真空压缩模块和气体存储模块与PLC控制模块连接，并由PLC控制模块控制。

所述进气压力监测模块通过气瓶接口与低压的气瓶连接，并采集气瓶中的压力信息，所述防爆真空压缩模块通过管路与进气压力监测模块密封连接，用于维持气瓶内压力的稳定，所述气体存储模块通过管路与防爆真空压缩模块密封连接，用于存储气瓶中的气体，所述取样模块通过管路与气体存储模块密封连接，用于对气体进行取样。

所述进气压力监测模块通过真空规实时动态地监测进气压力，获取气瓶的压力信息，监测精度为0.2％FS，然后将压力信息上传至PLC控制模块。所述PLC控制模块设置有报警系统，用于当获取气瓶的压力信息小于可收集的压力阈值，则触发报警系统，提醒操作人员更换气瓶并关闭真空压缩模块。

本实用新型通过进气压力监测模块实时地监测进气压力，并设定压力阈值，在气瓶的压力信息小于压力阈值时，说明气瓶的气体已经被抽出，则触发报警系统，提醒操作人员对气瓶进行更换，达到安全、稳定的效果

所述真空压缩模块采用具有防爆防腐蚀材料制成的多级螺杆压缩泵，用于将气瓶中的低压气体吸入后进行压缩，然后再加压排出，所述真空压缩模块的密封单元以及与密封单元气体的接触部分采用全金属密封，并设置有氮气喷嘴。

本实用新型中真空压缩模块采用多级罗茨干泵。该多级罗茨干泵的工作原理和罗茨鼓风机基本相似，本申请的多级罗茨干泵的2根平行转轴上安装了8对压缩比不同的罗茨型转子。靠转子轴端的同步齿轮使每对转子保持啮合。各级转子由中间壁来隔离,形成各级的泵腔,上一级的排气口连到下一级的进气口,各级串联应用,各级转子的直径和横截面形状是相同的,而各级转子的宽度有时是不同的,向高压侧方向变窄，在各级转子回转过程中从吸气口带走气体，当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时，因有较高压力的气体回流，这时工作容积中的压力突然升高，然后将气体输送到排气通道。各级转子互不接触，它们之间靠严密控制的间隙实现密封，且抽空压缩腔室内无润滑油，不会对压缩气体造成烃类污染。

所述气体存储模块由2个30L防爆压力罐、2个60L防爆压力罐组成，所述防爆压力罐与气体监测模块连接，所述气体监测模块对每个防爆压力罐进行检测，监测精度≤0.5％FS，所述防爆压力罐的最大存储压力为5bar，当其中一个防爆压力罐内的气压达到5bar时，PLC控制模块自动控制切换到下一个气压未达到5bar的防爆压力罐。

所述取样模块由波纹管密封阀和2个15mL收集瓶组成，用于提取防爆压力罐中的气体。

本实用新型所述取样模块还包括手动取样装置，用于操作人员随时提取防爆压力罐中的气体,所述取样模块设置有多个不同规格的取样接口,用于使用不同规格的取样瓶对气体进行取样,例如包括1/2in VCR接口和1/4in VCR接口。

本实用新型采用了线性设计结构，在极大地简化管理复杂程度的基础上，能够将全套硬件及控制系统集成在小巧的全金属屏蔽保护罩内，便于系统的管理。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体收集暂存系统，其特征在于，包括进气压力监测模块、防爆真空压缩模块、气体存储模块和取样模块，所述进气压力监测模块通过气瓶接口与低压的气瓶连接，并采集气瓶中的压力信息，所述防爆真空压缩模块通过管路与进气压力监测模块密封连接，用于维持气瓶内压力的稳定，所述气体存储模块通过管路与防爆真空压缩模块密封连接，用于存储气瓶中的气体，所述取样模块通过管路与气体存储模块密封连接，用于对气体进行取样。

2.根据权利要求1所述的一种气体收集暂存系统，其特征在于，还包括PLC控制模块，所述进气压力监测模块、防爆真空压缩模块和气体存储模块与PLC控制模块连接，并由PLC控制模块控制。

3.根据权利要求1所述的一种气体收集暂存系统，其特征在于，所述进气压力监测模块、防爆真空压缩模块、气体存储模块和取样模块之间的管路采用接头和金属法兰进行连接，并通过焊接的方式进行密封。

4.根据权利要求3所述的一种气体收集暂存系统，其特征在于，优选地，选择VCR接头和CF全金属法兰进行连接，再采用钨极氩弧焊方式进行密封。

5.根据权利要求2所述的一种气体收集暂存系统，其特征在于，所述进气压力监测模块通过真空规实时动态地监测进气压力，获取气瓶的压力信息，监测精度为0.2％FS，然后将压力信息上传至PLC控制模块。

6.根据权利要求1所述的一种气体收集暂存系统，其特征在于，所述真空压缩模块采用具有防爆防腐蚀材料制成的多级螺杆压缩泵，用于将气瓶中的低压气体吸入后进行压缩，然后再加压排出，所述真空压缩模块的密封单元以及与密封单元气体的接触部分采用全金属密封，并设置有氮气喷嘴。

7.根据权利要求2所述的一种气体收集暂存系统，其特征在于，所述气体存储模块包括数个防爆压力罐，所述防爆压力罐与气体监测模块连接，所述气体监测模块对每个防爆压力罐进行检测，监测精度≤0.5％FS，所述防爆压力罐的最大存储压力为5bar，当其中一个防爆压力罐内的气压达到5bar时，PLC控制模块自动控制切换到气压未达到5bar的防爆压力罐。

8.根据权利要求7所述的一种气体收集暂存系统，其特征在于，所述取样模块由波纹管密封阀和数个收集瓶组成，用于提取防爆压力罐中的气体。

9.根据权利要求5所述的一种气体收集暂存系统，其特征在于，所述PLC控制模块设置有报警系统，用于当获取气瓶的压力信息小于可收集的压力阈值，则触发报警系统，提醒操作人员更换气瓶并关闭真空压缩模块。

10.根据权利要求8所述的一种气体收集暂存系统，其特征在于，所述取样模块还包括手动取样装置，用于操作人员随时提取防爆压力罐中的气体。

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