CN219045705U - 一种气体充装装置及气体充装系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种气体充装装置及气体充装系统，涉及气体充装领域。该气体充装装置包括压缩机、第一管道、缓冲罐和第二管道。第一管道的进气端与压缩机的排气端连通，第一管道的出气端用于与外部的气瓶可拆卸连接，第一管道沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第一气压传感器、第一控制阀和第二气压传感器。第二管道的进气端与第一管道连通且位于压缩机和第一控制阀之间，第二管道的出气端与缓冲罐连通，第二管道沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第二控制阀和第三气压传感器。本申请提供的气体充装装置能够在更换新的气瓶时仍使压缩机保持工作状态，使压缩机无需频繁启停，能够延长压缩机的使用寿命并提高槽车的排空效率。

Description

一种气体充装装置及气体充装系统

技术领域

本申请涉及气体充装技术领域，尤其涉及一种气体充装装置及气体充装系统。

背景技术

目前国内氦气的主要来源方式是通过液氦ISO槽车从国外进口液氦，然后通过分装站进行分装销售。液氦可以分装杜瓦，氦气则通过压缩机充装到气瓶或者管束车中进行销售。其中，氦气充装过程一般是将槽车中的液态氦气经过气化器升温气化后，再通过氦气压缩机将氦气进行增压，然后将氦气充装到气瓶或者管束车中。但在该充装过程中，每当一个气瓶组充满后，都需要停止压缩机以停止充装，并更换新的气瓶组，这导致氦气压缩机需要频繁启停，会影响压缩机的使用寿命。

实用新型内容

本申请提供了一种气体充装装置及气体充装系统，用以解决现有技术中的气瓶在充装气体的过程中需要频繁启停压缩机，导致影响压缩机的使用寿命的问题。

为解决上述问题，本申请提供了：一种气体充装装置，用于将压缩气体充入气瓶内，包括：

压缩机，用于输出压缩气体；

第一管道，所述第一管道的进气端与所述压缩机的排气端连通，所述第一管道的出气端用于与外部的气瓶可拆卸连接，所述第一管道沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第一气压传感器、第一控制阀和第二气压传感器；

缓冲罐；

第二管道，所述第二管道的进气端与所述第一管道连通且位于所述压缩机和所述第一控制阀之间，所述第二管道的出气端与所述缓冲罐连通，所述第二管道沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第二控制阀和第三气压传感器。

在一种可能的实施方式中，所述气体充装装置还包括第三管道，所述第三管道的进气端与所述缓冲罐连通，所述第三管道的出气端能够与外部的气瓶可拆卸连接，所述第三管道沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第三控制阀和第四气压传感器。

在一种可能的实施方式中，所述气体充装装置还包括第四管道，所述第四管道的进气端与所述第一管道连通且位于所述压缩机和所述第一控制阀之间，所述第四管道的出气端与所述第三管道连通且位于所述第三控制阀和所述第四气压传感器之间，所述第四管道上设有第四控制阀。

在一种可能的实施方式中，所述气体充装装置还包括控制模块和充气启动按钮，所述控制模块分别与所述压缩机、所述第一气压传感器、所述第二气压传感器、所述第三气压传感器、所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述充气启动按钮电连接。

在一种可能的实施方式中，所述第一控制阀的两端分别设有一个第一检修阀，所述第二控制阀的两端分别设有一个第二检修阀。

在一种可能的实施方式中，所述气体充装装置还包括第一旁通管道和第二旁通管道，所述第一旁通管道和所述第二旁通管道上分别设有旁通阀，所述第一旁通管道的两端分别与所述第一管道连通，且两个所述第一检修阀均位于所述第一旁通管道的两端之间；

所述第二旁通管道的两端分别与所述第二管道连通，且两个所述第二检修阀均位于所述第二旁通管道的两端之间。

在一种可能的实施方式中，所述第一管道和/或所述第二管道上分别设有散热结构，所述散热结构上间隔设有多个散热凸起。

在一种可能的实施方式中，所述缓冲罐的通气口设有节流阀。

在一种可能的实施方式中，所述缓冲罐设有多个，多个缓冲罐的通气口互相连通。

本申请还提供了：一种气体充装系统，包括槽车、气瓶和上述任一实施例提供的气体充装装置。

本申请的有益效果是：本申请提出一种气体充装装置及气体充装系统，该气体充装装置在使用时，外部的槽车内的低温液体可经过气化器升温气化之后进入压缩机的进气端，使得压缩机能够对气体进行加压从而输出压缩气体。在对气瓶进行气体充装时，可打开第一控制阀并关闭第二控制阀，使得压缩气体经过第一管道后充入外部的气瓶，当第二气压传感器测得的气瓶的气压值达到预设值，即需要更换新的气瓶时，则操控关闭第一控制阀并打开第二控制阀，使得压缩气体经过第二管道后充入缓冲罐。当第一气压传感器和第三气压传感器测得的气压值分别达到预设值时控制压缩机关闭。因此，该气体充装装置能够在更换新的气瓶时仍使压缩机保持工作状态，使压缩机无需频繁启停，降低能耗和故障率，能够延长压缩机的使用寿命，并且能够提高槽车内气体的排空效率，减少槽车停留时间，降低槽车的停留成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型的实施例提供的气体充装装置的结构示意图；

图2示出了本实用新型的实施例提供的气体充装装置在设有第三管道时的结构示意图；

图3示出了本实用新型的实施例提供的气体充装装置在设有第四管道时的结构示意图；

图4示出了本实用新型的实施例提供的气体充装装置在设有第五管道时的结构示意图；

图5示出了本实用新型的实施例提供的气体充装装置在设有旁通管道时的结构示意图；

图6示出了本实用新型的实施例提供的气体充装装置的散热结构的结构示意图。

主要元件符号说明：

100-压缩机；200-第一管道；210-第一气压传感器；220-第一控制阀；221-第一检修阀；222-第一旁通管道；223-旁通阀；230-第二气压传感器；240-散热结构；241-散热凸起；300-缓冲罐；310-节流阀；400-第二管道；410-第二控制阀；411-第二检修阀；412-第二旁通管道；420-第三气压传感器；500-第三管道；510-第三控制阀；520-第四气压传感器；600-第四管道；610-第四控制阀；700-第五管道；710-第五控制阀；800-充气启动按钮；900-气瓶。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供了一种气体充装装置，用于将压缩气体充入气瓶900内，该气体充装装置包括压缩机100、第一管道200、缓冲罐300和第二管道400。压缩机100用于输出压缩气体。第一管道200的进气端与压缩机100的排气端连通，第一管道200的出气端用于与外部的气瓶900可拆卸连接，第一管道200沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第一气压传感器210、第一控制阀220和第二气压传感器230。第二管道400的进气端与第一管道200连通且位于压缩机100和第一控制阀220之间，第二管道400的出气端与缓冲罐300连通，第二管道400沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第二控制阀410和第三气压传感器420。

本申请的实施例提供的气体充装装置在使用时，外部的槽车内的低温液体可经过气化器升温气化之后进入压缩机100的进气端，使得压缩机100能够对气体进行加压从而输出压缩气体。在对气瓶900进行气体充装时，可打开第一控制阀220并关闭第二控制阀410，使得压缩气体经过第一管道200后充入外部的气瓶900，当第二气压传感器230测得的气瓶900的气压值达到预设值，即需要更换新的气瓶900时，则操控关闭第一控制阀220并打开第二控制阀410，使得压缩气体经过第二管道400后充入缓冲罐300。当第一气压传感器210和第三气压传感器420测得的气压值分别达到预设值时控制压缩机100关闭。因此，该气体充装装置能够在更换新的气瓶900时仍使压缩机100保持工作状态，使压缩机100无需频繁启停，降低能耗和故障率，能够延长压缩机100的使用寿命，并且能够提高槽车内低温液体的排空效率，减少槽车停留时间，降低槽车的停留成本。

如图2所示，在上述实施例中，可选的，气体充装装置还包括第三管道500，第三管道500的进气端与缓冲罐300连通，第三管道500的出气端能够外部的气瓶900可拆卸连接，第三管道500沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第三控制阀510和第四气压传感器520。

具体的，当压缩机100启动时，可打开第一控制阀220并关闭第二控制阀410，此时压缩气体经过第一管道200充入气瓶900内。同时，由于缓冲罐300在前面几次更换气瓶900的期间会充入一定的压缩气体，当缓冲罐300的气压达到气瓶900充气要求时，即第三气压传感器420测得的气压值大于预设值且大于第四气压传感器520测得的气压值时，则可将第三控制阀510打开，使得缓冲罐300内的压缩气体可经过第三管道500充入气瓶900内，从而将缓冲罐300的空间腾出，使得缓冲罐300内能够保持一定的多余空间供压缩气体充入，从而使压缩机100能够持续地给气瓶900充气或给缓冲罐300充气，减少了压缩机100启停的次数，延长了压缩机100的使用寿命并提高了槽车的排空效率。并且，通过让缓冲罐300给气瓶900充气，可以提高缓冲罐300内压缩气体的能量的利用率，减小能量损失。

如图3所示，在上述实施例中，可选的，气体充装装置还包括第四管道600，第四管道600的进气端与第一管道200连通且位于压缩机100和第一控制阀220之间，第四管道600的出气端与第三管道500连通且位于第三控制阀510和第四气压传感器520之间，第四管道600上设有第四控制阀610。

具体的，可在第一管道200和第三管道500之间设置第四管道600，当缓冲罐300内的气压无法达到气瓶900的充气要求或充满要求时，即第三气压传感器420测得的气压值低于预设值或低于第四气压传感器520测得的气压值时，可关闭第三控制阀510并开启第四控制阀610，使压缩机100输出的压缩气体经过第一管道200和第四管道600后充入气瓶900内，从而使压缩气体充满与第三管道500连通的气瓶900。

如图4所示，在上述实施例中，可选的，气体充装装置还包括第五管道700，第五管道700的进气端与第三管道500连通且位于缓冲罐300和第三控制阀510之间，第五管道700的出气端与第一管道200连通且位于第一控制阀220和气瓶900之间。第五管道700上设有第五控制阀710。该设置方式能够使缓冲罐300也能够给与第一管道200连通的气瓶900充气，提高了该缓冲罐300处于使用状态的时间，从而提高该缓冲罐300的利用率。

实施例二

如图1所示，本实施例在实施例一的基础上，提出了该气体充装装置实现智能自动化控制的设置方式。在上述实施例中，可选的，气体充装装置还包括控制模块和充气启动按钮800，控制模块分别与压缩机100、第一气压传感器210、第二气压传感器230、第三气压传感器420、第一控制阀220、第二控制阀410和充气启动按钮800电连接。

具体的，在该气体充装装置使用时，可按下能够控制与第一管道200连通的气瓶900进行充气的充气启动按钮800，控制模块根据该充气启动按钮800发出的信号，控制第一控制阀220打开，并根据压缩机100运行信号判断压缩机100是否处于运行状态。

当压缩机100处于运行状态时，控制模块首先控制关闭第二控制阀410，使压缩气体直接经过第一管道200充入气瓶900内。当第二气压传感器230测得的气压值达到第二预设值时则关闭第一控制阀220，此时工作人员可进行更换气瓶900的操作，同时压缩机100会对第一管道200进行持续增压，当第一气压传感器210测得的气压值达到第五预设值时，且第三气压传感器420测得的气压值低于第六预设值时，则满足缓冲罐300充气要求，此时控制模块控制第二控制阀410打开，使得压缩机100输出的压缩气体充入缓冲罐300内，对缓冲罐300进行增压。当第二气压传感器230测得的气压值达到第六预设值时，即缓冲罐300接近满载时，控制模块则控制关闭第二控制阀410，此时停止对缓冲罐300进行充气，且压缩机100继续对第一管道200进行增压，当第一气压传感器210测得的气压值达到第七预设值时，则关闭压缩机100。或者，在上述更换气瓶900操作时，当第一气压传感器210测得的气压值达到第五预设值且第三气压传感器420测得的气压值大于等于第六预设值时，则关闭压缩机100。其中，控制模块均是在缓冲罐300接近满载的情况下控制压缩机100关闭。

当压缩机100处于停机状态时，当第三气压传感器420测得的气压值大于第一预设值且大于第二气压传感器230测得的气压值时，则控制打开第二控制阀410，使缓冲罐300给气瓶900充气。当缓冲罐300给气瓶900充气至第二气压传感器230测得的气压值和第三气压传感器420测得的气压值相等或者第三气压传感器420测得的气压值低于第一预设值时，则控制关闭第二控制阀410，并启动压缩机100，使压缩机100给第一管道200的气瓶900充气，并继续重复上述当压缩机100处于运行状态时的控制逻辑。因此，该设置方式能够使该气体充装装置实现压缩机100和相关阀门自动启停，实现自动化控制，更加智能化，减少充装过程的人力投入，降低充装过程的误操作风险。

其中，第一预设值至第七预设值分别代表压力等级，可设置第一预设值≤第二预设值≤第三预设值≤第四预设值≤第五预设值≤第六预设值≤第七预设值。

其中，可根据气体充装装置连接的气瓶900的数量设置相应数量的充气启动按钮800。

实施例三

如图5所示，本实施例在实施例一或实施例二的基础上，对技术方案进行了进一步的限定。在上述实施例中，可选的，第一控制阀220的两端分别设有一个第一检修阀221，第二控制阀410的两端分别设有一个第二检修阀411。

具体的，可在第一控制阀220和/或第二控制阀410的两端分别设置检修阀，当第一控制阀220和/或第二控制阀410出现故障需要拆卸检修时，可关闭对应的两个检修阀，从而避免压缩气体泄露，或者避免空气进入第一管道200或者第二管道400内，影响压缩气体纯度。

如图5所示，在上述实施例中，可选的，气体充装装置还包括第一旁通管道222和第二旁通管道412，第一旁通管道222和第二旁通管道412上分别设有旁通阀223，第一旁通管道222的两端分别与第一管道200连通，且两个第一检修阀221均位于第一旁通管道222的两端之间。第二旁通管道412的两端分别与第二管道400连通，且两个第二检修阀411均位于第二旁通管道412的两端之间。

具体的，在第一控制阀220和/或第二控制阀410拆卸检修时，可将打开对应的旁通管道上的旁通阀223，从而使压缩气体经过第一旁通管道222或第二旁通管道412，并且旁通阀223的控制逻辑与对应的控制阀的控制逻辑相同，可继续进行气瓶900或者缓冲罐300的充气操作。因此，设置旁通管道以及旁通阀223可作为控制阀故障时的备用措施，起到了保险的作用。

如图6所示，在上述实施例中，可选的，第一管道200和/或第二管道400上分别设有散热结构240，散热结构240上间隔设有多个散热凸起241。

具体的，通过在第一管道200和/或第二管道400上分别设置散热结构240，从而提高第一管道200和/或第二管道400的散热能力，使充入气瓶900和/或缓冲罐300内的压缩气体的温度降低，根据热胀冷缩原理，缓冲罐300和/或气瓶900内的压缩气体的温度降低后，可降低缓冲罐300和/或气瓶900内的气压，从而使缓冲罐300和/或气瓶900可储存更多的压缩气体。

如图5所示，在上述实施例中，可选的，缓冲罐300的通气口设有节流阀310。

具体的，可通过在缓冲罐300的通气口设置节流阀310，从而通过节流阀310控制流入缓冲罐300的压缩气体的流量。当压缩机100输出的压缩空气经过第二管道400充入缓冲罐300内时，节流阀310可降低压缩气体充入缓冲罐300的速度，从而提高缓冲罐300持续充入压缩气体的时间，使得压缩机100能够持续工作。

其中，节流阀310可为双向气体节流阀，可实现流速和流量的双向控制。

如图5所示，在上述实施例中，可选的，缓冲罐300设有多个，多个缓冲罐300的通气口互相连通。

具体的，可通过并联设置多个缓冲罐300，从而提高缓冲罐300的总存气量，使得缓冲罐300在充放气过程中其压力变化比较缓慢，可更稳定地进行充气和放气，避免因为缓冲罐300气压变化较快而频繁控制相应阀门打开或关闭。

实施例四

本申请的另一个实施例提供了一种气体充装系统，包括槽车、气瓶900和上述任一实施例中的气体充装装置。

本申请的实施例提供的气体充装系统，具有上述任一实施例提供的气体充装装置，因此，具有上述任一实施例中提供的气体充装装置的全部有益效果，在此就不一一赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种气体充装装置，用于将压缩气体充入气瓶内，其特征在于，包括：

压缩机，用于输出压缩气体；

第一管道，所述第一管道的进气端与所述压缩机的排气端连通，所述第一管道的出气端用于与外部的气瓶可拆卸连接，所述第一管道沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第一气压传感器、第一控制阀和第二气压传感器；

缓冲罐；

第二管道，所述第二管道的进气端与所述第一管道连通且位于所述压缩机和所述第一控制阀之间，所述第二管道的出气端与所述缓冲罐连通，所述第二管道沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第二控制阀和第三气压传感器。

2.根据权利要求1所述的气体充装装置，其特征在于，所述气体充装装置还包括第三管道，所述第三管道的进气端与所述缓冲罐连通，所述第三管道的出气端能够与外部的气瓶可拆卸连接，所述第三管道沿其内部的压缩气体的流动方向依次设有第三控制阀和第四气压传感器。

3.根据权利要求2所述的气体充装装置，其特征在于，所述气体充装装置还包括第四管道，所述第四管道的进气端与所述第一管道连通且位于所述压缩机和所述第一控制阀之间，所述第四管道的出气端与所述第三管道连通且位于所述第三控制阀和所述第四气压传感器之间，所述第四管道上设有第四控制阀。

4.根据权利要求1所述的气体充装装置，其特征在于，所述气体充装装置还包括控制模块和充气启动按钮，所述控制模块分别与所述压缩机、所述第一气压传感器、所述第二气压传感器、所述第三气压传感器、所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述充气启动按钮电连接。

5.根据权利要求1所述的气体充装装置，其特征在于，所述第一控制阀的两端分别设有一个第一检修阀，所述第二控制阀的两端分别设有一个第二检修阀。

6.根据权利要求5所述的气体充装装置，其特征在于，所述气体充装装置还包括第一旁通管道和第二旁通管道，所述第一旁通管道和所述第二旁通管道上分别设有旁通阀，所述第一旁通管道的两端分别与所述第一管道连通，且两个所述第一检修阀均位于所述第一旁通管道的两端之间；

所述第二旁通管道的两端分别与所述第二管道连通，且两个所述第二检修阀均位于所述第二旁通管道的两端之间。

7.根据权利要求1所述的气体充装装置，其特征在于，所述第一管道和/或所述第二管道上分别设有散热结构，所述散热结构上间隔设有多个散热凸起。

8.根据权利要求1所述的气体充装装置，其特征在于，所述缓冲罐的通气口设有节流阀。

9.根据权利要求1所述的气体充装装置，其特征在于，所述缓冲罐设有多个，多个缓冲罐的通气口互相连通。

10.一种气体充装系统，其特征在于，包括槽车、气瓶和权利要求1至9中任一项所述的气体充装装置。

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