CN220878410U - 一种气体配比设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种气体配比设备。该气体配比设备包括目标气体供应管路、压缩空气供应管路、混合气体流量控制管路、混合气体分析输送管路；所述混合气体流量控制管路包括第一量程流量控制器、第二量程流量控制器和控制器主机，所述第一量程流量控制器和所述第二量程流量控制器均电性连接至所述控制器主机；所述混合气体分析输送管路包括相互连通的储气罐和气体分析仪；所述第一量程流量控制器和所述第二量程流量控制器均通过所述储气罐连接至所述气体分析仪。本申请能够实时在线配比不同浓度的混合气体，能对气体报警器的使用效果进行准确检验，且降低了生产成本，并提高了生产效率。

Description

一种气体配比设备

技术领域

本申请涉及自动化设备技术领域，具体涉及一种气体配比设备。

背景技术

在气体报警器生产时，需要使用不同浓度的气体对其使用效果检验，需购买不同浓度的标气，成本高。市面上有集成化的气体配比设备，但没有气体分析仪，无法获知配比后的实际气体比例，导致无法准确检验气体报警器的品质，而且采用未知实际比例的混合气体进行气体报警器的使用效果检验，在出现异常时无法有效反馈是气体报警器偏差还是混合气体偏差。因此需要开发在线配比不同浓度的混合气体的设备，并能获知并调整配比后的混合气体浓度，来降低生产成本并提高生产效率。

实用新型内容

本申请实施例提供一种气体配比设备，可以解决目前缺少在线配比不同浓度的混合气体的设备，且无法获知并调整配比后的混合气体浓度，导致采用未知实际比例的混合气体进行气体报警器的使用效果检验，在出现异常时无法有效反馈是气体报警器偏差还是混合气体偏差，造成生产成本高且生产效率低的技术问题。

本申请实施例提供一种气体配比设备，所述气体配比设备包括目标气体供应管路、压缩空气供应管路、混合气体流量控制管路、混合气体分析输送管路；

其中，所述混合气体流量控制管路包括第一量程流量控制器、第二量程流量控制器和控制器主机，所述第一量程流量控制器和所述第二量程流量控制器均电性连接至所述控制器主机；所述混合气体分析输送管路包括相互连通的储气罐和气体分析仪；所述目标气体供应管路和所述压缩空气供应管路相连接后分别连接至所述第一量程流量控制器和所述第二量程流量控制器，所述第一量程流量控制器和所述第二量程流量控制器均通过所述储气罐连接至所述气体分析仪。

进一步的，所述目标气体供应管路包括目标气体入口、第一电磁阀，所述目标气体入口输入洁净干燥的目标气体，所述第一电磁阀电性连接至所述控制器主机。

进一步的，所述压缩空气供应管路包括压缩空气入口、第二电磁阀，所述压缩空气入口输入洁净干燥的压缩空气，所述第二电磁阀电性连接至所述控制器主机。

进一步的，所述混合气体流量控制管路还包括第一压力变送器，所述第一压力变送器位于所述目标气体供应管路和所述压缩空气供应管路相连接位置之后并位于所述第一量程流量控制器和所述第二量程流量控制器之前。

进一步的，所述混合气体流量控制管路还包括第一气压传感器，所述第一气压传感器设于所述第一压力变送器和所述混合气体流量控制器之间。

进一步的，所述混合气体流量控制管路还包括显示器，所述显示器电性连接至所述控制器主机。

进一步的，所述混合气体分析输送管路还包括流量计，所述流量计连接至所述混合气体分析的输出端，所述流量计连接至混合气体出口。

进一步的，所述气体配比设备还包括吹扫控制管路，所述吹扫控制管路连接在所述压缩空气供应管路和所述储气罐之间。

进一步的，所述吹扫控制管路包括第三电磁阀、第二压力变送器和压缩空气流量控制器，所述第三电磁阀、所述第二压力变送器和所述压缩空气流量控制器均电性连接至所述控制器主机，所述第三电磁阀与所述压缩空气入口连接，所述压缩空气流量控制器与所述储气罐连接。

进一步的，所述吹扫控制管路还包括第二气压传感器，所述第二气压传感器设于所述第二压力变送器和所述压缩空气流量控制器之间。

本申请实施例提供的气体配比设备，能够实时在线配比不同浓度的混合气体，并能获知并调整配比后的混合气体浓度，能对气体报警器的使用效果进行准确检验，且降低了生产成本，并提高了生产效率。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的气体配比设备的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的控制器主机的控制软件使用数据库的配置示意图。

图中的标识如下：

目标气体入口11，第一电磁阀12，

压缩空气入口21，第二电磁阀22，

第一压力变送器31，第一量程流量控制器32，第二量程流量控制器33，控制器主机34，显示器35，

储气罐41，气体分析仪42，流量计43，混合气体出口44，

第三电磁阀51，第二压力变送器52，压缩空气流量控制器53。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，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所述特征。

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，也可以是电连接或可以相互通讯；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。本实施例中的连接表示通过管道实现相互连通，电性连接表示通过线缆实现电路连接。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。

本申请实施例提供一种气体配比设备，所述气体配比设备包括目标气体供应管路、压缩空气供应管路、混合气体流量控制管路、混合气体分析输送管路；

其中，所述混合气体流量控制管路包括第一量程流量控制器32、第二量程流量控制器33和控制器主机34，所述第一量程流量控制器32和所述第二量程流量控制器33均电性连接至所述控制器主机34；所述混合气体分析输送管路包括相互连通的储气罐41和气体分析仪42；所述目标气体供应管路和所述压缩空气供应管路相连接后分别连接至所述第一量程流量控制器32和所述第二量程流量控制器33，所述第一量程流量控制器32和所述第二量程流量控制器33均通过所述储气罐41连接至所述气体分析仪42。

其中，所述第一量程流量控制器32的流量小于所述第二量程流量控制器33的流量。使用一大一小双流量控制器控制高纯目标气体的流量。在需要小浓度气体时，自动切换到小流量计43；在需要大浓度气体时，自动切换到大流量计43。高纯目标气体配有两个流量控制器，流量范围大小不同，可实现更高精度更大范围的混合器浓度，保证了混合气体的精度。

所述第一量程流量控制器32和所述第二量程流量控制器33均有精度范围，不建议使用10％以下的控制比，会造成输出的精度不够。比如采用100mL/min的流量控制器，不能让之输出10mL/min以下的流量。为了解决小浓度气体的输出精度，本系统采用20mL/min+100mL/min双流量控制器的组合。用户输入需要的混合气浓度、混合流量，系统会自动判断采用哪个量程流量控制器，并设置需要的流量。可以以表1举例说明。

表1

所述储气罐41容积200Ml，能为气体分析仪42提供混合充分的气源进行分析。同时小容积的储气罐41提高了配气速度。

进一步的，所述目标气体供应管路包括目标气体入口11、第一电磁阀12，所述目标气体入口11输入洁净干燥的目标气体，所述第一电磁阀12电性连接至所述控制器主机34。

进一步的，所述压缩空气供应管路包括压缩空气入口21、第二电磁阀22，所述压缩空气入口21输入洁净干燥的压缩空气，所述第二电磁阀22电性连接至所述控制器主机34。

所述目标气体入口11、所述压缩空气入口21位置可设有过滤器，洁净干燥的高目标气体体和洁净空气，进入系统后会进行二次过滤，避免对接过程中灰尘进入后续设备。

进一步的，所述混合气体流量控制管路还包括第一压力变送器31，所述第一压力变送器31位于所述目标气体供应管路和所述压缩空气供应管路相连接位置之后并位于所述第一量程流量控制器32和所述第二量程流量控制器33之前。

进一步的，所述混合气体流量控制管路还包括第一气压传感器，所述第一气压传感器设于所述第一压力变送器31和所述混合气体流量控制器之间。

在所述混合气体流量控制管路前端设置第一气压传感器检测进气压力，保护所述第一量程流量控制器32和所述第二量程流量控制器33。所述第一气压传感器检测气体气压。如压力超过所述第一量程流量控制器32和所述第二量程流量控制器33允许压力范围，则切断气源，保护所述第一量程流量控制器32和所述第二量程流量控制器33。如压力过低，则判断气源故障，提醒操作员检查气路。

进一步的，所述混合气体流量控制管路还包括显示器35，所述显示器35电性连接至所述控制器主机34。

所述控制器主机34配置有专用的控制软件，采用数据库支持，能随时查询设置信息，以及之前工作时的工作状态，用于质量追溯和工艺改进。

所述气体分析仪42还电性连接至所述控制器主机34，所述气体分析仪42用于分析混合后的气体浓度，如浓度有差异，所述控制器主机34的控制软件自动进行混合气体成分微调；在差异较大时，提醒使用者进行检修维护。

所述控制器主机34的控制软件可自动配比、手动配比混合气体的浓度。

进一步的，所述混合气体分析输送管路还包括流量计43，所述流量计43连接至所述混合气体分析的输出端，所述流量计43连接至混合气体出口44。

所述流量计43电性连接至所述控制器主机34。

进一步的，所述气体配比设备还包括吹扫控制管路，所述吹扫控制管路连接在所述压缩空气供应管路和所述储气罐41之间。

进一步的，所述吹扫控制管路包括第三电磁阀51、第二压力变送器52和压缩空气流量控制器53，所述第三电磁阀51、所述第二压力变送器52和所述压缩空气流量控制器53均电性连接至所述控制器主机34，所述第三电磁阀51与所述压缩空气入口21连接，所述压缩空气流量控制器53与所述储气罐41连接。

进一步的，所述吹扫控制管路还包括第二气压传感器，所述第二气压传感器设于所述第二压力变送器52和所述压缩空气流量控制器53之间。

所述第二气压传感器检测气体气压。如压力超过所述压缩空气量程流量控制器允许压力范围，则切断气源，保护所述压缩空气量程流量控制器。如压力过低，则判断气源故障，提醒操作员检查气路。

例如上述量程流量控制器的工作压力为1.0MPa，超过此压力值会造成设备损坏。目标气体的来源是压力罐，满压为8MPa；平衡气的来源一般是压缩空气，一般压力在4～8MPa。虽然进入设备前会有减压装置，但存在装置失效或人员操作失误的情况。为保护后端比较贵重的设备，本申请引入两个气压传感器，用于检测目标气体和平衡气的压力。一旦超过允许范围，比如0.25MPa，就会自动切断进气阀，然后打开流量控制器，泄放掉管道压力，保护设备。

所述控制器主机34的控制软件能设置控制管路吹扫。在气源压力不合理、配比失败、流量控制器控制失败等异常时，都会发送告警信息提醒操作员。

在气体配比设备使用时，会切换量程，来获取不同浓度的混合气体。比如从5.0的目标值，切换到1.0的目标值。传统的做法是空放一定时间，这种方法有不确定性。本申请采用管路吹扫的方法，在从大浓度切换到小浓度时，第二电磁阀22、第三电磁阀51打开切换到平衡气(即压缩空气)，先吹扫管路，然后再使第一电磁阀12打开切换到目标气体，进行配比浓度切换。

如图2所示，所述控制器主机34的控制软件使用数据库记录实时数据，包括时间、工作模式、阀门控制状态、入口压力值、流量控制器开度值、气体分析仪42气体浓度。历史记录可随时查阅，也可生成报表，作为检验气体报警器质量控制系统的一部分，用于产品数据追溯、系统性能分析。

本申请相对传统产品增加了数据库功能。用户的设置、运行的数据都实时存储。后期进行质量追溯或工艺改进时，可直接调取之前的用户设置、管道压力、阀门状态、流量计流量、输出流量，进行分析。

本申请实施例提供的气体配比设备，能够实时在线配比不同浓度的混合气体，并能获知并调整配比后的混合气体浓度，能对气体报警器的使用效果进行准确检验，且降低了生产成本，并提高了生产效率。

本申请使用高目标气体体和压缩气体进行在线混合配比，配比速度快。

本申请使用气体分析仪进行反馈控制，提高配气准确度。

本申请气路中只需用很小的混合罐，出气迅速，生产效率高。

本申请采用软件控制配比浓度，配合不同量程的流量控制器，可方便配比出不同浓度的气体。

本申请有自动配气、手动配气、管路吹扫功能，更适合现场使用。

本申请中软件采用数据库管理，实时记录员工操作、压力信号、控制信号、配气浓度，方便质量追溯。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的一种气体配比设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；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申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种气体配比设备，其特征在于，所述气体配比设备包括目标气体供应管路、压缩空气供应管路、混合气体流量控制管路、混合气体分析输送管路；

其中，所述混合气体流量控制管路包括第一量程流量控制器、第二量程流量控制器和控制器主机，所述第一量程流量控制器和所述第二量程流量控制器均电性连接至所述控制器主机；所述混合气体分析输送管路包括相互连通的储气罐和气体分析仪；所述目标气体供应管路和所述压缩空气供应管路相连接后分别连接至所述第一量程流量控制器和所述第二量程流量控制器，所述第一量程流量控制器和所述第二量程流量控制器均通过所述储气罐连接至所述气体分析仪。

2.如权利要求1所述的气体配比设备，其特征在于，所述目标气体供应管路包括目标气体入口、第一电磁阀，所述目标气体入口输入洁净干燥的目标气体，所述第一电磁阀电性连接至所述控制器主机。

3.如权利要求1所述的气体配比设备，其特征在于，所述压缩空气供应管路包括压缩空气入口、第二电磁阀，所述压缩空气入口输入洁净干燥的压缩空气，所述第二电磁阀电性连接至所述控制器主机。

4.如权利要求1所述的气体配比设备，其特征在于，所述混合气体流量控制管路还包括第一压力变送器，所述第一压力变送器位于所述目标气体供应管路和所述压缩空气供应管路相连接位置之后并位于所述第一量程流量控制器和所述第二量程流量控制器之前。

5.如权利要求4所述的气体配比设备，其特征在于，所述混合气体流量控制管路还包括第一气压传感器，所述第一气压传感器设于所述第一压力变送器和所述混合气体流量控制器之间。

6.如权利要求1所述的气体配比设备，其特征在于，所述混合气体流量控制管路还包括显示器，所述显示器电性连接至所述控制器主机。

7.如权利要求1所述的气体配比设备，其特征在于，所述混合气体分析输送管路还包括流量计，所述流量计连接至所述混合气体分析的输出端，所述流量计连接至混合气体出口。

8.如权利要求3所述的气体配比设备，其特征在于，所述气体配比设备还包括吹扫控制管路，所述吹扫控制管路连接在所述压缩空气供应管路和所述储气罐之间。

9.如权利要求8所述的气体配比设备，其特征在于，所述吹扫控制管路包括第三电磁阀、第二压力变送器和压缩空气流量控制器，所述第三电磁阀、所述第二压力变送器和所述压缩空气流量控制器均电性连接至所述控制器主机，所述第三电磁阀与所述压缩空气入口连接，所述压缩空气流量控制器与所述储气罐连接。

10.如权利要求9所述的气体配比设备，其特征在于，所述吹扫控制管路还包括第二气压传感器，所述第二气压传感器设于所述第二压力变送器和所述压缩空气流量控制器之间。