一种灭火剂充装设备的制作方法

本发明涉及消防灭火技术领域，特别涉及一种灭火剂充装设备。

背景技术：

灭火器在使用后，都需要重新充装灭火剂。灭火剂充装设备的设计与性能直接影响到充装灭火剂量的精度、操作和充装过程的安全。

现有的一种灭火剂充装设备，例如中国专利“一种航空灭火器地面充填装置及其使用方法”(cn107398054a)中所述的装置无法对灭火器进行充装前的抽真空操作，没有给出准确控制灭火剂充装质量的技术方法，而且缺少保证灭火器充装压力不超过设定值的技术措施。

本发明可以向灭火器内充装灭火剂，能够在灭火剂充装之前对灭火器进行抽真空操作，能够较为准确地控制充装的灭火剂质量，有效防止向灭火器内充装较高的压力。

技术实现要素：

为了满足向灭火器内准确和安全地充装灭火剂的需求，本发明提出了一种灭火剂充装设备。本发明可以解决现有灭火剂充装技术方案中无法在充装前抽真空，充装灭火剂质量控制技术落后，以及缺少有效防止向灭火器内充装较高压力的技术措施等问题。

本发明采用的技术方案为：一种灭火剂充装设备，包括：氮气源接口、过滤器、氮气源压力表、氮气三通阀、灭火器加压调压阀、灭火器加压压力表、灭火剂储罐加压调压阀、灭火剂储罐加压压力表、灭火剂储罐管路排气阀、灭火剂储罐出口压力表、灭火剂储罐进气接口，灭火剂储罐出气接口、灭火剂-抽真空-充装三通阀、真空表、真空泵、排气消音器、排气口、充装质量控制器、气动执行机构、限位开关、称重设备、灭火器加压阀、排气阀、比例卸荷阀和灭火器接口，氮气源接口与过滤器连接；过滤器与氮气三通阀1端连接；过滤器和氮气三通阀连接的管路上安装氮气源压力表；氮气三通阀2端连接灭火器加压调压阀的高压侧；氮气三通阀3端连接灭火剂储罐加压调压阀；灭火器加压调压阀低压侧与灭火器加压阀连接；灭火器加压压力表安装在加压氮气调压阀低压侧与灭火器加压阀之间的管路上；灭火剂储罐加压调压阀、灭火剂储罐加压压力表、灭火剂储罐进气接口和灭火剂储罐管路排气阀通过四通管路互连；灭火剂储罐管路排气阀、灭火剂储罐出口压力表、灭火剂储罐出气接口和灭火剂-抽真空-充装三通阀2端通过四通管路互连；灭火剂-抽真空-充装三通阀3端通过管路依次连接真空泵、排气消音器和排气口；真空表安装在灭火剂-抽真空-充装三通阀3端和真空泵之间管路上；灭火器加压阀、排气阀、灭火剂-抽真空-充装三通阀的1端和灭火器接口之间连通；比例卸荷阀的进气口安装在灭火器加压阀和灭火器接口连接的管路上，出气口安装在排气阀和排气消音器连接的管路上；称重设备输出电信号至充装质量控制器，充装质量控制器与气动执行机构和限位开关通过电气线路相连接；气动执行机构安装在灭火剂-抽真空-充装三通阀的阀杆上，其中：

所述氮气源接口，用于连接提供压力的氮气源；

所述过滤器，用于滤除氮气气流中的颗粒杂质；

所述加压氮气压力表，用于测量氮气源的压力；

所述氮气三通阀，用于选择切换氮气流流向灭火器或灭火剂储罐，此阀可以关断，即1端、2端和3端之间互不连通，此阀的1端也可以分别与2端或3端连通，但此阀的2端和3端之间无法连通；

所述灭火器加压调压阀，用于调节充入灭火器内加压氮气的压力；

所述灭火器加压压力表，用于显示充入灭火器内加压氮气的压力；

所述灭火剂储罐加压调压阀，用于调节充入灭火剂储罐内加压氮气的压力；

所述灭火剂储罐加压压力表，用于显示充入灭火剂储罐内加压氮气的压力；

所述灭火剂储罐管路排气阀，用于更换灭火剂储罐和充装结束时，排空灭火剂储罐和充装设备连接管道内的压力；

所述灭火剂储罐出口压力表，用于显示灭火剂储罐输出灭火剂的压力；

所述灭火剂储罐进气接口，用于连接灭火剂储罐加压进气阀；

所述灭火剂储罐出气接口，用于连接灭火剂储罐出气阀；

所述灭火剂-抽真空-充装三通阀，用于切换向灭火器充装灭火剂和灭火器抽真空时的气流流动方向，此阀可以关断，即1端、2端和3端之间互不连通，此阀的1端也可以分别与2端或3端连通，但此阀的2端和3端之间无法连通；

所述真空表，用于显示抽真空时灭火器内部的真空度；

所述真空泵，用于灭火器抽真空；

所述排气消音器，用于消除排气时的噪音；

所述排气口，用于排出充装设备管路内的气体；

所述充装质量控制器，用于设定充装灭火剂的质量；

所述气动执行机构，用于控制灭火剂-抽真空-充装三通阀的开启状态；

所述限位开关，用于显示灭火剂-抽真空-充装三通阀的开启状态；

所述称重设备，用于称量充装灭火剂的质量；

所述灭火器加压阀，用于控制向灭火器充装氮气，进而对灭火器进行加压；

所述排气阀，用于控制设备管路中气体的排出；

所述比例卸荷阀，用于灭火器充装过程中压力过高时的自动泄压；

所述灭火器接口，用于连接灭火器充装阀。

其中，可根据灭火器充装压力，选取比例卸荷阀，比例卸荷阀的压力等于灭火器的最大充装压力。

其中，所述的充装质量控制器中输入拟充装入灭火器内灭火剂的质量，充装质量控制器根据设定的充装质量控制气动执行结构开闭灭火剂-抽真空-充装三通阀，进而控制充装过程。

其中，所述的真空泵连接在灭火器充装管路上，通过三通阀切换充装灭火剂功能和抽真空功能。

其中，所述连接各阀门组件的管路在不影响设备维护维修时，应尽可能短。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明可以解决现有灭火剂充装技术方案中无法在充装前抽真空，可以自动控制充装灭火剂重量，以及缺少有效防止向灭火器内充装较高压力的技术措施等问题。

(2)本发明可以解决现有灭火剂充装技术方案中管路内可能残留气体量较多的问题，减少气体的浪费，降低可能造成的环境污染。

附图说明

图1为本发明一种灭火剂充装设备示意图，其中，1为氮气源接口，2为过滤器，3为氮气源压力表，4为氮气三通阀，5为灭火器加压调压阀，6为灭火器加压压力表，7为灭火剂储罐加压调压阀，8为灭火剂储罐加压压力表，9为灭火剂储罐管路排气阀，10为灭火剂储罐出口压力表，11为灭火剂储罐进气接口，12为灭火剂储罐出气接口，13为灭火剂-抽真空-充装三通阀，14为真空表，15为真空泵，16为排气消音器，17为排气口，18为充装质量控制器，19为气动执行机构，20为限位开关，21为称重设备，22为灭火器加压阀，23为排气阀，24为比例卸荷阀，25为灭火器接口，26为氮气源，27为氮气源接口阀，28为灭火剂储罐加压进气阀，29为灭火剂储罐出气阀，30为灭火剂储罐，31为灭火剂充装阀，32为灭火器。

具体实施方式

下面通过实施实例结合附图对本发明作进一步说明，但本发明的实施范围并不局限于这种布置方式。

如图1所示，本发明的灭火剂充装设备，包括氮气源接口、过滤器、氮气源压力表、氮气三通阀、灭火器加压调压阀、灭火器加压压力表、灭火剂储罐加压调压阀、灭火剂储罐加压压力表、灭火剂储罐管路排气阀、灭火剂储罐出口压力表、灭火剂储罐进气接口，灭火剂储罐出气接口、灭火剂-抽真空-充装三通阀、真空表、真空泵、排气消音器、排气口、充装质量控制器、气动执行机构、限位开关、称重设备、灭火器加压阀、排气阀、比例卸荷阀和灭火器接口，上述各部分通过机械连接、电气线缆与工艺气路连接组成一个实验设备。

本实施例中，所有气体管路选择外径为1/4英寸的316l不锈钢卡套管，耐压值为35mpa。

本实施例中，氮气源接口、灭火剂储罐进气接口、灭火剂储罐出气接口、排气口和灭火器接口，均选用316l不锈钢材质的双卡套管直通接头。

本实施例中，氮气源压力表、灭火器加压压力表、灭火剂储罐加压压力表和灭火剂储罐出口压力表选用量程为0至16mpa，1/4英寸卡套管连接的压力表，安装方式选择面板安装。

本实施例中，真空表选用量程为-100kpa至150kpa，1/4英寸卡套管连接的真空表，安装方式选择面板安装。

本实施例中，过滤器选用直通型颗粒过滤器，两端为1/4英寸卡套管接头，过滤组件公称孔尺寸为0.5微米，在-28至37℃范围内，工作压力为20mpa。

本实施例中，氮气三通阀、灭火剂-抽真空-充装三通阀选用三通切换式球阀，三端连接都为1/4英寸卡套管接头，37℃工作压力为17.2mpa，cv值为0.9。

本实施例中，灭火器加压调压阀、灭火剂储罐加压调压阀选用面板安装紧凑型调压阀，最大进气口压力为24.8mpa，出口压力为0至10.3mpa，两端连接为1/8英寸fnpt连接，cv值为0.06。

本实施例中，灭火剂储罐管路排气阀、灭火器加压阀、排气阀选用球阀，两端为1/4英寸卡套管接头，室温(37℃)压力额定值为17.2mpa，cv值为0.6。

本实施例中，比例卸荷阀选用两端为1/4英寸卡套管接头的比例卸荷阀，室温压力额定值为37℃时41.3mpa，最高温度压力额定值为121℃，33.8mpa，卸荷动作压力可在一定范围内调整，如灭火器的额定工作压力为4.5mpa，选择卸荷阀的可调动作压力范围为2.41至5.17mpa，在此基础内再手动调整至4.5mpa。

本实施例中，真空泵选用膜片无油真空泵，极限压力为3.3kpa，实际抽速为120l/min。

本实施例中，充装质量控制器选用plc。

本实施例中，称重设备选用精密电子天平，量程范围为0至56kg，精度为0.1g。

本实施例中，气动执行机构选用用于三通切换阀门的气动执行机构。

本实施例中，限位开关选用可输出常闭信号和另外两端切换信号的限位开关。

工作流程如下，将所属灭火剂充装设备的所有阀门都处于关闭状态，将氮气源接口阀与氮气源接口连接，灭火剂储罐的灭火剂储罐加压进气阀、灭火剂储罐出气阀分别与灭火剂储罐进气接口、灭火剂储罐出气接口连接，灭火器安装在称重设备上，将灭火器与灭火器接口连接。首先对灭火器进行抽真空操作，将灭火剂-抽真空-充装三通阀的1端与3端连通，开启真空泵，当灭火器内的真空度达到要求时，关闭灭火剂-抽真空-充装三通阀。在充装质量控制器中输入拟充装入灭火器中灭火剂的质量，将灭火剂-抽真空-充装三通阀的1端与2端连通，如果灭火剂储罐中的压力较高，由于压差的作用，灭火剂会自动流入灭火器中，如果灭火剂储罐中的压力较低，将氮气三通阀的1端和3端连通，调节灭火剂储罐加压调压阀，当为灭火剂储罐加压压力表和灭火剂储罐出口压力表的示数满足要求时，停止调节灭火剂储罐加压调压阀，灭火剂会受到加压氮气的作用，流入灭火器中，当称重设备测量充入灭火剂的质量达到充装质量控制器中设定的值，充装质量控制器控制气动执行机构动作，将灭火剂-抽真空-充装三通阀关断，限位开关将加压氮气-排空-充装三通阀的开闭状态反馈给充装质量控制器。接下来对灭火器进行氮气加压过程，将氮气三通阀的1端和2端相连通，打开灭火器加压阀，根据灭火器拟加压的压力值，调节灭火器加压调压阀，当灭火器加压压力表的示数达到要求时，停止调节灭火器加压调压阀，关闭灭火器上的充装阀，关闭氮气三通阀，此时灭火器充装完毕。下面需要将管路中的残余气体放空，关闭氮气源上的接口阀、灭火剂储罐入口阀和灭火剂储罐出口阀后，再将氮气三通阀的1端和2端连通，将灭火剂-抽真空-充装三通阀1端和2端连通，打开灭火剂储罐管路排气阀，再打开排气阀，即可将设备中其余管路中的残余气体排空，此时即可将灭火器充装阀与灭火器接口断开。