专利名称：气体回收及充灌装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种气体的回收及充灌装置，主要用于SF6高压电器(容器)制造和使用中对SF6的回收、充灌及储存，也可用于其它稀有气体或贵重气体的回收、灌装及储存。
通常，稀有贵重气体的输送和回收是由膜式压缩机完成的，这种压缩机使介质保持纯洁，且密封性好，但由于受膜片材料的强度和液体惯性的限制，其膜腔容积不能太大，转速不能过高，只适用于小气量输送。另外这种压缩机的结构复杂、体积笨重、造价昂贵、工作机械呆板、维修难度大，维修周期短，工作较率较低，这些可以从膜压机和空压机的参数对比表中明显地看出。
续表
(表中数据选自燃化部物资供应管理局1975年编的《燃料化学工业设备参考资料手册》)
通常较低真空度气体的无油回收可以通过无油润滑波汶管密封式机械真空泵实现。这种泵虽然解决了油污染问题，但带来了金属粉尘污染，且极限真空度不高(一般≥2000Pa)，其另外的缺点是运行噪声高(＞90db)，工作效率低，结构复杂，体积笨重、造价较高。(该真空泵的详细介绍可参见《真空科学与技术》第三卷第三期177页)。
有专利号为86207843的“气体灌装及回收装置”是采用无油润滑波汶管密封式机械真空泵和膜式压缩机串联回收SF6气体的，这种装置具有无油真空泵和膜式压缩机的各种缺点。
另有专利号为89204749的“气体的充放及回收装置”，利用内腔装有橡皮袋的压力容器和机械真空泵将SF6气体抽到该容器的橡皮袋内，依靠膜式压缩机的吸口提供的真空度将该容器橡皮袋内SF6气体抽走，完成回收工作。这种装置的缺点是必须后级串有压缩机，如果离开了后级的膜式压缩机，前级是无法工作的，因而这种装置仍然具有膜式压缩机的各种缺点。
以上两种装置均为手工操作，系统复杂，安全性、可靠性得不到保证，膜式压缩机维修频繁等缺点。
本实用新型提供一种新型的气体回收及充灌装置，既不使用无油真空泵也不使用膜式压缩机，且能保证气体在回收及充灌过程中不受污染，并使气体回收彻底(残压＜2000Pa)。
本实用新型的气体回收系统主要是由隔膜室、普通流体动力机，一组控制阀门，一组状态传感器和自动控制器、净化器、换热器及连接管道等组成。其特征在于(1)普通流体动力机，(如空压机、液泵等)，通过阀门和管道连接在隔膜室的动力介质腔一侧，隔膜室的工作介质腔一侧(工作介质指回收气体)也通过阀门和管道连接，形成一个总的工作介质吸入口和工作介质压出口。(2)隔膜室的隔膜始终具有一个方向指向动力介质腔的预作用力。(3)普通流体动力机的负压口、正压口和隔膜室工作介质侧的气体吸入口、压出口设有状态传感器，其采样信号与自动控制的输入端相连，自动控制器的输出端接到各控制阀门数字显示器和普通流体动力机的电源控制端。
本实用新型的原理是通过按设定顺序循环控制各受控阀门的启闭，普通流体动力机将动力介质从正压口轮番压入相应隔膜室的动力介质腔，同时又轮番将相应隔膜室的动力介质腔内的动力介质吸进其负压口，从而使各隔膜室的隔膜作收缩、胀开交替运动，这种运动使隔膜室工作介质腔也交替地被吸入或压出，于是使工作介质单向地从工作介质吸入口输往工作介质压出口，从而完成气体的回收工作。
受控阀门的顺序循环启闭可以由自动控制器来控制，其控制的依据来自各状态传感器的感应信号及设定转换条件。数字显示器在整个工作过程中可以直观地显示出各种状态参数，其中目的状态参数一旦达到设定要求，自动控制器便发出指令，切断原动力机电源，工作结束。
本实用新型隔膜室的隔膜使动力介质和工作介质始终处于完全隔离状态，保证了气体在回收过程中免受油、金属粉尘等杂质的污染。更重要的是由于隔膜室的隔膜具有方向指向动力介质腔的预压力(既弹性隔膜收缩应力)，通过隔膜室的结构设计，可以方便地使这个预压力大于0.1MPa(绝压)，这样只要普通流体动力机的负压口能够提供0表压，隔膜的预压力使隔膜收缩，就能够将容气中的负压气体吸入工作介质腔内，当正压动力介质压入动力介质腔时，将使隔膜胀开，将工作介质压缩从压出口排出，通过多次循环，使得被回收气体容器中的气体越来越少，最终使得被回收容器中的真空度越来越高，其理论极限真空度接近于零。实际极限真空度取决于隔膜室工作介质腔的容积效率。(压出口排气阀的余隙／工作介质腔的容积)。这一原理的应用，使得只具备压缩功能的普通流体动力机，同时具备了无污染抽真空和压缩的功能。
与以往的同类产品比较，本实用新型具有以下优点1、以价廉的流体动力机和隔膜室代替了昂贵笨重的膜式压缩机和无油真空泵，使得本实用新型的结构简单，制造容易，价格低廉，回收彻底并且克服了膜式压缩机和无油真空泵的各种缺点。
2、本实用新型是机电气(液)一体化装置，工作全过程可以由自动控制器来控制，大大减轻了劳动强度，从而也提高了工作的安全可靠性。
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型。
本实施例是较完整的SF6气体回收及充灌装置。
图1是本实施例的工作系统图。
图2是本实施例的装置图。
本实施例的工作原理如下由液泵(22)提供动力，通过换向阀(21)的动作，交替地将隔膜室(1)中的液体(即动力介质)抽出并压到隔膜室(2)的动力介质腔中，又将隔膜室(2)中的液体抽出压回到隔膜室(1)的动力介质腔中，这样使得两隔膜室中的隔膜做缩胀交替动力，从而使得两隔膜室的工作介质的容积交替地从最小(接近零的余隙)变到最大(接近隔膜室内容积)，又从最大变到最小，再通过各控制阀门的协调动作，完成本装置无油抽真空、无油真空压缩回收SF6和充灌SF6之功能，实现这些功能的动作过程和原理如下1、抽真空即分别对装置本身和容器(10)及高压储气罐(19)抽真空。
抽真空时，阀(6)始终开启，阀(3)和换向阀(21)的电磁铁1DT联动，阀(8)和换向阀(21)的电磁铁2DT联动，在液泵(22)的作用下，并通过换向阀(21)的不断换向，使气体通过阀(3)和阀(8)被交替地吸入到两隔膜室的工作介质腔又交替地通过阀(4)、(7)和阀(6)被排到大气中。隔膜室的工作介质的高真空度是由隔膜的预收缩力实现的，通过隔膜室的结构设计(如图4所示)，可以方便地使隔膜的预收缩力产生≥0.1MPa的压强，从而实现了使用普通液泵完成无油抽真空工作之目的。整个过程中换向阀(21)的换向由电控器自动控制，每当压力传感器(20)出现一次大于其上限设定值时，电控器中的信号比较器输出一个触发信号使双稳电路翻转一次，驱动电路便使阀(21)也相应地换向一次。直至传感器(13)小于或等于其下限设定值。
图3是图2的左视图。
图4是隔膜室结构示意图。
图1中(1)、(2)为隔膜室，其容积比膜压机的工作腔大几个数量级(如做成120升)，(3)、(8)为进气电磁阀，(5)、(9)为电磁阀，(4)、(7)为排气单向阀，(10)为被回收或充灌容器(如SF6高压电器)，(6)、(11)、(15)、(16)、(18)为控制阀门，(12)、(13)、(20)为压力传感器，(14)为净化器(如分子筛过滤器)，(17)为热交换器，(19)为高压SF6储气罐(如SF6标准钢瓶)，(21)为换向阀(如 34DY－250电液换向阀)，(22)为液泵(如3G70X4－25／40螺杆泵)，(23)为安全阀，(24)为液槽，(25)为进排液阀，(26)为补液单向阀。
图2中(27)、(28)、(30)为压力传感器，(29)、(31)、(32)、(37)、(38)为控制阀门，(33)为排气单向阀，(34)为净化器，(35)为冷却器，(36)为电控器，(39)为液槽，(40)为安全阀，(41)为液泵，(42)为补液单向阀，(43)为换向阀；图3中(44)、(45)、(46)、(47)为电磁阀，(48)、(49)为隔膜室，(50)为机架总成。
图4中(51)为隔膜室工作介质(如SF6气体)进气电磁阀，这种阀可消除普通单向阀的开启力，(52)为工作介质排气阀，(53)为隔膜室外壳(如4MPa压力容器)，(54)为隔膜，它采用弹性橡胶制成，通过予拉变形套在内护套(55)上，使两者之间产生0.1MPa压强的予作用力。
(比如13.3Pa)电控器控制关机。
在以上过程的作用下，开启阀(15)可对装置本身抽真空；开启阀门(11)可对容器(10)抽真空；开启阀(16)可对储气罐(19)抽真空。
2、回收即将容器(10)中的SF6回收到高压储气罐(19)中，回收是本装置的重点工作内容，工作时阀(11)、(18)开启，阀(16)、(15)关闭，阀(3)、(9)与阀(21)的电磁铁1DT联动，阀(8)、(5)和阀(21)的电磁铁2DT联动，其余工作过程与抽真空时一致。容气(10)中SF6气体是通过阀(3)和阀(5)被交替地吸入到两隔膜室的工作介质腔的，又交替地通过阀(5)和阀(9)被压出，再通过净化器(14)、热交换器(17)和阀(18)被液化回收到高压储气罐(19)中。当压力传感器(13)的实测小于或等于其下限设定值(如2000Pa)时，回收工作终了，电控器控制机关。
3、充灌即把高压储气罐(19)中的SF6液化气充灌到容气(10)中。
开启阀(18)、(15)和阀(11)，本装置便进行上述充灌工作，当压力传感器(13)的实测值大于或等于其上限设定值(比如0.7MPa)时，关闭阀(18)、(15)和阀(11)，充灌工作结束。
权利要求1.一种气体回收及充灌装置，由流体动力机、隔膜室，热交换器，净化器，阀门和管道等连接而成，其特征在于隔膜室有多个，每个隔膜室内装有可以胀缩的隔膜，将其分成互相隔离的动力介质腔和工作介质腔，各动力介质腔用管道与流体动力机进出口相连，各工作介质腔分别设有一个吸入口和一个压出口，所有吸入口通过进气阀用管道联成一个总的工作介质吸入口，所有压出口通过排气阀，用管道联成一个总的工作介质压出口。
2.按权利要求1所述的气体回收及充灌装置，其特征在于隔膜室的隔膜是赋有预收缩力的弹性橡胶。
3.按权利要求1所述的气体回收及充灌装置，其特征在于隔膜室工作介质吸入口所接的进气阀为电磁阀，工作介质腔压出口所接的排气阀为单向阀。
4.按权利要求1或2或3所述的气体回收及充灌装置，其特征在于装置中还设有压力传感器和自动控制器，自动控制器的输入端与压力传感器相接，自动控制器的输出端接到各电磁阀和液泵电源控制端。
专利摘要本实用新型是一种气体回收及充灌装置。其主体是采用液泵，隔膜室，热交换器，控制阀和管道连接而成，由自动控制器的控制下，液泵交替地将动力介质抽出或压进隔膜室的动力介质腔，依靠隔膜将工作介质(被回收气体)从隔膜室工作介质腔吸入口抽进再从压出口排出，通过热交换器加速液化，实现将被回收容器中的气体，无污染、高保纯、彻底地回收到储罐中。本装置适用于SF
文档编号F17C5/00GK2142921SQ9223863
公开日1993年9月29日 申请日期1992年10月21日 优先权日1992年10月21日
发明者王立生, 齐万胜 申请人:王立生, 齐万胜