一种高纯氧气充装系统的制作方法

本实用新型涉及气体充装领域，具体涉及一种高纯氧气充装系统。

背景技术：

充装过程产生高温，如果速度过快，可能会引发充装中的助燃气体或可燃气体的燃烧，甚至引发爆炸。根据文献(论永久气体的充装速度，株洲硬质合金集团公司文树德)所述，湖南衡阳某大型国企氧气充装站，1987～1990年间连续三次在同一充装部位发生同一类型的恶性爆炸，三次爆炸的特点是：爆炸都是在充装快要结束时，此时气体充装压力较高，爆炸时充装压力分别为12Mpa、13Mpa、14．4Mpa(该单位规定最高充装压力为14．5Mpa)。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高纯氧气充装系统，将充装过程中累积的热量及时带走，一方面，防止钢瓶发热，保证了瓶装气体质量不变，另一方面，使得瓶体温度降低，可以适当降低充装压力，从而避免压力过高带来的风险。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高纯氧气充装系统，包括依次连接的高纯液氧储罐、低温液体泵、汽化器、汇流排以及充装装置，所述充装装置包括若干充装支管路，所述充装支管路与钢瓶连接，其中，所述高纯氧充装系统还包括依次连接的冷却装置、增压泵以及喷淋装置，所述喷淋装置包括若干个喷嘴，所述喷嘴朝向所述钢瓶以向所述钢瓶喷淋低温气体。

上述技术方案中，所述钢瓶置于所述喷淋装置之下，所述喷淋装置喷淋出的气流形成低温冷空气风幕。

上述技术方案中，所述钢瓶置于一四周围挡的有限空间内或所述钢瓶和所述喷淋装置置于一设有排风装置的封闭空间内。

上述技术方案中，所述冷却装置为汽化器冷量回收装置，所述冷却装置的冷却介质为汽化器外部周围的低温空气，所述增压泵将所述汽化器外部周围的低温空气输送到所述喷淋装置。

上述技术方案中，所述增压泵与所述喷淋装置之间通过喷淋管路连接，所述若干喷嘴分别连接所述喷淋管路的轴向不同位置。

上述技术方案中，所述汇流排包括：

-主管路，其与所述若干充装支管路连接；

-充装管路，其连接所述汽化器和所述主管路，所述充装管路上设有充装阀；

-放空管路，其连接所述主管路和外界大气，所述放空管路上设有放空阀；

-安全泄压管路，其与所述放空管路连接，所述安全泄压管路上设有安全阀；

-抽真空管路，其连接所述主管路和一真空抽吸泵，所述抽真空管路上设有抽真空阀。

上述技术方案中，所述充装管路上还设有位于所述充装阀输入侧的第一紧急切断阀，每条所述充装支管路上还设有第二紧急切断阀。

上述技术方案中，所述冷却装置与所述增压泵之间的管路设有第一截止阀，所述喷淋管路设有位于所述喷淋装置输入侧的第二截止阀。

由于上述技术方案运用，本实用新型具有下列优点：本实用新型公开的高纯氧气充装系统，空气经冷却装置与汽化器耦合换热后，由增压泵输送到钢瓶充装区，对待充装钢瓶进行降温，这样有两个好处：

1）将充装过程中累积的热量及时带走，防止钢瓶发热，保证了气体的质量；

钢瓶发热也会影响瓶装气体质量，以氩气为例，要求瓶装Ar压力在14.0～14.5Mpa以上，如果充装过程中热量不能及时带走，热量累积导致钢瓶温度升高，即使压力达到最高充装压力15～15.4Mpa，但是当钢瓶恢复到环境温度后，根据文献(论永久气体的充装速度，株洲硬质合金集团公司文树德)所述，恢复在环境温度(20℃)时，瓶内压力仅为13Mpa，这就影响产品质量；

2）将充装过程中累积的热量及时带走，使得瓶体温度降低，在保证瓶装气体质量不变的情况下，可以适当降低充装压力，从而避免压力过高带来的爆炸风险。

附图说明

图1为本实用新型公开的高纯氧气充装系统的连接示意图。

其中，10、高纯液氧储罐；20、低温液体泵；30、汽化器；40、汇流排；50、充装支管路；60、钢瓶；70、冷却装置；80、增压泵；90、喷嘴；101、充装阀；102、放空阀；103、安全阀；104、抽真空阀；105、第一紧急切断阀；106、第二紧急切断阀；107、第一截止阀；108、第二截止阀。

具体实施方式

结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

参见图1，如其中的图例所述，一种高纯氧气充装系统，包括依次连接的高纯液氧储罐10、低温液体泵20、汽化器30、汇流排40以及充装装置，充装装置包括若干充装支管路50，充装支管路50与钢瓶60连接，其中，高纯氧充装系统还包括依次连接的冷却装置70、增压泵80以及喷淋装置，喷淋装置包括若干个喷嘴90，喷嘴90朝向钢瓶60以向钢瓶60喷淋低温气体。

一种实施方式中，钢瓶60置于喷淋装置之下，喷淋装置喷淋出的气流形成低温冷空气风幕。

一种实施方式中，钢瓶60置于一四周围挡的有限空间（图中未视出）内或钢瓶60和喷淋装置置于一设有排风装置的封闭空间（图中未视出）内。

一种实施方式中，冷却装置70为汽化器冷量回收装置，冷却装置70的冷却介质为汽化器30外部周围的低温空气，增压泵80将汽化器30外部周围的低温空气输送到喷淋装置。

一种实施方式中，增压泵80与喷淋装置之间通过喷淋管路连接，若干喷嘴90分别连接喷淋管路的轴向不同位置。

一种实施方式中，汇流排40包括：

-主管路，其与若干充装支管路50连接；

-充装管路，其连接汽化器30和主管路，充装管路上设有充装阀101；

-放空管路，其连接主管路和外界大气，放空管路上设有放空阀102；

-安全泄压管路，其与放空管路连接，安全泄压管路上设有安全阀103；

-抽真空管路，其连接主管路和一真空抽吸泵（图中未视出），抽真空管路上设有抽真空阀104。

一种实施方式中，充装管路上还设有位于充装阀101输入侧的第一紧急切断阀105，每条充装支管路50上还设有第二紧急切断阀106。

一种实施方式中，冷却装置70与增压泵80之间的管路设有第一截止阀107，喷淋管路设有位于喷淋装置输入侧的第二截止阀108。

以下为上述高纯氧气充装系统的充装过程

1、充装前先对充装管线进行置换吹扫工序

1.1、 开启充装阀101，充入一定压力的高纯氧气，例如5bar;

1.2、 关闭充装阀101，打开放空阀92泄压，直到汇流排压力微高于大气压，例如1.5bar；

1.3、关闭放空阀102，开启抽真空阀104和抽真空泵，将充装支管路50抽空至负压；

1.4、重复以上1）～3)步骤若干次；

2、高纯氧气充装工序

2.1、开启充装阀101，开启各钢瓶60的瓶阀，待充装重量或压力达到时，停止充装；

2.2、 关闭各钢瓶60的瓶阀，关闭充装阀101；

2.3、 打开放空阀102，泄压；

2.4、断开各钢瓶60的瓶阀与充装支管路50的连接；

3、钢瓶降温工序

打开第一截止阀107、增压泵80以及第二截止阀108，空气经汽化器30冷却后，由增压泵80输送到钢瓶充装区，对钢瓶60进行降温；

其中，高纯氧气充装工序与钢瓶降温工序同步进行。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。