可移动橇装式气体瓶组充装装置和方法与流程

本发明涉及一种可移动式橇装式气体瓶组充装装置和方法，用于特种气体、稀有气体、高纯气体自动充装、可实现自动清瓶、检漏、精确计量充装全过程的装置。

背景技术：

高纯稀有气体和特种气体价格昂贵且部分气体为毒性气体，危害较大，充装时需要控制充装瓶的温度来保证精准的充装量和纯度，能实现自动清瓶、检漏、充装尽量避免人工操作。

传统的充装在变温充装室进行，由于保温板材料性能限制，温度调整范围为-15℃—40℃，控温范围较窄。室内空间整体温度调整，瓶组本身受热并不均匀，能耗较高。

技术实现要素：

本发明采用自带除霜功能的冷暖柜式空调机组，温度调整范围为-20℃—60℃，控温风道采用特制的马蹄形风道，包裹气瓶，风道内部密布排风孔可保证瓶身受热均匀，降低能耗，提高充装速度。

一种可移动式橇装式气体瓶组充装装置包含：

隔绝传热保持柜内温度的隔冷热柜体，

设置在隔冷热柜体内的温度调节系统，

设置在柜体内的用于实现气体瓶组的清瓶、检漏、自动充装流程的充装计量控制系统，

设置在隔冷热柜体内的用于控制气瓶周围环境温度的暖通风道系统、

设置在隔冷热柜体内的用于探测通风系统检测柜体内环境气体组分，当有危险气体泄漏时自动报警通风的危险气体探测通风系统；

所述温度调节系统为能够在-20℃—60℃的范围内调整柜内温度的优选自带除霜功能的柜式冷暖空调机组，所述暖通风道系统为分布在柜体两侧侧壁的成排马蹄形风道结构，马蹄形风道结构具有用于放置气瓶的一个或多个半圆形缺口、位于马蹄形风道结构内的风道、与风道连通的、在风道半圆面均匀设置的多个出风气孔，柜式冷暖空调机组出来的冷暖风通过优选装有调节风阀的通风管连接至各风道的进口。

进一步地，每个风道均设置风量阀。

进一步地，所述自带除霜功能的冷暖柜式空调机组采用制冷介质盘管和电加热管。其可控制调整柜内温度(-20℃—60℃)，可根据介质泡点和压力露点温度调整充装瓶身温度，满足充装要求。

进一步地，所述充装计量控制系统，包括设置在马蹄形风道结构的半圆形缺口底部的称重电子秤、通过管道与气瓶进口连接的回收阀、吹扫阀、真空管道阀、充装阀、氦检漏仪。充装计量系统采用称重电子秤称重，使用程序控制器和电子秤控制清瓶、吹扫、检漏、充装过程，清瓶时开启回收阀并提高瓶身周围环境温度至高于瓶内介质泡点温度10℃左右，将瓶内残余气体蒸出至回收管道；清瓶完成后开启吹扫阀充入氦气进瓶内置换瓶内气体，并充至检漏压力，通过氦检漏仪检漏，检漏合格后使用开启真空管道阀抽真空管路将瓶内气体抽出，达到真空度后清瓶、检漏过程完成；打开充装阀，并降低瓶身温度至充装温度，通过称重电子秤称重计量控制充装至满瓶重量后输出完成充装信号，关闭充装阀，充装完成。充装时气瓶放置到马蹄形风道包裹的半圆空间内，电子计量秤之上。

所述暖通风道系统为分布在柜体两侧侧壁的成排马蹄形风道结构，气瓶放置在马蹄形风道结构的半圆形缺口内，从温度调节系统内出来的冷暖风通过装有调节风阀的通风管输送至马蹄形风道结构的风道内，通过马蹄形风道半圆弧内板(风道半圆面)上均布的出风气孔将冷热风输送至瓶身周围，风道半圆面均匀设置例如φ(直径)10-25mm，进一步φ3-18mm，优选约φ16mm出风气孔，数目例如为10-100个，进一步例如30-60个，风道的直径例如可以为出风气孔的2-10倍。保证通风系统气流均匀布满瓶身。采用马蹄形风道控制所有气瓶周围温度，有利于充装前瓶内残留气体蒸出，充装时加快充装速度。

进一步地，所述危险气体探测通风系统包含设置在隔冷热柜体内的危险气体探头和联锁工作的通风风机，当检测柜体内环境气有危险气体成分时自动报警开启风机通风。

本发明进一步提供了使用所述可移动橇装式气体瓶组充装装置的充装方法，包括如下步骤：

专用空调柜机采用电加热管加热，采用制冷盘管接入制冷介质制冷，控制柜内温度；

充装计量控制系统包括称重电子秤、回收阀、吹扫阀、真空管道阀、充装阀、氦检漏仪，充装计量控制系统采用称重电子秤称重，使用程序控制器和电子秤控制清瓶、吹扫、检漏、充装过程，清瓶时开启回收阀并使用温度调节系统提高瓶身周围环境温度至高于瓶内介质泡点温度10℃±5℃左右，将瓶内残余气体蒸出至回收管道；清瓶完成后开启吹扫阀充入氦气进瓶内置换瓶内气体，并充至检漏压力，通过氦检漏仪检漏，检漏合格后使用开启真空管道阀抽真空管路将瓶内气体抽出，达到真空度后清瓶、检漏过程完成；充装时气瓶放置到马蹄形风道包裹的半圆空间内，电子计量秤之上，打开充装阀，并使用温度调节系统降低瓶身温度至充装温度，通过称重电子秤称重计量控制充装至满瓶重量后输出完成充装信号，关闭充装阀，充装完成。

暖通风道系统采用马蹄形风道保证气瓶周围的环境温度，有利于充装前瓶内残留气体蒸出，充装时加快充装速度。

所述危险气体探测通风系统包含危险气体探头和联锁工作的通风风机，当检测柜体内环境气有危险气体成分时自动报警开启风机通风。

本发明的优点：

1、本发明的可移动式橇装式气体瓶组充装装置可实现柜内温度自动控制；

2、充装时在控制调整充装环境温度保证精确控制充装量，同时实现自动清瓶、检漏、充装尽量避免人工操作；

3、自动探测柜内气体环境，防止危险气体泄漏危害人身安全；

4、橇装式设计可实现充装规模快速变更。

附图说明

图1为本发明的可移动式橇装式气体瓶组充装装置示意图，其中，

1、温度调节系统；2、隔冷热柜体；3、充装计量控制系统；4、暖通风道系统；5、危险气体探测通风系统。

图2为暖通风道系统的马蹄形风道示意图。

图3为充装计量控制系统示意图，其中：

3-1、回收阀；3-2、吹扫阀；3-3、真空管道阀；3-4、充装阀；3-5、氦检漏仪；3-6、称重电子秤；4、暖通风道系统；6、气瓶；7、风道；8、出风气孔。

具体实施方式

以下结合附图来进一步说明本发明，然而，应该理解的是，以下的说明仅为示例性的，不构成对本发明范围的任何限制。

如图1～3所示，一种可移动式橇装式气体瓶组充装装置包含：隔绝传热保持柜内温度的隔冷热柜体2，设置在隔冷热柜体内的温度调节系统1，设置在柜体内的用于实现气体瓶组的清瓶、检漏、自动充装流程的充装计量控制系统3，设置在隔冷热柜体内的用于控制气瓶周围环境温度的暖通风道系统4、设置在隔冷热柜体内的用于探测通风系统检测柜体内环境气体组分，当有危险气体泄漏时自动报警通风的危险气体探测通风系统5；

所述温度调节系统1为能够在-20℃—60℃的范围内调整柜内温度的自带除霜功能的柜式冷暖空调机组，所述暖通风道系统4为分布在柜体两侧侧壁的成排马蹄形风道结构，马蹄形风道结构具有用于放置气瓶6的半圆形缺口、位于马蹄形风道结构内且在各半圆形缺口后的风道7(风道7截面形状例如可以为方形、圆形、椭圆形等)、与风道7连通的、在风道半圆面均匀设置的出风气孔8，柜式冷暖空调机组出来的冷暖风通过装有调节风阀的通风管(图中未示出)连接至各风道的进口。另外，每个风道7均可设置风量阀(图中未示出)。

隔冷热柜体2的尺寸没有特别限制，可以根据装置的规模(同时处理的气瓶数)来确定。

充装计量控制系统3包括设置在马蹄形风道结构的半圆形缺口底部的称重电子秤3-6、通过管道与气瓶6进口连接的回收阀3-1、吹扫阀3-2、真空管道阀3-3、充装阀3-4、氦检漏仪3-5。

暖通风道系统4为分布在柜体两侧侧壁的成排马蹄形结构，气瓶放置在马蹄形风道的半圆形缺口内，从温度调节系统内出来的冷暖风通过装有调节风阀的通风管输送至风道7内，通过马蹄形风道半圆弧内板上均布的出风气孔将冷热风输送至瓶身周围，风道半圆面均匀设置出φ16mm出风气孔8，保证通风系统气流均匀布满瓶身。采用马蹄形风道控制所有气瓶周围温度，有利于充装前瓶内残留气体蒸出，充装时加快充装速度。

暖通风道系统4采用马蹄形风道保证气瓶周围的环境温度，有利于充装前瓶内残留气体蒸出，充装时加快充装速度。

危险气体探测通风系统5包含危险气体探头和联锁工作的通风风机，当检测柜体内环境气有危险气体成分时自动报警开启风机通风。

实施例1

采用可移动橇装式气体瓶组充装装置的充装方法，包括如下步骤：

柜式冷暖空调机组(专用空调柜机)采用电加热管加热，采用制冷盘管接入制冷介质制冷，控制柜内温度，隔冷热柜体2隔绝传热保持柜内温度；

充装计量控制系统3采用电子秤3-6称重，使用程序控制器和电子秤控制清瓶、吹扫、检漏、充装过程，清瓶时开启回收阀3-1并使用温度调节系统和暖通风道系统提高瓶身周围环境温度至高于瓶内介质泡点温度10℃左右，将瓶内残余气体蒸出至回收管道；清瓶完成后开启吹扫阀3-2充入氦气进瓶内置换瓶内气体，并充至检漏压力，通过氦检漏仪3-5检漏，检漏合格后使用开启真空管道阀3-3抽真空管路将瓶内气体抽出，达到真空度后清瓶、检漏过程完成；打开充装阀3-4，并使用温度调节系统和暖通风道系统降低瓶身温度至充装温度，通过电子秤3-6称重计量控制充装至满瓶重量后输出完成充装信号，关闭充装阀3-4，充装完成。充装时气瓶放置到马蹄形风道包裹的半圆空间内，电子计量秤之上。

根据本发明的可移动式橇装式气体瓶组充装装置，可实现柜内温度自动控制，充装时在控制调整充装环境温度保证精确控制充装量，同时实现自动清瓶、检漏、充装尽量避免了人工操作，橇装式设计可实现充装规模快速变更。

以上描述了本发明的优选实施方式，然而，以上描述不用于限制的目的。本领域普通技术人员在不偏离本发明主旨和范围的情况下，可以对本发明做出许多变化或修饰。所述变化或修饰应纳入所附权利要求的范围内。