一种精准比例混合气体供应设备的制作方法

1.本发明涉及混合气体供应设备领域，特别是涉及一种精准比例混合气体供应设备。


背景技术：

2.混合气体是指两种或两种以上气体组成的气体混合物。现有混合气体供应设备主要是通过气柜对存储有精准比例混合气体的钢瓶进行减压，通过气柜进行混合气体供应。
3.请参阅图1，现有的混合气体供应设备主要包括吹扫管路和排气管路，所述排气管路包括第一排气管路和第二排气管路，所述吹扫管路和气柜ghr、气柜ghl连通，所述第一排气管路与气柜ghr连通，第二排气管路与气柜ghl连通，所述气柜ghr与钢瓶gasr连通，所述气柜ghl与钢瓶gasl连通；其中，所述吹扫管路上依次设置有包括气动阀门av1n、单向阀门cn1n、气动阀门av2n、压力传感器pt4、气动阀门av7r、气动阀门av7l；所述第一排气管路包括第一排气主管和第一排气副管，所述第一排气主管上依次设置有气动阀门av2r、气动阀门av3r、手动阀门mv8r，所述第一排气副管上并行设置有气动阀门av4r和气动阀门av5r；所述第二排气管路包括第二排气主管和第二排气副管；所述第二排气主管上依次设置有气动阀门av2l、气动阀门av3l、手动阀门mv8r，所述第二排气副管上并行设置有气动阀门av4l和气动阀门av5l；所述第一排气副管和第二排气副管的尾部依次设置有压力传感器pt3和手动阀门mv9。
4.所述混合气体供应设备的工作原理如下：
5.(1)钢瓶gasr相对于气柜ghr进行安装，钢瓶gasl相对于气柜ghl进行安装，并且进行密封性测试；
6.(2)钢瓶gasr/gasl的阀门打开，使得特殊气体进入气柜ghr/ghl；
7.(3)吹扫管路的气动阀门av2r打开，通过外界输入的n2对气柜ghr/ghl进行吹扫处理；
8.(4)钢瓶gasr/gasl内部的混合气体压力通过气柜ghr/ghl内部的压力传感器pt1r/pt1l进行观察，符合设定则自动打开气动阀门av2r/av2l，通过调压阀prv1r/prv1l进行调节输出，通过观察压力传感器pt2r/pt2l确定输出压力大小，满足压力则自动打开气动阀门av3r/av3 l，最后打开手动阀门mv8 r/mv8l输出混合气体。
9.现有混合气体供应设备存在以下缺点：
10.1、只能通过减压释放钢瓶gasr和钢瓶gasl中的混合气体，无法实现自主混合气体，使得混合气体供应成本较高。
11.2、精准比例混合气体的钢瓶价格较为昂贵，并且容量较少，无法满足大批量生产使用需求。
12.3、在满足大批量生产使用需求的供应量时，需要配备多个混合气柜进行供应，成本较高。


技术实现要素：

13.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种精准比例混合气体供应设备，通过将原始的气体进行精准比例混合，实现混合气体供应；可以缩减购买混合气钢瓶和普通气柜的成品，并且可以根据实际使用需求进行流量控制，满足大批量使用需求，减少混合气体的使用成本，从而达到利润最大化。
14.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种精准比例混合气体供应设备，包括特殊气体管路，与特殊气体管路连接的吹扫气体管路和标定气体管路；
15.所述特殊气体管路包括a气体输入管路和b气体输入管路，与a气体输入管路和b气体输入管路连接的特殊气体混合器，与特殊气体混合器连接的特殊气体输出管路；所述标定气体管路与特殊气体混合器连接；
16.所述特殊气体混合器包括混合输入管路，与混合输入管路连接的缓冲罐bt，与缓冲罐bt连接的混合输出管路；所述混合输入管路上依次串行设置有压力传感器pt1m、混合气体比例分析仪mix1m、手动阀门mv1m、手动阀门mv2m；
17.所述混合输出管路上依次串行设置有手动阀门mv3m、混合气体比例分析仪mix2m、电子流量计mfm1m、气动阀门av1m、手动阀门mv5m。
18.于本发明的一实施例中，所述a气体输入管路包括a气体串行输入管路和a气体并行输入管路；
19.所述a气体串行输入管路上依次串行设置有手动阀门mv1h、单向阀门cv1h、调压阀门prv1h以及压力传感器pt1h；所述a气体并行输入管路上依次并行设置有手动阀门mv2和手动阀门mv3、电子流量计mfc1h和电子流量计mfc2h、气动阀门av1h和气动阀门av2h、手动阀门mv4h和手动阀门mv5h。
20.于本发明的一实施例中，所述b气体输入管路包括b气体串行输入管路和b气体并行输入管路；
21.所述b气体串行输入管路上依次串行设置有手动阀门mv1a、单向阀门cv1a、调压阀门prv1a以及压力传感器pt1a；所述b气体并行输入管路上依次并行设置有手动阀门mv4和手动阀门mv5、电子流量计mfc1a和电子流量计mfc2a、气动阀门av1a和气动阀门av2a、手动阀门mv4a和手动阀门mv5a。
22.于本发明的一实施例中，所述标定气体管路包括第一标定气体管路和第二标定气体管路；所述第一标定气体管路上依次串行设置有手动阀门mv1z、调压阀门prv1z、单向阀门cv1z、多向阀门mv3c，所述第一标定气体管路上依次并行设置有单向阀门cv1c和单向阀门cv2c、手动阀门mv1c和手动阀门mv2c；所述第二标定气体管路上依次串行设置有手动阀门mv1s、调压阀门prv1s、单向阀门cv1s、多向阀门mv3s，所述多向阀门mv3s分别与单向阀门cv1c和单向阀门cv2c连接。
23.于本发明的一实施例中，所述手动阀门mv1c与混合气体比例分析仪mix1m连接，所述手动阀门mv2c与混合气体比例分析仪mix2m连接。
24.如上所述，本发明的一种精准比例混合气体供应设备，具有以下有益效果：本发明将两种原始气体通过流量计控制初步按比例混合后进入缓冲罐bt进一步缓冲混合，直到混合气体比例分析仪mix1m和混合气体比例分析仪mix2m都满足条件后再从特殊气体输出管路输出，使用原气进行混合比例，可以大大缩减购买混合气钢瓶和气柜的成品，并且可以根
据实际使用需求进行流量控制，满足大量使用需求，减少气体使用成本，从而达到利润最大化。
附图说明
25.图1显示为现有技术中公开的混合气体供应设备的结构示意图。
26.图2显示为本发明实施例中公开的混合气体供应设备的结构示意图。
27.图3显示为本发明实施例中公开的特殊气体管路的结构示意图。
28.图4显示为本发明实施例中公开的吹扫气体管路的结构示意图。
29.图5显示为本发明实施例中公开的标定气体管路的结构示意图。
具体实施方式
30.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
32.请参阅图2，本发明提供一种精准比例混合气体供应设备，包括特殊气体管路，与特殊气体管路连接的吹扫气体管路和标定气体管路；
33.请参阅图3，所述特殊气体管路包括a气体输入管路和b气体输入管路，与a气体输入管路和b气体输入管路连接的特殊气体混合器，与特殊气体混合器连接的特殊气体输出管路；所述标定气体管路与特殊气体混合器连接；
34.所述a气体输入管路包括a气体串行输入管路和a气体并行输入管路；所述a气体串行输入管路上依次串行设置有手动阀门mv1h、单向阀门cv1h、调压阀门prv1h以及压力传感器pt1h；所述a气体并行输入管路上依次并行设置有手动阀门mv2和手动阀门mv3、电子流量计mfc1h和电子流量计mfc2h、气动阀门av1h和气动阀门av2h、手动阀门mv4h和手动阀门mv5h。
35.所述b气体输入管路包括b气体串行输入管路和b气体并行输入管路；所述b气体串行输入管路上依次串行设置有手动阀门mv1a、单向阀门cv1a、调压阀门prv1a以及压力传感器pt1a；所述b气体并行输入管路上依次并行设置有手动阀门mv4和手动阀门mv5、电子流量计mfc1a和电子流量计mfc2a、气动阀门av1a和气动阀门av2a、手动阀门mv4a和手动阀门mv5a。
36.所述特殊气体混合器包括混合输入管路，与混合输入管路连接的缓冲罐bt，与缓冲罐bt连接的混合输出管路；所述混合输入管路上依次串行设置有压力传感器pt1m、混合气体比例分析仪mix1m、手动阀门mv1m、手动阀门mv2m；所述混合输出管路上依次串行设置有手动阀门mv3m、混合气体比例分析仪mix2m、电子流量计mfm1m、气动阀门av1m、手动阀门
mv5m。
37.本发明通过a气体输入管路和b气体输入管路使得两种原始气体进入设备，并且通过电子流量计mfc1h和mfc2h、电子流量计mfc1a和mfc2a分别控制a气体输入管路和b气体输入管路的流量，从而控制两种原始气体的比例，使得两种原始气体进行初步混合；将初步混合的特殊气体通过混合气体比例分析仪mix1m，分析两种原始气体的比例，并且使得初步混合气体进入缓冲罐bt再次混合，当缓冲罐bt压力(观察pt1m)到达一定压力时，将混合气体输出，输出时部分混合气体进入混合气体比例分析仪mix2m进行比例分析，若未达到要求比例从特殊气体排放管路(特殊气体排放管路上设置有压力阀门prvic、压力阀门prv2c)直接排出，并且通过软件分析控制两种原始气体的流量进行新的混合，直到混合气体比例分析仪mix1m和混合气体比例分析仪mix2m都满足条件后再从特殊气体输出管路输出。
38.请参阅图4，所述标定气体管路包括第一标定气体管路和第二标定气体管路；所述第一标定气体管路上依次串行设置有手动阀门mv1z、调压阀门prv1z、单向阀门cv1z、多向阀门mv3c，所述第一标定气体管路上依次并行设置有单向阀门cv1c和单向阀门cv2c、手动阀门mv1c和手动阀门mv2c；所述第二标定气体管路上依次串行设置有手动阀门mv1s、调压阀门prv1s、单向阀门cv1s、多向阀门mv4c；所述多向阀门mv4c分别与单向阀门cv1c和单向阀门cv2c连接。
39.其中，所述手动阀门mv1c与混合气体比例分析仪mix1m连接，所述手动阀门mv2c与混合气体比例分析仪mix2m连接。
40.请参阅图5，所述吹扫气体管路上设置有手动阀门mv1，并且所述吹扫气体管路分别与a气体输入管路、b气体输入管路、特殊气体混合器、特殊气体输出管路连接。
41.本发明的工作原理如下：
42.供气过程：将两种原始气体(以h2和ar为例进行说明，h2从a气体输入管路进入，ar从b气体输入管路进入)分别通过手动阀门mv1h和mv1a进入设备；通过调压阀门prv1h和prv1a按照一定压力调整后进入电子流量计mfc1h/mfc2h和电子流量计mfc1a/mfc2a；通过气动阀门av1h/av2h和气动阀门av1a/av2a对特殊气体进行初步混合，并且使得混合气体进入缓冲罐bt进行充分混合，通过特殊气体输出管路进行供气。
43.控比过程：将初步混合的混合气体大部分流入缓冲罐bt，小部分通过混合气体比例分析仪mix1m进行成分分析，通过混合气体比例分析仪mix2m进行精准分析，并且通过混合气体比例分析仪mix2m判断是否满足供气比例，不满足时，通过精准控制两种原始气体的电子流量计mfc1h和mfc2h、电子流量计mfc1a和mfc2a得到精准混合气体，满足时，通过特殊气体输出管路进行供气。
44.吹扫过程：将吹扫气体管路上的手动阀门mv1打开，使得吹扫气体进入设备，通过控制通向a气体输入管路、b气体输入管路、特殊气体混合器、特殊气体输出管路的阀门开关，使得吹扫气体进入需要吹扫的对应管路进行吹扫，当需要排放时，通过控制a气体输入管路、b气体输入管路、特殊气体混合器、特殊气体输出管路的阀门开关进行排放。
45.标定过程：首先通过辅助气体进行吹扫，将管路和混合气体比例分析仪中的气体吹扫干净，然后通过标定气体管路将精准比例的混合气体(精准比例的混合气体由混合气体钢瓶提供)引入混合气体比例分析仪mix1m和混合气体比例分析仪mix2m，最后通过操作混合气体比例分析仪mix1m和混合气体比例分析仪mix2m进行调零标定操作。
46.循环过程：由于需要长时间供气，所以设备需要进行循环操作，通过软件设置缓冲罐bt的最低压力和最高压力，当达到设定最低压力时，打开av1h/av2h和av1a/av2a进行混合气体补充，当达到设定最高压力时，关闭av1h/av2h和av1a/av2a，使用缓冲罐bt中的混合气体进行供气。
47.本发明的供气模式可以在初步混合出现问题时，使用缓冲罐bt中的混合气体，不需要进行断气操作，因此不会影响生产。
48.综上所述，本发明将两种原始气体通过流量计控制初步按比例混合后进入缓冲罐bt进一步缓冲混合，直到混合气体比例分析仪mix1m和混合气体比例分析仪mix2m都满足条件后再从特殊气体输出管路输出；直接使用原气进行混合比例，可以大大缩减购买混合气钢瓶和气柜的成品，并且可以根据实际使用需求进行流量控制，满足大量使用需求，减少气体使用成本，从而达到利润最大化。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
49.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。