一种多元高压混合气充装系统的制作方法

1.本实用新型涉及气体充装技术领域，特别涉及一种多元高压混合气充装系统。


背景技术：

2.目前一般多元混合气采用钢瓶分压法或重量法来配制多元混合气，把不同的原料气从不同的原料气瓶中充装进成品气瓶内，例如高纯气体组分和平衡气分别充装进成品气瓶内得到混合气成品。
3.但是，当原料气瓶的压力下降到成品气瓶的要求压力以下时，会因为压力不足，而出现成品气压力低，个别压力特殊场景还可能会出现交叉污染的情况，这会导致低压的原料气瓶需要频繁更换，增加原料气的损耗，充装次数较多，也增加了能耗。本领域技术人员希望有一种充装系统，可以使低压的原料气瓶也能充装，减少原料气瓶的更换次数和减少原料气的损耗，提高经济性。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种多元高压混合气充装系统，旨在解决现有技术中的低压原料气瓶不能充装，原料气损耗较大，经济性较低的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种多元高压混合气充装系统，包括：
6.充装管道，所述充装管道的一端设有充装口，所述充装管道上设有充装阀门；
7.原料进料管道，所述原料进料管道的一端设有原料进料口，所述原料进料管道的另一端设有第一分路和第二分路，所述第一分路的另一端与所述充装管道连接，所述第一分路上设有第一进料阀门，所述第二分路上设有第二进料阀门；
8.增压管道，所述增压管道的一端与所述第二分路的另一端连接，所述增压管道上设有增压泵，所述增压管道的另一端与所述充装管道连接。
9.原料气瓶连接原料进料管道的原料进料口，成品气瓶连接充装管道的充装口；当原料气瓶内的气压较高时，第一进料阀门打开，第二进料阀门关闭，高压的原料通过第一分路进入充装管道中充装进成品气瓶中，依靠压差进行充装，能满足高压充装的要求；当原料气瓶内的气压降低至低压而不能满足高压充装时，关闭第一进料阀门，打开第二进料阀门，在增压泵的作用下，原料气瓶内的低压气体被抽出，经过增压泵的增压作用下进入成品气瓶内，从而实现使低压的原料气瓶也能满足高压的充装要求，充分利用原料气瓶中低压的原料气体，减少原料气瓶的更换次数和减少原料气的损耗，提高经济性。
10.优选地，所述第一分路上设有第一压力传感器，所述第一压力传感器设于所述第一进料阀门的靠近所述原料进料管道的一侧，所述第一进料阀门和所述第二进料阀门均与所述第一压力传感器信号连接。
11.第一压力传感器用于检测原料气瓶的压力，当原料气瓶内的压力较高时，第一进料阀门打开，第二进料阀门关闭，依靠压差进行充装；当第一压力传感器检测到原料气瓶的压力较低时，则自动关闭第一进料阀门，打开第二进料阀门，增压泵工作，通过增压泵把原
料气瓶内的气体抽出，并加压充装进成品气瓶。
12.优选地，所述第一分路上设有减压阀。当原料气瓶中的压力较高时，减压阀可以降低进入充装管道的气压，方便控制充装速度和调整成品气瓶的压力。
13.优选地，所述充装管道上设有第二压力传感器，所述第二压力传感器设于所述充装阀门的远离所述充装口的一侧。第二压力传感器用于检测充装管道和成品气瓶的气压，方便控制和调整成品气瓶的压力。
14.优选地，所述增压管道上设有增压阀门，所述增压阀门设于所述增压泵的靠近所述充装管道的一侧。增压阀门可关闭或打开增压管道，当不使用增压泵时避免气体进入增压管道。
15.优选地，所述原料进料管道的数量为多个。多个原料进料管道可分别连接多个不同的原料气瓶，每个原料进料管道可进料不同的成分气体，提高充装的效率。
16.优选地，所述多元高压混合气充装系统还包括排气管道，所述排气管道的一端与所述充装管道连接，所述排气管道的另一端设有排气口，所述排气管道上设有排气阀门。成品充装完成后，充装管道内的气体可通过排气管道的排气口放空，或在排气管道的排气口连接回收装置回收气体。
17.优选地，所述多元高压混合气充装系统还包括原料输入管道，所述原料输入管道的一端设有输入口，所述原料输入管道的另一端与所述充装管道连接，所述原料输入管道上设有输入阀门。
18.除了通过原料气瓶充装外，还设置了原料输入管道来充入气体，原料输入管道的充装口连接外部的高压原料供应系统，可不通过原料气瓶进气，扩大充装系统的使用范围。
19.优选地，所述原料进料管道上设有第一单向阀，所述增压管道上设有第二单向阀。
20.设置第一单向阀可避免因压差使气体回流到原料气瓶内而出现串气污染，设置第二单向阀可避免高压气体回流冲击增压泵，起到保护增压泵的作用。
21.优选地，所述多元高压混合气充装系统还包括重量传感器，所述重量传感器与所述充装口位置对应设置。重量传感器可对与充装口连接的正在充装的成品气瓶进行称重，可判断充装的气体量。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
23.图1为本实用新型的结构示意图。
24.附图中：1-充装管道、11-充装口、12-充装阀门、13-第二压力传感器、2-原料进料管道、21-原料进料口、22-第一分路、221-第一进料阀门、222-第一压力传感器、223-减压阀、23-第二分路、231-第二进料阀门、24-第一单向阀、3-增压管道、31-增压泵、32-增压阀门、33-第二单向阀、4-排气管道、41-排气口、42-排气阀门、5-原料输入管道、51-输入口、52-输入阀门、6-重量传感器、7-原料气瓶、8-成品气瓶。
25.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示，诸如上、下、左、右、前、后等，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
29.如图1所示，一种多元高压混合气充装系统，包括充装管道1、原料进料管道2和增压管道3。
30.充装管道1的一端设有充装口11，成品气瓶8连接充装管道1的充装口11，充装管道1上设有充装阀门12，充装阀门12可打开充装管道1进行充气或关闭充装管道1停止充气。
31.原料进料管道2的一端设有原料进料口21，原料气瓶7连接原料进料口21向原料进料管道2内进料，原料进料管道2的另一端设有第一分路22和第二分路23，第一分路22的另一端与充装管道1连接，第一分路22上设有第一进料阀门221，第二分路23上设有第二进料阀门231。通过切换第一进料阀门221和第二进料阀门231可切换原料从第一分路22或第二分路23进入充装管道1。
32.增压管道3的一端与第二分路23的另一端连接，增压管道3上设有增压泵31，增压管道3的另一端与充装管道1连接。
33.当原料气瓶7内的气压较高时，第一进料阀门221打开，第二进料阀门231关闭，高压的原料通过第一分路22进入充装管道1中充装进成品气瓶8中，依靠压差进行充装，能满足高压充装的要求；当原料气瓶7内的气压降低至低压而不能满足高压充装时，关闭第一进料阀门221，打开第二进料阀门231，在增压泵31的作用下，原料气瓶7内的低压气体被抽出，经过增压泵31的增压作用下进入成品气瓶8内，从而实现使低压的原料气瓶7也能满足高压的充装要求，充分利用原料气瓶7中低压的原料气体，特别对于使用高价值的平衡气或要求高压力的成品气，可减少原料气瓶7的更换次数和减少原料气的损耗，提高经济性。
34.在一些具体实施例中，原料进料管道2的数量为多个。多个原料进料管道2可分别连接多个不同的原料气瓶7，每个原料进料管道2可进料不同的成分气体，提高充装的效率。例如，原料进料管道2的数量为三个，原料气瓶7的数量为三个，三个原料气瓶7内分别装有高纯气体组份一(如氢气或氖气)、高纯气体组份二(氮气或二氧化碳)、平衡气(氩气或氦气)，三种组分的原料气瓶7连接好后依次充装。
35.在一些具体实施例中，第一分路22上设有第一压力传感器222，第一压力传感器222设于第一进料阀门221的靠近原料进料管道2的一侧，第一进料阀门221和第二进料阀门
231均与第一压力传感器222信号连接。
36.第一压力传感器222用于检测原料气瓶7的压力，当原料气瓶7内的压力较高时，第一进料阀门221打开，第二进料阀门231关闭，依靠压差进行充装；当第一压力传感器222检测到原料气瓶7的压力较低时，则自动关闭第一进料阀门221，打开第二进料阀门231，增压泵31工作，通过增压泵31把原料气瓶7内的气体抽出，并加压充装进成品气瓶8。
37.在一些具体实施例中，第一分路22上设有减压阀223。当原料气瓶7中的压力较高时，减压阀223可以降低进入充装管道1的气压，方便控制充装速度和调整成品气瓶8的压力。
38.在一些具体实施例中，充装管道1上设有第二压力传感器13，第二压力传感器13设于充装阀门12的远离充装口11的一侧。第二压力传感器13用于检测充装管道1和成品气瓶8的气压，方便控制和调整成品气瓶8的压力。
39.在一些具体实施例中，增压管道3上设有增压阀门32，增压阀门32设于增压泵31的靠近充装管道1的一侧。增压阀门32可关闭或打开增压管道3，当不使用增压泵31时避免气体进入增压管道3。
40.在一些具体实施例中，多元高压混合气充装系统还包括排气管道4，排气管道4的一端与充装管道1连接，排气管道4的另一端设有排气口41，排气管道4上设有排气阀门42。成品充装完成后，充装管道1内的气体可通过排气管道4的排气口41放空，或在排气管道4的排气口41连接回收装置回收气体。
41.在一些具体实施例中，多元高压混合气充装系统还包括原料输入管道5，原料输入管道5的一端设有输入口51，原料输入管道5的另一端与充装管道1连接，原料输入管道5上设有输入阀门52。
42.除了通过原料气瓶7充装外，还设置了原料输入管道5来充入气体，原料输入管道5的充装口11连接外部的高压原料供应系统，可不通过原料气瓶7进气，扩大充装系统的使用范围。
43.在一些具体实施例中，原料进料管道2上设有第一单向阀24，增压管道3上设有第二单向阀33。设置第一单向阀24可避免因压差使气体回流到原料气瓶7内而出现串气污染，设置第二单向阀33可避免高压气体回流冲击增压泵31，起到保护增压泵31的作用。
44.在一些具体实施例中，多元高压混合气充装系统还包括重量传感器6，重量传感器6与充装口11位置对应设置。重量传感器6可对与充装口11连接的正在充装的成品气瓶8进行称重，可判断充装的气体是否够量而控制停止充装。
45.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。