一种阀门泄漏检测气增压及氦气自动回收循环再利用智控装置的制作方法

本发明专利涉及一种阀门泄漏检测气增压及氦气自动回收循环再利用智控装置。

背景技术：

1、当前，绿色低碳循环经济、双碳经济、节能环保已成为工业经济发展的主流，阀门是特种设备压力管道元件，是用于流体管路中控制流体介质的通断、流量、压力、温度关键机械部件，石油化工、电力、燃气、低温制冷、煤化工工艺过程中发生的故障中，阀门故障或由阀门引起的事故、泄漏造成的环境危害与能源损失占多数，足见阀门在绿色低碳工业发展中的重要性。

2、泄漏与腐蚀、磨损并称为造成工业工艺过程经济损失的三大主要因素，泄漏检测是阀门的重要指标之一，是衡量阀门优劣的关键指标。

3、近年来，随着阀门技术更新与进步，阀门产品标准化进一步与国际接轨，逐步实现以国代进，以及重大能源装备领域的发展(如lng行业、氢能源行业、大型乙烯工程行业、炼化、燃气、井口装置与采油树)，更加突出了阀门出厂后需经常温、高温甚至低温条件下气压(含高压气)泄漏、逸散性检测的必要性，这些检测指标成为考核阀门产品在上述工况应用的重要指标，也是验证这类产品设计定型合格与否，满足用户使用工况要求的关键技术指标，已被广大用户采纳。

4、常用阀门关键标准iso 28921-1：2022《工业阀门低温用隔离阀第1部分设计制造及生产测试》、gb/t 24925-2019《低温阀门技术条件》、mss sp 134-2012《低温阀门及其阀体/阀盖加长体的要求》、api6d-2021《管线和管道阀门规范》、iso 15848-1：2015《工业阀门逸散性介质泄漏的测量、试验和鉴定程序第1部分：阀门型式试验的分类和鉴定程序》、mescspe77/300-2017《工业阀门类型验证测试(tat)试验程序和技术规范》、vdi2400-2021《泄漏量矿物油炼化厂泄漏控制》文件述及的阀门高压气体测试、逸散性泄漏测试、阀门低温测试过程中最常用的气体介质是氦气，氦气是惰性气体、化学性能稳定、分子量小、渗透性强，是极佳的泄漏检测介质，但也是一种昂贵的不可再生的稀有气体。近十年来，氦气价格涨幅达4～5倍，如瓶装40l、约13mpa的氦气从2011年的700元/瓶左右一路涨至当前3000元/瓶左右，大幅增加了阀门的整体生产成本，不利于工厂的技术革新与良性发展。

5、据本中心测试数据分析预估，例如1年100万元氦检检测费收入约有50％甚至更多需用于氦气(耗材、试验用气)购置费，若采用了氦气回收，该项支付预估可将减少至20％至30％，不仅大幅降低检测成本，从而带动阀门企业整体制造成本的大幅降低，更好的服务企业，助推高质量发展。

6、阀门高压气测试、逸散性泄漏测试、阀门低温测试氦检漏测试后氦气无法回收(尤其是阀门低温测试)、氦气回收安全性低、回收效率低、装置自动/智能/集约化程度低(如驱动阀门动作的信号多样化需配置的仪器或装置多而杂、温度/压力传感监测无法自动记录)问题，带来的生产成本高、安全性问题突出且由此弱化工厂技术开发能力，已成为制约低逸散性阀门、低温阀门、高可靠性高工况阀、高性能阀快速发展实现以国代进的行业关键共性技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有的技术问题，而提出的一种阀门泄漏检测气增压及氦气自动回收循环再利用智控装置。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种阀门泄漏检测气增压及氦气自动回收循环再利用智控装置，包括阀门泄漏检测高压气增压及室温氦气回收集成装置、阀门低温检测氦气快速回收循环再利用装置和plc程控触显上位机监测系统，阀门低温检测氦气快速回收循环再利用装置与阀门泄漏检测高压气增压及室温氦气回收集成装置之间通过高压软管连接，plc程控触显上位机监测系统与包括阀门泄漏检测高压气增压及室温氦气回收集成装置、阀门低温检测氦气快速回收循环再利用装置通讯连接。

3、进一步的，被测阀体一端通过高压软管连接至阀门泄漏检测高压气增压及室温氦气回收集成装置、阀门低温检测氦气快速回收循环再利用装置一端。

4、进一步的，所述阀门泄漏检测高压气增压及室温氦气回收集成装置包括中压针阀、高压气减压阀、气过滤器、压力传感器、单向阀、氦气回收泵、压力表、安全泄放阀、气瓶组、低压球阀、电磁阀、驱动气减压阀、驱动气、高压针阀、气增压泵；第一个高压针阀一端通过高压软管连接阀门低温检测氦气快速回收循环再利用装置，第一个高压针阀另一端分别连接第二个高压针阀、第三个高压针阀、第四个高压针阀和被测阀体一端；第三个高压针阀另一端分别连接气增压泵两个出气口、第一个压力传感器和第五个高压针阀一端，第五个高压针阀另一端连接第一个压力表；气增压泵两个进气口通过一个管道汇集后分别连接至第二个压力传感器、第六个高压针阀和第一个高压气减压阀一端，第六个高压针阀另一端连接第二个压力表，第一个高压气减压阀另一端连接第七个高压针阀一端，第七个高压针阀另一端分别连接一个气瓶组和第一个中压针阀一端，第一个中压针阀另一端分别连接另一个气瓶组、第二个中压针阀、第三个中压针阀、第四个中压针阀和第三压力传感器一端，第二个中压针阀另一端连接安全泄放阀，第三个中压针阀另一端分别连接第三个压力表，第四个中压针阀另一端连接氦气回收泵的两个出气口，氦气回收泵两个进气口通过管道汇总在一起并分别连接第四个压力传感器和第一个气过滤器一端，第一个气过滤器另一端连接第二个高压气减压阀一端，第二个高压气减压阀另一端分别连接第四个高压针阀另一端和第五个中压针阀一端，第五个中压针阀另一端通过高压软管连接阀门低温检测氦气快速回收循环再利用装置。

5、进一步的，气增压泵的两个出气口和两个进气口处均设有第一个单向阀；氦气回收泵的两个出气口和两个进气口处均设有第二个单向阀。

6、进一步的，气增压泵连接第一个低压球阀和第一个电磁阀一端，第一个低压球阀和第一个电磁阀另一端均连接至第一个驱动气减压阀一端，第一个驱动气减压阀与第一个低压球阀和第一个电磁阀一端之间还设有第四个压力表，第一个驱动气减压阀另一端分别连接第二气过滤器和第二个驱动气减压阀一端，第二气过滤器另一端接驱动气；第二个驱动气减压阀另一端分别连接第二个低压球阀和第二个电磁阀一端，第二个驱动气减压阀另一端与第二个低压球阀和第二个电磁阀一端之间还设有第五个压力表，第二个低压球阀和第二个电磁阀另一端均连接至氦气回收泵。

7、进一步的，第一个电磁阀接收第一个压力传感器信号，第二个电磁阀接收第三个压力传感器信号。

8、进一步的，所述阀门低温检测氦气快速回收循环再利用装置包括温度传感器、中压阀、第三个电磁阀、汽化热交换器、第六个压力表、第五个压力传感器、第二个安全泄放阀、高压储气罐；第一个高压针阀一端通过高压软管分别连接第一个温度传感器、第一个中压阀和第二个中压阀一端，第一个中压阀另一端连接第三个电磁阀一端，第二个中压阀另一端分别连接第三个电磁阀另一端和汽化热交换器一端，汽化热交换器另一端连接第三个中压阀一端，第三个中压阀另一端连接高压气储罐，高压气储罐一侧设有第四个中压阀和第五个中压阀，高压气储罐一端分别连接第二个安全泄放阀、第五个压力传感器和第六个中压阀一端，第六个中压阀另一端连接第六个压力表，高压气储罐另一端分别连接第七个中压阀和第二个温度传感器一端，第二个温度传感器和第五个压力传感器将信号传递至第三个电磁阀，第七个中压阀另一端通过高压软管连接第五个中压针阀另一端。

9、本发明的有益效果是：1)本发明结构紧凑、可自由移动、使用便捷，阀门泄漏检测高压气增压及室温氦气回收集成装置和阀门低温检测氦气快速回收循环再利用装置可组合或单独与plc程控触显上位机监测系统之间通过通讯串口、可拆卸高压软管的柔性连接快速实现检测功能，避免了测试场地的限制，满足阀门高温、低温、逸散性、高压气测试项目多工位不同测试场地的测试要求；

10、2)本发明集成度、自动化程度与安全可靠性高。采用了气增压与氦回收双泵组合与阀控、程控自动化技术集手动/自动切换合远程与就地切换操作的高压气增压、室温/低温/高温氦气自动回收循环再利用、温度与压力过程参数智能化监测与控制、氦气回收过程安全泄压报警实时监测设计。解决了现有阀门泄漏检测高压气增压压力不足、增压效率低，阀门测试过程中氦回收技术不成熟、应用较少带来的生产成本大幅增加，增压与氦气回收装置自动化程度低、回收过程存在一定的安全隐患共性问题。通过阀门氦气回收技术将大幅降低阀门高端产品，如lng阀门、石化阀门、核电阀门、氢用阀门的开发与生产应用，助力绿色低碳工业与环保事业发展。

11、3)本发明安全性高、绿色低碳节能环保。对阀门测试中的低温或高温氦气设计采用了汽化热交换回温与高压气储罐过渡储存技术，确保实现阀门测试低温或高温氦气回收的实现与安全，不仅实现大幅降低低温阀门测试成本，且极大助力低温阀高性能阀门产品实现以国代进。

12、4)本发明设计精巧、功能多样、自动化程度高。针对工业过程控制系统用控制阀的驱动方式需求多样与目前市场上信号控制器功能较单一的矛盾问题，项目在装置高压气增压与氦气自动回收基础上集约设计了满足直流点控/连续、交流点控/连续、直流4～20ma点控/连续、石化阀门安全连锁互控多样化功能，满足控制阀的驱动控制、启闭、连续循环操作要求，实现了一体多用、以机代人，使测试过程更加便捷，可大幅提高劳动效率、测试准确性、安全性。

13、5)本发明操作便捷、检测效率高、功能可拓展性强。设计了plc程控触显上位机监测系统，实时采集装置中气体介质压力与温度、控制阀运行状态与循环次数主要参数，形成温度与压力特征曲线，自动数据储存、处理与报表生成、数据调用、历史数据查询、安全泄压报警实时监测功能，并预留了被测阀体的温度与压力监测以及部分电源相关接口，设备功能延展性好。可解决就地与远程、手动与自动、点控与连续安全操控阀门泄漏测试过程高压气增压、常温/低温/高温氦气回收过程的温度、压力、被测阀体操作循环多参数集中控制与监测，大幅提升测试效率与安全。