利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及二氧化碳充装领域，尤其涉及一种利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统。
【背景技术】
[0002]二氧化碳充装结束后，管道内存满了液体二氧化碳，由于二氧化碳的沸点远低于常温，液态的二氧化碳极易挥发，管道内的二氧化碳气体升温后体积膨胀使得管道内压力骤增。为了防止管道开裂和爆炸，现在充装站会在每批次充装结束后，对管道内满存的液体二氧化碳进行排放，IL液体二氧化碳可以汽化为513.4L气体二氧化碳，如此排放严重污染场所内作业环境，存在严重的隐患，主要体现在:二氧化碳属于窒息性气体，大量排放的二氧化碳会在充装场所聚集，浓度量大时能让人在几秒钟内迅速昏迷倒下和其他不良反应，更严重者出现呼吸停止及休克甚至死亡；二氧化碳大量排放，对作业人员职业健康构成严重危害，充装人员接触浓度为1%?1.5%的CO2短暂时间内无任何不适反应，但长期接触会导致血钙和尿磷下降；二氧化碳属于温室气体，长时间排放容易造成大气温室效应。
[0003]二氧化碳充装站都会设有气瓶处理装置，主要针对返厂无余气的气瓶、投用的新钢瓶、气瓶检测重新投用的钢瓶，为了保证气瓶中气体的产品质量，在充装前都会对气瓶进行加热抽真空处理，然后用二氧化碳气体进行两到三次的置换，在此过程中需要大量的瓶装二氧化碳气体，造成了大量二氧化碳气体的浪费，增加了气体置换的成本，另外，在使用瓶装二氧化碳进行气瓶的置换处理过程中，因瓶装气体压力过大，充入气体压力过大会造成计量器具和抽真空设备损坏。
[0004]综上所述，现有技术中将充装管道内残留的二氧化碳气体进行直接排放，存在二氧化碳气体浪费、影响人体健康以及环境污染的问题，同时，还存在因利用瓶装气体进行置换处理存在的容易使计量器具和抽真空设备损坏的问题。
【实用新型内容】
[0005]发明目的:为了解决因直接排放二氧化碳气体所带来的气体浪费、影响人体健康以及环境污染问题以及利用气瓶进行气体置换所带来的容易使计量器具和抽真空设备损坏的问题，本实用新型提供了一种利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统，通过利用液体充装管道内残留的二氧化碳对待置换的气瓶进行处理，有效减少了二氧化碳的排放量、降低了气体置换的成本。
[0006]技术方案:为了解决上述问题，本实用新型提供的利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统包括:低温贮罐、液体充装管道、二氧化碳气囊和气体置换管道，所述液体充装管道上设置有压力表、第一安全阀、出气阀、排液阀，所述液体充装管道的一端连接在所述低温贮罐的底部，所述液体充装管道通过所述出气阀与所述二氧化碳气囊连接，所述气体置换管道上设置有进气阀、第二安全阀、真空压力表、用于连接真空泵的阀门和气体充装阀，所述气体置换管道通过所述进气阀与所述二氧化碳气囊连接。
[0007]为了降低二氧化碳气囊所承受的气体冲击力，所述出气阀与所述二氧化碳气囊之间还设有缓冲罐。
[0008]为了避免因液态二氧化碳气化时吸收大量的热量而导致阀门冷冻，所述出气阀为二氧化碳减压阀。
[0009]为了提高二氧化碳液体的充装效率，所述排液阀可以为多个，并排设置在所述液体充装管道上。
[0010]为了提高二氧化碳气瓶的置换效率，所述气体充装阀可以为多个，并排设置在所述气体置换管道上。
[0011]与现有技术相比，本实用新型提供的利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统包括以下优势:
[0012]利用气囊对充装管道内需排放的二氧化碳进行回收，并将回收的二氧化碳用于气瓶置换，减少气瓶置换时二氧化碳的使用量，提高了二氧化碳的利用率，减少温室气体排放量；整个系统采用的部件较少且均为常用部件，所以整个系统投资小，加工制作方便，工艺管线简单，便于操作和使用；不再使用瓶装二氧化碳气体作为气瓶处理置换过程中的气体，减少了部件损耗，环保经济价值明显，降低了气体置换的成本。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型所提供的利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本实用新型作更进一步的说明。
[0015]如图1所示，利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统包括:低温贮罐1、液体充装管道2、二氧化碳气囊9、气体置换管道10，液体充装管道2的一端连接在低温贮罐I的底部，另一端通过出气阀5与接有缓冲罐8的二氧化碳气囊9连接，液体充装管道2上还设置有压力表3、第一安全阀4、排液阀6，压力表3用于检测液体充装管道2内的压力，排液阀6与待充装的气瓶7连接，气体置换管道10通过进气阀11与二氧化碳气囊9连接，气体置换管道10上还设置有第二安全阀12、真空压力表13、用于连接真空泵的阀门14和气体充装阀15，真空压力表13用于检测气体置换管道10内的压力，气体充装阀15与待置换的气瓶16连接，整个系统处于封闭状态。
[0016]使用时，打开排液阀6，开始对待充装的气瓶7进行二氧化碳液体充装，充装结束后，关闭排液阀6 ;缓慢打开出气阀5，液体充装管道2内的二氧化碳液体迅速气化，充装管道2内压力骤增，在压力的作用下，二氧化碳气体通过缓冲罐8进入二氧化碳气囊9 ;随着气体进入缓冲罐8和二氧化碳气囊9，充装管道2内的压力逐渐下降，当压力表3趋于稳定时，充装管道2内的二氧化碳基本排入缓冲罐8和二氧化碳气囊9中，此时关闭出气阀5 ;打开用于连接真空泵的阀门14和气体充装阀15，利用真空泵对待置换的气瓶16进行处理，真空处理完毕后关闭用于连接真空泵的阀门14 ;打开进气阀11，二氧化碳气囊9内的二氧化碳气体被吸入已抽为真空的气瓶16中，待气体置换管道10上的真空压力表13趋于稳定时说明待置换的气瓶16已经无法再继续靠内部压力充装气体，此时关闭进气阀11 ;再次打开用于连接真空泵的阀门14，利用真空泵对充装气瓶16进行真空处理，处理完毕后再次关闭用于连接真空泵的阀门14，打开进气阀11对待置换的气瓶16进行充装，按照此操作反复两次对待置换的气瓶16进行置换处理，待气瓶16最后一次充满后，关闭气体充装阀15和气瓶阀门并将气瓶16拆下，关闭系统上的所有阀门，使得系统重新处于封闭状态，将通过置换处理的气瓶16送入充装车间作为二氧化碳待充装气瓶。
[0017]二氧化碳气囊9占用体积小，可以随着气体的增加而膨胀，但是耐压性相对较差，打开出气阀5时，二氧化碳液体迅速气化，产生很大的冲击力，本实施例通过在二氧化碳气囊9与管道2之间设置缓冲罐8，可以有效降低二氧化碳气囊9所承受的压力，进一步保证了整个系统的安全性和可靠性。
[0018]由于二氧化碳极易气化，气体在气化过程中需要吸收大量的热量，可能会冻结阀门，因此，本实施例中的排液阀6采用二氧化碳减压阀，有助于进一步提高整个系统的安全性和可靠性。
[0019]本实施例中，有4个排液阀6和4个气体充装阀，可以同时对4个待充装的气瓶7进行充装，对4个待置换的气瓶16进行充装。液体充装管道2上还可以设置有多个排液阀6，提高充装效率；气体置换管道10上还可以设置多个气体充装阀15，提高气瓶置换效率。
[0020]本实施例中，二氧化碳充装管道的内径为16mm，液体充装管道为80m，按照资料所查数据IL液体二氧化碳转化为0.5134m3气体计算，每次充装完一个批次二氧化碳后，管道内存放着7536L液体二氧化碳，按照每天二氧化碳批次最少为5次计算，每天排放二氧化碳气体为37680L，全年回收利用二氧化碳排放量为13753200L，环境保护价值明显。
[0021]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统，包括:低温贮罐(I)、液体充装管道(2)，所述液体充装管道(2)上设置有压力表(3)、第一安全阀(4)、出气阀(5)、排液阀(6)，所述液体充装管道(2)的一端与所述低温贮罐(I)连接，其特征在于，该系统还包括:二氧化碳气囊(9)和气体置换管道(10)，所述液体充装管道(2)通过所述出气阀(5)与所述二氧化碳气囊(9)连接，所述气体置换管道(10)上设置有进气阀(11)、第二安全阀(12)、真空压力表(13)、用于连接真空泵的阀门(14)和气体充装阀(15)，所述气体置换管道(10)通过所述进气阀(11)与所述二氧化碳气囊(9)连接。
2.如权利要求1所述的利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统，其特征在于，所述出气阀(5)与所述二氧化碳气囊(9)之间还设有缓冲罐(8)。
3.如权利要求1所述的利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统，其特征在于，所述出气阀(5)为二氧化碳减压阀。
4.如权利要求1所述的利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统，其特征在于，所述液体充装管道(2)上并排设置有至少两个所述排液阀(6)。
5.如权利要求1所述的利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统，其特征在于，所述气体置换管道(10)上并排设置有至少两个所述气体充装阀(15)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种利用二氧化碳充装管道内余气进行气体置换的系统，属于二氧化碳充装领域，包括：低温贮罐、液体充装管道、二氧化碳气囊和气体置换管道，液体充装管道上设置有压力表、安全阀、出气阀、排液阀，液体充装管道的一端与低温贮罐连接，另一端通过出气阀与二氧化碳气囊连接，气体置换管道上设置有进气阀、安全阀、真空压力表、用于连接真空泵的阀门和气体充装阀，气体置换管道通过进气阀与二氧化碳气囊连接。通过利用液体充装管道内需排放的二氧化碳余气对待置换的气瓶进行处理，解决了气体浪费、影响人体健康、环境污染以及容易使计量器具和抽真空设备损坏的问题，有效减少了二氧化碳的排放量、降低了二氧化碳生产成本。
【IPC分类】F17C13-04, F17C5-02
【公开号】CN204437684
【申请号】CN201520015266
【发明人】陈伟
【申请人】南京特种气体厂有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年1月9日