一种负压管路工质压力采集及负压保护装置

1.本实用新型涉及一种超流氦低温制冷技术领域，尤其涉一种负压管路工质压力采集及负压保护装置。


背景技术：

2.在大型超流氦低温制冷系统中，氦低温传输管线负责将低温工质从制冷机传输到负载端，并回收冷量，完成闭式循环。低温系统最低4.2k运行时，输液管内的工质的压力略大于大气压，当低温系统2k运行时，低温系统通过减压降温获得2k的饱和超流氦，2k饱和超流氦的饱和压力为3129pa，远低于大气压力。在低温系统运行过程中，需要对管路的压力数据进行采样监测，以实现整个低温系统的安全稳定运行。
3.低温流体的压力采集，通常是从低温管路上引一个小管径的管路，引出到常温端，然后连接压力变送器，以实现压力采集与控制。当系统负压运行时，空气将会通过压力变送器负压连接部件侵入低温管路，影响液氦的纯度，进而对整个低温系统的工作性能造成严重的影响。
4.对于该负压管路，实际的运行压力从常压跨度到负压，需要选择合理的压力变送器以实现宽范围、负压高精度的压力测量。由于压力变送器的量程不同，通常需要分别设置正压(量程0-2.0bar)及负压(量程0-0.1bar)工况下性能最佳的压力变送器。因此，需要设置一种负压管路工质压力采集及负压保护组件，对负压管路的全工作态进行监测与保护，保障低温系统安全稳定运行。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种负压管路工质压力采集及负压保护装置，能够用于氦低温传输管线与压力变送器连接位置处的负压保护，并将压力信号传输至控制系统中。
6.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
7.本实用新型提供一种负压管路工质压力采集及负压保护装置，包括：
8.密封罩，所述密封罩的两端封闭形成密封腔体；
9.球阀，所述球阀的一端与所述密封腔体内之间通过管道密封连通，所述球阀的另一端与真空发生装置或者氦气提供装置连通；
10.真空电连接器，所述真空电连接器上设有信号针脚，所述真空电连接器与所述腔体之间密封连通；
11.压力监测管路和压力检测机构，所述压力监测管路的一端与液压管路连接，另一端穿过所述密封罩与所述压力检测机构连接，所述压力检测机构用于检测压力信号，所述压力检测机构与所述真空电连接器上的信号针脚连接，所述信号针脚用于输出所述压力信号。
12.进一步的，所述压力检测机构还包括vcr组件、三通、负压压力变送器和正压压力
变送器，所述压力监测管路的一端与待检测输液管连通，另一端穿过所述密封罩筒体的底端与所述vcr组件连接，所述vcr组件与所述三通的第一端连接，所述三通的第二端与所述负压压力变送器连接，第三端与所述正压压力变送器连接，所述负压压力变送器和正压压力变送器分别通过两根信号线与所述信号针脚信号连接。
13.进一步的，所述密封罩包括筒体、封头、密封罩法兰以及密封罩底座，所述筒体的顶部通过所述封头密封，底部通过所述密封罩法兰与所述密封罩底座密封连接，所述密封罩底座上设有第一通孔、第二通孔和第三通孔，所述球阀与所述腔体之间通过管道密封连通，所述管道穿过所述第一通孔且与所述第一通孔密封连接，所述真空电连接器与所述第二通孔之间密封连接，所述压力监测管路穿过所述第三通孔且与所述第三通孔密封连接。
14.进一步的，所述真空连接器与所述第二通孔之间通过法兰连接筒和真空电连接器法兰密封连接，所述法兰连接筒的顶部与所述第二通孔焊接，所述真空电连接器法兰连接在所述法兰连接筒的底部，所述管道和压力检测管路分别与所述第一通孔和第三通孔焊接。
15.进一步的，所述真空电连接器与所述真空电连接器法兰之间还设有密封圈。
16.进一步的，所述底座法兰上还设有氦气检漏口，用于检测所述腔体内的真空状态。
17.进一步的，所述正压压力变送器连接和负压压力变送器的测量量程不同。
18.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
19.将本实用新型提供的负压管路工质压力采集及负压保护装置能够用于压力变送器与监测管路螺纹连接的部位进行保护，并在不破坏负压保护环境的情况下将监测信号引出至大气环境中。球阀将与系统内纯度相同的氦气(99.999％) 供给到上述负压管路工质负压保护及安全泄放组件的密封罩筒体内，当管路负压运行时，密封罩筒体内的氦气通过安全阀连接螺纹被吸入低温传输管线中，由于被吸入的氦气量很少，且两者的氦气纯度相同，就有效地避免了空气对管路内的氦循环环境造成污染。
附图说明
20.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
21.图1是负压管路工质压力采集及负压保护装置的结构示意图；
22.图2是负压管路工质压力采集及负压保护装置去除密封罩的结构示意图；
23.图3是密封罩底座的结构示意图；
24.图4是真空电连接器的结构示意图；
25.附图中各标记表示如下：
26.1-压力监测管路；2-保护围筒；3-球阀；4-供气管接口；5-密封罩底座；6
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第一密封圈；7-密封罩法兰；8-筒体；9-封头；10-法兰连接筒；11-真空电连接器法兰；12-第二密封圈；13-真空电连接器；15-vcr组件；16-三通；17-第二端；18-负压压力变送器；19-正压压力变送器；20-第三端；21-安装孔；22-法兰螺丝孔；23-第一通孔；24-第三通孔；25-第一氦气检漏口；26-第二通孔；27
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法兰螺丝孔；28-信号针脚；29-第二氦气检漏口。
具体实施方式
27.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
28.本实用新型的实施例针对现有的负压采集装置当系统负压运行时，空气将会通过压力变送器负压连接部件侵入低温管路，影响液氦的纯度，进而对整个低温系统的工作性能造成严重的影响，提供一种负压管路工质压力采集及负压保护装置，所述装置能够当管路负压运行时，密封罩筒体内的氦气通过安全阀连接螺纹被吸入低温传输管线中，由于被吸入的氦气量很少，且两者的氦气纯度相同，就有效地避免了空气对管路内的氦循环环境造成污染。
29.实施例1
30.如图1至图4所示，所述负压管路工质压力采集及负压保护装置包括密封罩8、球阀3、真空电连接器13和压力监测管路1和压力检测机构。所述密封罩8的两端封闭形成密封腔体。所述球阀3的一端与所述密封腔体内之间通过管道密封连通，所述球阀3的另一端与真空发生装置(图中未示出)或者氦气提供装置(图中未示出)连通。所述真空电连接器13上设有信号针脚28，所述真空电连接器28与所述腔体之间密封连通。所述压力监测管路1的一端与输液管路连接，另一端穿过所述密封罩8与所述压力检测机构连接，所述压力检测机构用于检测压力信号，所述压力检测机构与所述真空电连接器13上的信号针脚28信号新连接，所述信号针脚28用于输出所述压力信号。
31.在进行压力信号检测时，将压力监测管路1与输液管路密封连接，球阀3 的手动开关为打开状态，通过与压力监测管路1连接的真空泵组，对保护腔内进行抽真空处理，对腔体内进行抽真空处理，当真空度达到预期值后关闭真空泵抽气阀门；保持球阀3手动开关常开，并通过进气球阀3向保护腔内充入与管路内纯度相同的氦气(99.999％)，压力略大于当地大气压。如此反复循环三次，即可以保证保护腔内氦气的纯度。压力监测管路1与输液管并联，两者具有相同的压力，输液管路内的压力通过压力监测管路1传输至压力检测机构。当输液管正压运行时，空气无法对保护腔体内的氦气造成污染。当输液管路内形成负压时，由于保护腔内充满了与管路内纯度相同的氦气，保护腔内的氦气替代了空气泄漏进入负压管路，有效地避免了空气吸入造成的污染。
32.进一步的，为了保证不同工作压力下检测的精度，所述压力检测机构还包括vcr组件15、三通16、负压压力变送器18和正压压力变送器19，所述压力监测管路1的一端与待检测输液管连通，另一端穿过所述密封罩筒体8的底端与所述vcr组件15连接，所述vcr组件15与所述三通16的第一端连接，所述三通16的第二端17与所述负压压力变送器18连接，第三端20与所述正压压力变送器19连接，所述负压压力变送器18和正压压力变送器19分别通过两根信号线与所述信号针脚28信号连接，所述负压压力变送器18和正压压力变送器19的测量量程不通过。
33.两种压力变送器的测量量程不同，分别保证不同工作压力下的测量精度。采用真空电连接器13引出电流信号，将从正压压力变送器19及负压压力变送器18引出的信号线焊接到真空电连接器13上，最终可将模拟量信号引出至控制系统中。当正压压力变送器19及
负压压力变送器18的电流输出小于20ma，则两类压力变送器均未超量程，此时，说明系统处于负压运行状态，负压压力变送器18的测量精度更高，此时采取负压压力变送器18的测量结果；当负压压力变送器18的输出电流大于20ma，则负压压力变送器32已超量程，此时，说明系统处于运行压力高于负压压力变送器19的量程，此时采取正压压力变送器19的测量结果。
34.进一步的，为了提高密封可靠性，放置空气对输液管路氦气污染，所述密封罩8包括筒体、封头9、密封罩法兰7以及密封罩底座5，所述筒体的顶部通过所述封头9密封，底部通过所述密封罩法兰7与所述密封罩底座5密封连接，所述密封罩底座5上设有第一通孔23、第二通孔26和第三通孔24，所述球阀3 与所述腔体之间通过管道密封连通，所述管道穿过所述第一通孔23且与所述第一通孔密封连接，所述真空电连接器13与所述第二通孔26之间密封连接，所述压力监测管路1穿过所述第三通孔24且与所述第三通孔24密封连接。
35.所述密封罩底座5与所述密封罩法兰7之间通过螺栓连接，所述密封罩底座上设有螺丝孔22。
36.进一步的，所述真空连接器13与所述第二通孔26之间通过法兰连接筒10 和真空电连接器法兰11密封连接，所述法兰连接筒10的顶部与所述第二通孔 26焊接，所述真空电连接器法兰11连接在所述法兰连接筒10的底部，所述管道和压力监测管路1分别与所述第一通孔23和第三通孔24焊接。所述真空电连接器13与所述真空电连接器法兰11之间通过螺栓连接，所述真空电连接器 13上设有螺丝孔27。
37.为了提高真空连接器13与所述真空连接器法兰11之间连接的密封可靠性，所述真空电连接器13与所述真空电连接器法兰11之间还设有密封圈12。
38.所述密封罩底座5和真空电连接器上还设有第一氦气检漏口25和第二氦气检漏口29，用于检测所述腔体内的真空状态。
39.所述压力监测管路1的外侧还套设有保护围筒2，用于对所述监测管路进行保护，所述保护围筒的顶端与所述底座法兰密封固定连接。
40.实施例2
41.本实用新型的另一个实施例还提供了一种负压管路工质压力采集及负压保护方法，包括步骤：
42.s1、将实施例1中所述的负压管路工质压力采集及负压保护装置连接至输液管路上；
43.s2、打开所述球阀3，对保护腔内进行抽真空处理，当真空度达到预设值时停止抽真空，通过所述第一氦气检漏口25和第二氦气检漏口29对真空状态进行检漏；
44.s3、通过所述球阀3向所述腔体内充入与输液管路内纯度相同的氦气，使腔体内氦气的压力略大于大气压，如此反复循环三次，即可以保证保护腔内氦气的纯度。
45.压力监测管路与输液管并联，两者具有相同的压力，输液管路内的压力通过被保护管路引出管1传输至负压压力变送器18及正压压力变送器19。两种压力变送器的测量量程不同，分别保证不同工作压力下的测量精度。当输液管正压运行时，空气无法对腔体内的氦气造成污染。当管路内形成负压时，由于保护腔内充满了与管路内纯度相同的氦气，腔体内的氦气替代了空气泄漏进入负压管路，有效地避免了空气吸入造成的污染。
46.s4、采用真空电连接器13引出电流信号，通过焊接的方式，将从正压压力变送器19
及负压压力变送器18引出的信号线焊接到真空电连接器13上，最终可将模拟量信号引出至控制系统中。当正压压力变送器19及负压压力变送器18 的电流输出小于20ma，则两类压力变送器均未超量程，此时，说明系统处于负压运行状态，负压压力变送器18的测量精度更高，此时采取负压压力变送器18 的测量结果；当负压压力变送器18的输出电流大于20ma，则负压压力变送器18已超量程，此时，说明系统处于运行压力高于负压压力变送器的量程，此时采取正压压力变送器19的测量结果。
47.上述负压管路工质压力采集及负压保护组件的安装方式简单，操作方便，通过卡套及法兰等连接方式，实现了负压管路工质压力采集及负压保护组件的安装，拆解及更换十分方便。
48.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。