CN113418132B - 一种高压钢瓶自动抽真空工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高压钢瓶自动抽真空工艺，包括：去残余、去杂质、钢瓶填充、倒置装填、阀门一次切换、惰性气体加热、惰性气体填充、气液交换、阀门二次切换、真空作业；本发明采用转动清洗可以在离心力的作用将钢瓶内壁中附着的杂质户这话结晶可以进行有效的清楚，采用冷水填充钢瓶可以有效的避免水在蒸发的过程中产生的积气，使得水可以完全填充并且减少在钢瓶倒置过程中出现的气泡现象，最大程度的提高惰性气体填充的饱和度，通过液体和惰性气体的两种方式对钢瓶内部的体积进行校验，可以对钢瓶内部的杂质多少或者是否清理干净做一个准确的判断，避免昂贵的设备仪器进行检测，降低生产成本。

Description

一种高压钢瓶自动抽真空工艺
技术领域
本发明涉及气体生产技术领域，尤其涉及一种高压钢瓶自动抽真空工艺。
背景技术
一般高压钢瓶的承载压力都在100MPa以上，为了安全使用的原因，一般控制在100MPa以下，在不同用途的高压钢瓶中均有不同的压力，比如，常用的工业气瓶（氧气、氮气瓶等）工作压力15MPa，一般实际只有13MPa左右，天然气瓶工作压力20MPa，本申请的钢瓶的压力范围为10-30MPa，目前，钢瓶在回收后进行充气基本上是采用直接充的方式，对纯度要求高的气体会采用一些提高纯度的方式，包括清洗法、过渡法等方式，但是，基于对普通瓶，并且具有一定可燃性的气体采用提高简单纯度的方式，是必要的，一方面降低操作的风险，一方面提高纯度，是钢瓶中的气体具有较高的质量是本发明需要解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种高压钢瓶自动抽真空工艺，以解决对于可燃气体的钢瓶回收处理采用检测设备高昂，提高纯度的方式较为复杂的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明的提供了一种高压钢瓶自动抽真空工艺，包括：去残余、去杂质、钢瓶填充、倒置装填、阀门一次切换、惰性气体加热、惰性气体填充、气液交换、阀门二次切换、真空作业；具体操作过程如下：
S1、去残余：将钢瓶的出气阀连接在开口位置，将抽取参与气体的管道连接在出气阀上，利用反向真空原理将钢瓶中的气体抽出；
S2、去杂质：首先通过将清水注入到钢瓶中，关闭注水口，在转筒中夹持转动，将钢瓶中内侧的化合物结晶或者其它杂质去除，在完成后将钢瓶中的水倒出，并且在高压水枪的作用下冲刷内壁；
S3、钢瓶填充：用冷水灌装到钢瓶中，直到注满整个钢瓶；
S4、倒置装填：将填充完成的钢瓶放倒置放置在放置架上；
S5、阀门一次切换：在充气口或者出气口的位置安装转换阀门，转换阀门为单向的压力阀，压力阀门在压力作用下排水，另一个压力口将气体注入到钢瓶的内部；
S6、惰性气体加热：将惰性气体在加热管中过滤；
S7、惰性气体填充：通过压力阀门的气体注入口将氦气或者氮气等惰性气体注入到钢瓶中，当压力大于3MPa时，水顶开压力阀排出，充满惰性气体；
S8、气液交换：加热的惰性气体在水中过滤带走热量，同时也使水的温度上升，当钢瓶内部惰性气体的体积超过水的体积时，带有热量的惰性气体将钢瓶内壁中残留的水滴蒸发；
S9、阀门二次切换：完成气液交换的钢瓶进行二次阀门切换，在一次阀门的基础上增加真空阀门；
S10、真空作业：抽真空作业时采用串联的双真空阀门的连接方式，其中一边可以对真空度进行自检，另一边可以补气或者检漏。
作为本发明进一步的方案，在步骤S1中在所述钢瓶在瓶口位置安装双向阀，即充气阀和放气阀。
作为本发明进一步的方案，在步骤S5和S9中采用的阀门均为双向安装阀门，包括充气阀和放气阀。
作为本发明进一步的方案，步骤S10中真空管口通过管道与检漏阀连接，检漏阀及抽真空阀与抽真空管口之间装有总控阀。
作为本发明进一步的方案，步骤S2中所述转筒的转速范围为50r/min-200r/min。
作为本发明进一步的方案，步骤S3中的所述冷水的温度范围为0-5℃。
作为本发明进一步的方案，所述充气阀、放气阀、真空阀、检漏阀、检测阀、压力阀均通过智能控制模块通过工业PLC控制。
作为本发明进一步的方案，所述高压钢瓶的真空压力范围为10-30MPa。
作为本发明进一步的方案，所述钢瓶倒置时为垂直状态，多个钢瓶可同时作业。
作为本发明进一步的方案，所述惰性气体为氦气或者氮气。
本发明提供了一种高压钢瓶自动抽真空工艺，有益效果在于：本发明中在钢瓶中抽真空通常都是为了填充具有高爆性的气体，对于高爆或者高燃性气体，气体安全是首要的任务，在填充气体时虽然在规范操作的指引下不会产生危险，但是在要求较高的应用领域不能够有效的清除钢瓶内部的杂质，会严重影响使用的效果；
采用转动清洗可以在离心力的作用将钢瓶内壁中附着的杂质户这话结晶可以进行有效的清楚，否则在钢瓶较小的管口中很难彻底的清洗；采用冷水填充钢瓶可以有效的避免水在蒸发的过程中产生的积气，使得水可以完全填充并且减少在钢瓶倒置过程中出现的气泡现象，最大程度的提高惰性气体填充的饱和度；
另外，阀门的双向可连接性能，可以减少阀门更换过程中出现的漏气或者空鼓现象，从而保证在附加的操作尽可能少的影响钢瓶内部的变化；惰性气体的填充可以有效的实现气液的交换，使惰性气体可以完全替代水的空间体积，采用气液替换的方式，应当采用融水率低的气体，这样的等体积置换的结果可以作为钢瓶内部气体填充的一个检验标准，即通过液体和惰性气体的两种方式对钢瓶内部的体积进行校验，可以对钢瓶内部的杂质多少或者是否清理干净做一个准确的判断，避免昂贵的设备仪器进行检测，降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的工艺流程的框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参见图1，本发明实施例提供的一种高压钢瓶自动抽真空工艺，包括：去残余、去杂质、钢瓶填充、倒置装填、阀门一次切换、惰性气体加热、惰性气体填充、气液交换、阀门二次切换、真空作业；具体操作过程如下：
S1、去残余：钢瓶在回收后通常具有一定的残留气体，一般这种气体是易燃的或者是能够引起燃爆的气体，为了安全考虑，回收后的钢瓶需要首先进行残余气体的清除作业，将钢瓶的出气阀连接在开口位置，将抽取参与气体的管道连接在出气阀上，利用反向真空原理将钢瓶中的气体抽出，反向真空即管道中的真空度大于钢瓶的真空度，从而将残余气体抽出；
S2、去杂质：首先通过将清水注入到钢瓶中，关闭注水口之后，在转速为50r/min-200r/min的转筒中夹持转动，将钢瓶中内侧的化合物结晶或者其它杂质去除，在完成后将钢瓶中的水倒出，并且在高压水枪的作用下冲刷内壁，使钢瓶内壁上的残余彻底清理；采用转动清洗可以在离心力的作用将钢瓶内壁中附着的杂质户这话结晶可以进行有效的清楚，否则在钢瓶较小的管口中很难彻底的清洗；
S3、钢瓶填充：用0-5℃的冷水灌装到钢瓶中，直到注满整个钢瓶，用低温的冷水目的是降低水的蒸发量，提高钢瓶在注入时具有较高的填充度；采用冷水填充钢瓶可以有效的避免水在蒸发的过程中产生的积气，使得水可以完全填充并且减少在钢瓶倒置过程中出现的气泡现象，最大程度的提高惰性气体填充的饱和度；
S4、倒置装填：将填充完成的钢瓶放倒置放置在放置架上，倒置为垂直状态，使充气口位置在最底端，这样使得后续的惰性气体的填充具有较高的填充度；
S5、阀门一次切换：在充气口或者出气口的位置安装转换阀门，转换阀门为单向的压力阀，压力阀门在压力作用下排水，另一个压力口可以将气体注入到钢瓶的内部；
S6、惰性气体加热：将惰性气体在加热管中过滤，并且将加热后的惰性气体快速通过压力阀门充入到钢瓶中；
S7、惰性气体填充：通过压力阀门的气体注入口将氦气或者氮气等惰性气体注入到钢瓶中，由于气体的密度远小于冷水，因此，惰性气体钢瓶的底部注入后上升到钢瓶的顶端，同时将冷水向下挤压，当压力大于3MPa时，水顶开压力阀排出，最终使整个钢瓶中的水分排出，充满惰性气体，这种方式可以有效的去除杂质气体，保持内部的纯净度；
S8、气液交换：加热的惰性气体在水中过滤带走热量，同时也使水的温度上升，当钢瓶内部惰性气体的体积超过水的体积时，水能够带走的热量是有限的，大部分的带有热量的惰性气体进入到倒置钢瓶的上方，带有热量的惰性气体将钢瓶内壁中残留的水滴蒸发，使在进行气液交换的过程中干燥钢瓶的内部，保持较高的纯净度；
S9、阀门二次切换：完成气液交换的钢瓶进行二次阀门切换，在一次阀门的基础上增加真空阀门，从而可以进行真空作业；
S10、真空作业：抽真空作业时采用串联的双真空阀门的连接方式，其中一边可以对真空度进行自检，另一边可以补气或者捡漏，避免在批量作业后才出现真空作业不完善的问题。
优选的，钢瓶在瓶口位置安装双向阀，即充气阀和放气阀，两个阀门之间为主管道充气段，主管道充气段设置有至少一个与高压气瓶连接的充气端口，主管道充气段前部及后部有抽真空管口与抽真空阀连接，通过智能控制模块实现充气阀、放气阀和真空阀的自动开启与关闭。
优选的，将真空管口通过管道与检漏阀连接，检漏阀及抽真空阀与抽真空管口之间装有总控阀，在抽真空和补气的循环过程中，每次循环时智能控制模块自动开启检漏阀，监测抽真空阀是否漏气。
优选的，将抽真空管口通过管道与检测阀连接，在抽真空和补气的循环过程中，每次循环时智能控制模块自动开启检测阀，对气瓶中的气体取样检测，随时监控高压***中气体的纯度。
优选的，充气阀、放气阀、真空阀、检漏阀、检测阀、压力阀实现自动化控制，智能控制模块通过工业PLC控制箱实现，智能控制模块与阀门电连接实现阀门的自动开启与关闭。
优选的，本工艺中采用的阀门均是可双向连接的结构，即可以在两端均可以实现连接，从而减少阀门的拆卸更换造成钢瓶内部与外部产生交换，降低了钢瓶内部纯度，阀门的双向可连接性能，可以减少阀门更换过程中出现的漏气或者空鼓现象，从而保证在附加的操作尽可能少的影响钢瓶内部的变化。
优选的，工业PLC控制箱上设置与控制阀对应的充气压力和抽真空压力仪表，实时显示充气和抽真空的状态，现场操作人员可以更加直观地了解高压气瓶自动抽真空与充装的情况。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种高压钢瓶自动抽真空工艺，其特征在于，包括：去残余、去杂质、钢瓶填充、倒置装填、阀门一次切换、惰性气体加热、惰性气体填充、气液交换、阀门二次切换、真空作业；具体操作过程如下：
S1、去残余：将钢瓶的出气阀连接在开口位置，将抽取参与气体的管道连接在出气阀上，利用反向真空原理将钢瓶中的气体抽出；
S2、去杂质：首先通过将清水注入到钢瓶中，关闭注水口，在转筒中夹持转动，将钢瓶中内侧的化合物结晶或者其它杂质去除，在完成后将钢瓶中的水倒出，并且在高压水枪的作用下冲刷内壁；
S3、钢瓶填充：用冷水灌装到钢瓶中，直到注满整个钢瓶；
S4、倒置装填：将填充完成的钢瓶放倒置放置在放置架上；
S5、阀门一次切换：在充气口或者出气口的位置安装转换阀门，转换阀门为单向的压力阀，压力阀门在压力作用下排水，另一个压力口将气体注入到钢瓶的内部；
S6、惰性气体加热：将惰性气体在加热管中过滤；
S7、惰性气体填充：通过压力阀门的气体注入口将惰性气体注入到钢瓶中，当压力大于3MPa时，水顶开压力阀排出，充满惰性气体；
S8、气液交换：加热的惰性气体在水中过滤带走热量，同时也使水的温度上升，当钢瓶内部惰性气体的体积超过水的体积时，带有热量的惰性气体将钢瓶内壁中残留的水滴蒸发；
S9、阀门二次切换：完成气液交换的钢瓶进行二次阀门切换，在一次阀门的基础上增加真空阀门；
S10、真空作业：抽真空作业时采用串联的双真空阀门的连接方式，其中一边可以对真空度进行自检，另一边可以补气或者检漏。
2.根据权利要求1所述的高压钢瓶自动抽真空工艺，其特征在于，步骤S1中在所述钢瓶在瓶口位置安装双向阀，即充气阀和放气阀。
3.根据权利要求2所述的高压钢瓶自动抽真空工艺，其特征在于，步骤S5和S9中采用的阀门均为双向安装阀门，包括充气阀和放气阀。
4.根据权利要求3所述的高压钢瓶自动抽真空工艺，其特征在于，步骤S10中真空管口通过管道与检漏阀连接，检漏阀及抽真空阀与抽真空管口之间装有总控阀。
5.根据权利要求4所述的高压钢瓶自动抽真空工艺，其特征在于，步骤S2中所述转筒的转速范围为50r/min-200r/min。
6.根据权利要求5所述的高压钢瓶自动抽真空工艺，其特征在于，步骤S3中的所述冷水的温度范围为0-5℃。
7.根据权利要求6所述的高压钢瓶自动抽真空工艺，其特征在于，所述充气阀、放气阀、真空阀、检漏阀、检测阀、压力阀均通过智能控制模块通过工业PLC控制。
8.根据权利要求7所述的高压钢瓶自动抽真空工艺，其特征在于，所述高压钢瓶的真空压力范围为10-30MPa。
9.根据权利要求8所述的高压钢瓶自动抽真空工艺，其特征在于，所述钢瓶倒置时为垂直状态，多个钢瓶可同时作业。
10.根据权利要求9所述的高压钢瓶自动抽真空工艺，其特征在于，所述惰性气体为氦气或者氮气。
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