CN114388318A - 一种多工位充排气设备以及充排气方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多工位充排气设备以及充排气方法，其技术要点包括：包括：2个以上的工位、充气设备、排气设备；所述工位包括：载物工具、容器组件，所述容器组件放置在载物工具上；所述排气设备用于对工位上设置的容器进行抽气；所述充气设备用于对工位上设置的容器进行充气。采用本申请的一种多工位充排气设备以及充排气方法，方便指导旧有设备的改造。

Description

一种多工位充排气设备以及充排气方法
技术领域
本发明涉及充排气机械设备领域，更具体地说，尤其涉及一种多工位充排气设备以及充排气方法。
背景技术
随着社会的发展，涉及到的技术领域也在不断扩大，充排气***就是其中之一。利用真空学的压差原理，出现了很多的充排气设备，专门为容器充入需要的气体。例如：为食品包装袋充入氮气(US5885640A、US3335014A)，以保持食品干燥和防止食品受到挤压；向气体储存罐中充入需要储存的气体、排出容器内的气体，创造真空无菌环境(EP3473587A1)。上述设备大多数是采用压力差将气体压入或抽出容器。
然而，在应用到灯具领域，上述文献记载的方案不再适配。
灯具行业有以下几个要求：
1)数量大；
2)充气的种类多，不再是单一气体；
3)充气要求的精度高，这是因为气体间的比例要严格控制，否则无法满足灯具要求。
申请人在Himmpat以及CNKI检索：“灯and充气and(抽气OR排气)”，并没有发现针对该产品的相关设备(CN204537981U等技术方案虽然也是给灯具充气排气，但是无法实现多个灯管的充排气)。
因此，上述设备需要进行原始创新。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种多工位充排气设备以及充排气方法。
本申请的技术方案为：
一种多工位充排气设备，其包括：2个以上的工位、充气设备、排气设备；
所述工位包括：载物工具、容器组件，所述容器组件放置在载物工具上；
所述排气设备用于对工位上设置的容器进行抽气；
所述充气设备用于对工位上设置的容器进行充气。
进一步，所述容器组件，包括：m行×n列个容器，m、n为大于等于1的自然数；
所述每个灯的连接口均连接有一级通气管，所述每行n个灯的一级通气管的末端均连接到二级通气管；所述二级通气管的数量为m个，在二级通气管上均安装有气阀；m个二级通气管的末端均连接到三级通气管。
进一步，充气设备，包括：q个充气控制单元；
所述充气控制单元包括：充气用一级管道、以及充气用一级管道上顺序连接的气瓶、减压阀、微调阀、流量计、1/4气动截止阀；
所述充气设备，还包括：薄膜规、充气用二级管道、充气用三级管道、充气用三级管道充气阀、充气用二级管道充气阀；
q个充气控制单元的充气用一级管道的末端均连接到充气用二级管道；
在充气用二级管道上设置有充气用二级管道充气阀；
充气用二级管道的末端连接有x个充气用三级管道，在充气用三级管道上设置有充气用三级管道充气阀。
所述薄膜规设置在任意一个充气用三级管道上设置上，薄膜规设置在充气用三级管道充气阀的进气口的内侧。
进一步，排气设备，包括：真空泵、隔断放气阀、前级阀、分子泵、插板阀、电离规、第一电阻规、旁抽阀、第二电阻规、预抽阀、主抽阀；
还包括：排气用第一管道、排气用第二管道、排气用第三管道、排气用第四管道、排气用第五管道。
所述真空泵与排气用第一管道连接，在第一管道上安装有隔断放气阀、电阻规；
第一管道分别于排气用第二管道、排气用第三管道连接；
在排气用第三管道上安装有旁抽阀，在排气用第二管道安装有前级阀、分子泵、插板阀、电离规(插板阀的作用是保护分子泵，分子泵的工作原理是：真空低于5Pa以下才能启动，启停一次需要20分钟以上，有插板阀，就可以换产品时不用停分子泵直接关阀就可以了，旁抽阀308的作用就是跟换工件后，先把真空抽到5Pa以下，再开插板阀，分子泵不用停；电离规，一般是和第二电阻规配合使用，电离规的测量范围是2pa以下，当真空度高于2pa及以上，会烧坏电离规)。
排气用第二管道、排气用第三管道均与排气用第四管道的一端连通；
排气用第四管道上设置：第二电阻规、预抽阀；
排气用第四管道的另一端分别连接x个排气用第五管道；在排气用第五管道上均设置有主抽阀。
进一步，容器组件与充气设备的配合设计：x个充气用三级管道与x个三级通气管一一对应连通。
进一步，容器组件与排气设备的配合设计：x个排气用第五管道分别x个三级通气管一一对应连接。
进一步，充气设备、排气设备的配合设计：排气用第四管道与充气用二级管道之间连通且设置有气路阀(气路阀阀的作用是3路气体充完一次产品后，公共管路里会有残留的混合体，要在做下一批产品时，打开这个阀，把残留的混合气体抽掉，这样才能确保每个产品充注精度)。
一种充排气方法，其包括：
S100，首先对容器抽真空；
S200，用户指定：
最终气体压强Pn；
第1种气体：第2种气体：…第n种气体的比例为：β1:β2:……βn，其中，β1<β2……βn；
S300，不同的气体目标压强为：
P1＝[β1/(β1+β2+……+βn)]Pn
P2＝[(β1+β2)/(β1+β2+……+βn)]Pn
……
Pn-1＝[(β1+β2+……+βn-1)/(β1+β2+……+βn)]Pn
Pn＝Pn。
S400，依次充入第1种气体：第2种气体：…第n种气体：
S400.1充入第1种气体：容器中仅充入第1种气体，直至容器内的压强达到P1；
S400.2充入第2种气体：容器中仅充入第2种气体，直至容器内的压强达到P2；
……
S400.n充入第n种气体：容器中仅充入第n种气体，直至容器内的压强达到Pn。
一种充气方法，在容器内充入A气体，已知其目标充气压力为O pa，充入A气体前容器内的气力为Y pa；
A气体的气源与容器之间连接有流量计：通过控制流量计的开度为控制气体充气的快慢；
已知A气体的流量计的开度最大值为Z；随着充气压力的增加，流量计的实际开度R＝Z×K，K表示开度控制系数，其范围为[0,1]；
其中，K与当前容器内的气压X关系采用下述方法：
当O-Y<L时:
在X在[Y，O]时， K＝[(O-X)/O]h
当O-Y>L时：
在X在[Y，O-L]时， K＝1.0；
在X在[O-L，O]时， K＝[(O-X)/L]h；
其中，L取值在[220，270]之间，h取值在[1.5，1.9]。
进一步，当O-Y≤100时，h＝1.7。
一种充排气方法，其采用前述的多工位充排气设备，包括如下步骤：
a.排气：
(1)充气设备的所有阀门均设置为关闭；
(2)真空泵开始工作，旁抽阀门打开，插板阀关闭，预定的主抽阀打开，预定的气阀打开，为容器预抽气；
(3)将x个充气用三级管道的充气用三级管道充气阀均保持开启，使得薄膜规与需要抽气的工位上的容器组件的三级通气管连通，通过观察薄膜规来测量真空度；
(4)当真空泵预抽到合适真空度后，旁抽阀关闭，插板阀开启，分子泵开始工作，对容器进行主抽气，此时观察电离规的数值，当数值达到需求时，关闭电离规(电离规是在2Pa以下的时候才能开启，不然电离规的灯丝就会氧化烧掉)，关闭主抽阀，关闭所有的气阀。
b.充气：
(1)排气设备的所有阀门均保持关闭；
(2)打开充气用二级管道充气阀，预定的充气用三级管道充气阀；
(3)q个充气控制单元按照预设的需求打开，为容器进行充气；
在充气时，其精度控制方法如下：
在容器内充入A气体，已知其目标充气压力为O pa，充入A气体前容器内的气力为Ypa；
A气体的气源与容器之间连接有流量计：通过控制流量计的开度为控制气体充气的快慢；
已知A气体的流量计的开度最大值为Z；随着充气压力的增加，流量计的实际开度R＝Z×K，K表示开度控制系数，其范围为[0,1]；
其中，K与当前容器内的气压X关系采用下述方法：
当O-Y<L时:
在X在[Y，O]时， K＝[(O-X)/O]h
当O-Y>L时：
在X在[Y，O-L]时， K＝1.0；
在X在[O-L，O]时， K＝[(O-X)/L]h；
其中，L取值在[220，270]之间，h取值在[1.5，1.9]；
(4)完成所有工位上的容器的充气后，关闭步骤(2)打开的阀以及步骤(3)打开的阀，充气完成；
c.封口：
当设备完成对灯管的充排气作业之后，使用焊枪将灯管通气口烧化封结，可换下一批灯管继续重复上述操作。
进一步，所述的容器为灯管。
本申请的有益效果在于：
第一，本申请的第一个发明点在于：该发明利用真空泵与各种阀门的配合，拥有全面的真空监测以及稳定的***调节装置，再配合上基于PLC的终端控制(即实施例二中充气、抽气的控制)，使得该发明***拥有很高的自动化程度；该发明拥有多条充排气管路，一次性可充排多个容器，且中间间隔时间较短，生产效率高(充气时可以实现不同工位不同的充气需求(当然，此种情况不是同时充气))。该发明中所述容器与泵体及充气口之间安装有多个真空度监测与调节装置，可以实时反馈当前真空度的大小，并且根据反馈信息进行及时调整与操作，安全性较高，***也更加智能化。
第二，本申请的第二个发明点在于：薄膜规206的巧妙设计；在传统的设计中，1个工位应该设置1个薄膜规。但是，本申请不需要，本申请只需要设置1个薄膜规，即可实现抽气与充气双过程中，对任意1个工位任意1容器压力的测试。即本申请的设计，省去了x-1个薄膜规。
第三，本申请的第三个发明点在于：排气装置的设计。一般的排气装置都是：真空泵直接连接排气用第四管道；而本申请不是上述设计。
本申请采用了如下的设计：
真空泵与排气用第一管道连接，在第一管道上安装有隔断放气阀、电阻规；第一管道分别于排气用第二管道、排气用第三管道连接；在排气用第三管道上安装有旁抽阀，在排气用第二管道安装有前级阀、分子泵、插板阀、电离规；排气用第二管道、排气用第三管道均与排气用第四管道的一端连通；排气用第四管道上设置：第二电阻规、预抽阀；排气用第四管道的另一端分别连接x个排气用第五管道；在排气用第五管道上均设置有主抽阀。
上述设计的意义是为了：真空泵与排气用第一管道以及排气用第二管道，主要完成真空预抽，一般的真空度只能抽到1pa左右；真空泵与排气用第一、排气用第三管道连通，这一路主要完成高真空抽气，可以抽到0.0001pa及以下。
第四，本申请的第四个发明点在于：灯具内有多种气体时，如何精确控制比例的问题。
本申请提出的方案主要依靠以下两点：
3.1充气时，是按照含量由少至多的气体依次充气；
3.2将压强控制在目标范围内(±1％)的方法是：
一种充气方法，在容器内充入A气体，已知其目标充气压力为O pa，充入A气体前容器内的气力为Y pa；A气体的气源与容器之间连接有流量计；通过控制流量计的开度为控制气体充气的快慢：已知A气体的流量计的开度最大值为Z；随着充气压力的增加，流量计的实际开度R＝Z×K，K表示开度控制系数，其范围为[0,1]。
而对于K的确定，申请人的研究经历了三个阶段：
<阶段一：初始方案>
如图7所示，针对50-500pa进行了测试研究。
设灯具内的压强为X；
控制方案一：K＝(O-X)/(O-Y)
控制方案二：K＝[(O-X)/(O-Y)]0.5
控制方案三：K＝[(O-X)/(O-Y)]2
控制方案四：K＝[(O-X)/(O-Y)]3
首先，方案二不行，会造成严重的过充；流量计阀门关闭后，稳定后的灯具压力达到了511pa；其次，方案一、方案三、方案四，均是可行的，但是方案三、方案四的效率较低；但是，方案三、方案四的精度要高于方案一(504.1pa)。
<阶段二：实用设计>
通过多次试验，发明人发现：效率、精度两者是相互矛盾的，开度控制系数低，精度越好，效率越低；开度控制系数高，精度越差，效率越高。
如何在效率、精度之间取得平衡，才是问题的关键所在。
如图8所示，提出了四种方案：
X在[Y，O-L]时，K＝1.0；
X在[O-L，O]时，K采用下述方案：
控制方案一：K＝(O-X)/(L)
控制方案二：K＝[(O-X)/(L)]0.5
控制方案三：K＝[(O-X)/(L]1.5
控制方案四：K＝[(O-X)/(L)]1.9
这种方案测试下来，方案三、方案四能够满足要求：即在满足精度的要求下效率最优化(需要注意的是：L在[200，230]是适宜的)，方案一、二效果不佳。
上述方案换句话而言：从200pa充压到1000pa，在200-770pa之间，不需要调节开度控制系数K，只需要在770～1000pa这230pa的范围内进行调节，即可。
<阶段三：低含量气体>
阶段二得出的结论并不适用于低含量气体。例如，首充气体往往只有30pa～100pa。对于这些充气量较低的气体，其控制方案采用阶段二得到的控制方法就不太适用。
控制方案一：K＝(O-X)/(O)
控制方案二：K＝[(O-X)/O]1.7
控制方案三：K＝[(O-X)/O]1.5
控制方案四：K＝[(O-X)/O]1.9
测试结果表明：方案二、方案三、方案四均是适宜的，方案一精度偏差。
阶段三得到的方案，要注意的是：开度控制系数在初始时，不一定是1.0。即在充气开始时，流量计阀门不能像阶段一、阶段二那样想当然的开到最大。这主要是针对有2种含量较低的气体。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是一种多工位充排气设备的管路设计图。
图2是本申请的多工位充排气设备的主视图。
图3是本申请的装置的的三维设计图。
图4是本申请的多工位充排气设备的侧视图。
图5是本申请的多工位充排气设备在另一视角下的三维设计图。
图6是本申请的设备的实际图。
图7是实施例2中的阶段一的四种方案对比图。
图8是实施例2中的阶段二的四种方案对比图。
图9是实施例2中的阶段三的四种方案对比图。
附图标记说明如下:
工位100、充气设备200、排气设备300；
载物工具101、容器组件102、气阀103；
一级通气管111、二级通气管112、三级通气管113；
充气用一级管道、气瓶201、减压阀202、微调阀203、流量计204、1/4气动截止阀205、薄膜规206、充气用三级管道充气阀207、充气用二级管道充气阀208；
排气设备300、真空泵301、隔断放气阀302、前级阀303、分子泵304、插板阀305、电离规306、第一电阻规307、旁抽阀308、第二电阻规309、预抽阀310、主抽阀321；
排气用第一管道311、排气用第二管道312、排气用第三管道313、排气用第四管道314、排气用第五管道315；
气路阀401。
具体实施方式
实施例1：一种多工位充排气设备。
(1)基础设备研发
一种多工位充排气设备，其包括x个工位100、充气设备200、排气设备300；x为大于等于1的自然数(图1中的x＝2)；
所述工位100包括：载物工具101、容器组件102(本申请的图2中，容器为灯)；
所述排气设备300用于对工位100上设置的容器进行抽气；
所述充气设备200用于对工位100上设置的容器进行充气。
(2)容器组件的设计
所述容器组件102，包括：m行×n列个容器，m、n为大于等于1的自然数；(如图1所示，m＝4，n＝6)；
所述每个灯的连接口均连接有一级通气管111，所述每行n个灯的一级通气管111的末端均连接到二级通气管112；
所述二级通气管112的数量为m个，在二级通气管112上均安装有气阀103；
m个二级通气管112的末端均连接到三级通气管113。
(3)充气设备的设计
充气设备200，包括：q个充气控制单元、薄膜规206、充气用三级管道充气阀207、充气用二级管道充气阀208、充气用二级管道212、充气用三级管道213；
所述充气控制单元包括：充气用一级管道211、以及充气用一级管道211上顺序连接的气瓶201、减压阀202、微调阀203、流量计204、1/4气动截止阀205(1/4气动截止阀205，一般和流量计204配合使用，当流量计204关不严，或者损坏的时候，可以直接切断这一支路)；
q个充气控制单元的充气用一级管道211的末端均连接到充气用二级管道212；
在充气用二级管道212上设置有充气用二级管道充气阀208；
充气用二级管道212的末端连接有x个充气用三级管道213，在充气用三级管道213上设置有充气用三级管道充气阀207。
在其中的1个充气用三级管道213上设置有薄膜规206；
(4)排气设备的设计
排气设备300，包括：真空泵301、隔断放气阀302、前级阀303、分子泵304、插板阀305、电离规306、第一电阻规307、旁抽阀308、第二电阻规309、预抽阀310、主抽阀321；
还包括：排气用第一管道311、排气用第二管道312、排气用第三管道313、排气用第四管道314、排气用第五管道315。
所述真空泵301与排气用第一管道311连接，在第一管道311上安装有隔断放气阀302、电阻规307；
第一管道311分别于排气用第二管道312、排气用第三管道313连接(即排气用第二管道312、排气用第三管道313平行布置)；
在排气用第三管道313上安装有旁抽阀308，在排气用第二管道312安装有前级阀303、分子泵304、插板阀305、电离规306；
排气用第二管道312、排气用第三管道313均与排气用第四管道314的一端连通，
排气用第四管道314上设置：第二电阻规309、预抽阀310；
排气用第四管道314的另一端分别连接x个排气用第五管道315；在排气用第五管道315上均设置有主抽阀321；
(5)容器组件与充气设备的配合设计：x个充气用三级管道213与x个三级通气管113一一对应连通。
(6)容器组件与排气设备的配合设计：x个排气用第五管道315分别x个三级通气管113一一对应连接。
(7)充气设备、排气设备的配合设计：排气用第四管道314与充气用二级管道212之间气路阀401。
为了方便运输，本申请的所述载物工具101采用运载小车；当然的，所述载物工具也可以换为其他AGV车辆。
实施例2：一种多工位充排气方式
(1)技术难点与解决过程
本申请的设备的难点在于：如何按照客户的要求充气。例如：30％氢气+50％氦气+20％氩气，这样如何充气。
此问题的解决采用如下若干技术：
第一，充气设备200的q个气瓶201，在每个气瓶中都放置于一种气体。
第二，灯在充气时，假定其需要第1种气体：第2种气体：…第n种气体的要求分别为：x1mol：x2mol：……xnmol，且x1<x2<……xn
采用理想气体状态方程：
PV＝nRT
2.1充入第1种气体(即含量最少的气体)：
打开与第1种气体对应的充气控制单元，使得灯管中仅充入第1种气体，且通过薄膜规206来监测其压强达到P1:
P1＝(x1RT1)/V
2.2充入第2种气体：
打开与第2种气体对应的充气控制单元，使得灯管中仅充入第2种气体，且通过薄膜规206来监测其压强达到P2:
P2＝[(x1+x2)RT2]/V
2.3充入第3种气体：
打开与第3种气体对应的充气控制单元，使得灯管中仅充入第3种气体，且通过薄膜规206来监测其压强达到P3:
P3＝[(x1+x2+x3)RT3]/V
……
2.n充入第n种气体：
打开与第n种气体对应的充气控制单元，使得灯管中仅充入第n种气体，且通过薄膜规206来监测其压强达到Pn:
Pn＝[(x1+x2+x3+……+xn)RTn]/V
T1、T2、……Tn可通过在薄膜规206的旁边设置一温度传感器实际测量得知；为了简化控制，T1＝T2＝……Tn＝室温。
在实际中，用户往往是指定：最终气体压强Pn，以及各个第1种气体：第2种气体：…第n种气体的比例β1:β2:……βn(β1<β2……βn)
那么，不同的气体目标压强则有：
P1＝[β1/(β1+β2+……+βn)]Pn
P2＝[(β1+β2)/(β1+β2+……+βn)]Pn
……
Pn-1＝[(β1+β2+……+βn-1)/(β1+β2+……+βn)]Pn
Pn＝Pn
第三，本申请的控制核心思想是：
3.1充气时，是按照含量由少至多的气体依次充气；
3.2含量比例控制的好坏，主要通过：薄膜规206的压强信号来控制。然而，充气是一个连续性的过程，阀门关的过早，压强未达到要求(即该项气体的含量偏少)；而阀门关的太晚，压强超过太多(即该项气体的含量超标)；如何将压强控制在目标范围内(±1％)
如何确保控制精度是这一问题的关键。
对于第j种气体，已知其目标充气压力为O pa，第j种气体充气前灯具内的压力为Ypa；通过控制流量计204的开度为控制气体充气的快慢：已知A气体的流量计的开度最大值为Z(常数),随着充气压力的增加，流量计的实际开度R＝Z*K。
开度控制系数K为0到1的数值：0表示关闭，1表示全开。
对于K的控制，申请人的研究经历了三个阶段：
<阶段一：初始方案>
如图7所示，针对50-500pa进行了测试研究。
设灯具内的压强为X；
控制方案一：K＝(O-X)/(O-Y)
控制方案二：K＝[(O-X)/(O-Y)]0.5
控制方案三：K＝[(O-X)/(O-Y)]2
控制方案四：K＝[(O-X)/(O-Y)]3
首先，方案二不行，会造成严重的过充；流量计阀门关闭后，稳定后的灯具压力达到了511pa；其次，方案一、方案三、方案四，均是可行的，但是方案三、方案四的效率较低；但是，方案三、方案四的精度要高于方案一(504.1pa)。
<阶段二：实用设计>
通过多次试验，发明人发现：效率、精度两者是相互矛盾的，开度控制系数低，精度越好，效率越低；开度控制系数高，精度越差，效率越高。
如何在效率、精度之间取得平衡，才是问题的关键所在。
如图8所示，提出了四种方案：
X在[Y，O-L]时，K＝1.0；
X在[O-L，O]时，K采用下述方案：
控制方案一：K＝(O-X)/(L)
控制方案二：K＝[(O-X)/(L)]0.5
控制方案三：K＝[(O-X)/(L]1.5
控制方案四：K＝[(O-X)/(L)]1.9
这种方案测试下来，方案三、方案四能够满足要求：即在满足精度的要求下效率最优化(需要注意的是：L在[200，230]是适宜的)，方案一、二效果不佳。
上述方案换句话而言：从200pa充压到1000pa，在200-770pa之间，不需要调节开度控制系数K，只需要在770～1000pa这230pa的范围内进行调节，即可。
<阶段三：低含量气体>
阶段二得出的结论并不适用于低含量气体。例如，首充气体往往只有30pa～100pa。对于这些充气量较低的气体，其控制方案采用阶段二得到的控制方法就不太适用。
控制方案一：K＝(O-X)/(O)
控制方案二：K＝[(O-X)/O]1.7
控制方案三：K＝[(O-X)/O]1.5
控制方案四：K＝[(O-X)/O]1.9
测试结果表明：方案二、方案四均是适宜的，方案一的精度不满足要求，方案三的精度偏差。
阶段三得到的方案，要注意的是：开度控制系数在初始时，不一定是1.0。即在充气开始时，流量计阀门不能像阶段一、阶段二那样想当然的开到最大。这主要是针对有2种含量较低的气体。
为了方便控制，在气体的充气时，O-Y<L时，均采用阶段三中设计的方案。
(2)最终方案
如图1-2所示，每个载物工具101上有24跟灯管，对管内先抽真空排气，再充入灯管需要的气体。
本申请的多工位充排气设备，包括以下过程：
a.排气(即抽真空)，包括如下步骤：
(5)充气设备的所有阀门均设置为关闭；
(6)真空泵301开始工作，旁抽阀门308打开，插板阀305关闭，预定的主抽阀321打开，预定的气阀103打开，为容器预抽气；
(7)将x个充气用三级管道213的充气用三级管道充气阀207均保持开启，使得薄膜规206与需要抽气的工位上的容器组件的三级通气管113连通，通过观察薄膜规来测量真空度；
(8)当真空泵301预抽到合适真空度后，旁抽阀308关闭，插板阀305开启，分子泵304开始工作，对容器进行主抽气，此时观察电离规306的数值，当数值达到需求时，关闭电离规，关闭主抽阀321，关闭所有的气阀103。
b.充气：
(1)排气设备的所有阀门均保持关闭；
(2)打开充气用二级管道充气阀208，预定的充气用三级管道充气阀207；
(3)q个充气控制单元按照预设的需求打开，为容器进行充气；
(4)完成所有工位上的容器的充气后，关闭步骤(2)打开的阀以及步骤(3)打开的阀，充气完成；
c.封口：
当设备完成对灯管的充排气作业之后，使用焊枪将灯管通气口烧化封结，可换下一批灯管继续重复上述操作。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (10)

1. 一种多工位充排气设备，其特征在于：包括： 2个以上的工位、充气设备、排气设备；
所述工位包括：载物工具、容器组件，所述容器组件放置在载物工具上；
所述排气设备用于对工位上设置的容器进行抽气；
所述充气设备用于对工位上设置的容器进行充气。
2.根据权利要求1所述的多工位充排气设备，其特征在于：所述容器组件，包括：m行×n列个容器，m、n为大于等于1的自然数；
所述每个灯的连接口均连接有一级通气管，所述每行n个灯的一级通气管的末端均连接到二级通气管；所述二级通气管的数量为m个，在二级通气管上均安装有气阀；m个二级通气管的末端均连接到三级通气管。
3.根据权利要求2所述的多工位充排气设备，其特征在于：充气设备，包括：q个充气控制单元；
所述充气控制单元包括：充气用一级管道、以及充气用一级管道上顺序连接的气瓶、减压阀、微调阀、流量计、1/4气动截止阀；
所述充气设备，还包括：薄膜规、充气用二级管道、充气用三级管道、充气用三级管道充气阀、充气用二级管道充气阀；
q个充气控制单元的充气用一级管道的末端均连接到充气用二级管道；
在充气用二级管道上设置有充气用二级管道充气阀；
充气用二级管道的末端连接有x个充气用三级管道，在充气用三级管道上设置有充气用三级管道充气阀；
所述薄膜规设置在任意一个充气用三级管道上设置上，薄膜规设置在充气用三级管道充气阀的进气口的内侧。
4.根据权利要求1或3所述的多工位充排气设备，其特征在于：排气设备，包括：真空泵、隔断放气阀、前级阀、分子泵、插板阀、电离规、第一电阻规、旁抽阀、第二电阻规、预抽阀、主抽阀；
还包括：排气用第一管道、排气用第二管道、排气用第三管道、排气用第四管道、排气用第五管道；
所述真空泵与排气用第一管道连接，在第一管道上安装有隔断放气阀、电阻规；
第一管道分别于排气用第二管道、排气用第三管道连接；
在排气用第三管道上安装有旁抽阀，在排气用第二管道安装有前级阀、分子泵、插板阀、电离规；
排气用第二管道、排气用第三管道均与排气用第四管道的一端连通；
排气用第四管道上设置：第二电阻规、预抽阀；
排气用第四管道的另一端分别连接x个排气用第五管道；在排气用第五管道上均设置有主抽阀。
5.根据权利要求4所述的多工位充排气设备，其特征在于：容器组件与充气设备的配合设计：x个充气用三级管道与x个三级通气管一一对应连通。
6.根据权利要求5所述的多工位充排气设备，其特征在于：容器组件与排气设备的配合设计：x个排气用第五管道分别x个三级通气管一一对应连接。
7.根据权利要求46所述的多工位充排气设备，其特征在于：充气设备、排气设备的配合设计：排气用第四管道与充气用二级管道之间连接设置有气路阀。
8.一种充排气方法，其特征在于，包括：
S100，首先对容器抽真空；
S200，用户指定：
最终气体压强Pn；
第1种气体：第2种气体：… 第n种气体的比例为：β1: β2:……βn，其中，β1<β2……βn；
S300，不同的气体目标压强为：
P1=[β1/（β1+β2+……+βn）] Pn
P2=[（β1+β2）/（β1+β2+……+βn）] Pn
……
Pn-1=[（β1+β2+……+βn-1）/（β1+β2+……+βn）] Pn
Pn=Pn
S400，依次充入第1种气体：第2种气体：… 第n种气体：
S400.1 充入第1种气体：容器中仅充入第1种气体，直至容器内的压强达到P1；
S400.2 充入第2种气体：容器中仅充入第2种气体，直至容器内的压强达到P2；
……
S400.n 充入第n种气体：容器中仅充入第n种气体，直至容器内的压强达到Pn。
9. 一种充气方法，其特征在于，在容器内充入A气体，已知其目标充气压力为O pa，充入A气体前容器内的气力为Y pa；
A气体的气源与容器之间连接有流量计：通过控制流量计的开度为控制气体充气的快慢；
已知A气体的流量计的开度最大值为Z；随着充气压力的增加，流量计的实际开度R=Z×K，K表示开度控制系数，其范围为[0,1]；
其中，K 与当前容器内的气压X关系采用下述方法：
当O-Y<L时:
在X在[Y，O]时， K=[(O-X)/ O ]h
当O-Y>L时：
在X在[Y，O-L]时， K=1.0；
在X在[O-L，O]时， K=[(O-X)/ L ]h；
其中，L取值在[220，270]之间，h取值在[1.5，1.9]。
10.一种充排气方法，其采用如权利要求1至7任意一项所述的多工位充排气设备，包括如下步骤：
其特征在于：
a. 排气：
b. 充气：
（1）排气设备的所有阀门均保持关闭；
（2）打开充气用二级管道充气阀，预定的充气用三级管道充气阀；
（3）q个充气控制单元按照预设的需求打开，为容器进行充气：
在充气时，其采用如权利要求9所述的方法；
（4）完成所有工位上的容器的充气后，关闭步骤（2）打开的阀以及步骤（3）打开的阀，充气完成；
c. 封口：当设备完成对灯管的充排气作业之后，使用焊枪将灯管通气口烧化封结，可换下一批灯管继续重复上述操作。
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