CN115435238A - 一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于液化气充装设备技术领域，具体涉及一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，以解决现有技术的高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮充装的纯净度难以控制的技术问题，包括：液化管路，液化管路包括依次连通的产品储罐、紧急切断阀、增压阀、汽化器和第一截止阀，第一截止阀与液化气体管道连通；抽气组件，抽气组件包括放空气处理装置，放空气处理装置连通于液化气体管道和放空管道；抽真空组件，抽真空组件包括一端与真空管道连通的真空泵，真空泵的另一端与空气处理装置连通；还设置有多个充装控制组件。

Description

一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置
技术领域
本发明属于液化气充装设备技术领域，具体涉及一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置。
背景技术
高纯二氧化碳于常温常压下是一种无色、无臭气体，属弱酸性气体，在高温时具有轻微刺激性气味，不可燃、不能维持生命。高纯二氧化碳主要用于医学研究，临床诊断，二氧化碳激光器，校正气及配制其他特种棍台气。
高纯氧化亚氮，在常温常压下是一种无色、不燃、有窒息性、麻醉性，微甜味，密度比空气大的气体。可用作医用麻醉剂、制冷剂、助燃剂、防腐剂、烟雾喷射剂、标准气、平衡气等；在半导体产业中可用作气相沉积氮化硅的氮源；在医疗中作为麻醉剂；还可用作原子吸收光谱的氧化气体。
然而现有技术存在高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮充装纯净度难以控制的问题。
于是鉴于此，本发明设计了一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置已解决该问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，用以解决现有技术的高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮充装的纯净度难以控制的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，包括：
液化管路，所述液化管路包括依次连通的产品储罐、紧急切断阀、增压阀、汽化器和第一截止阀，所述第一截止阀与液化气体管道连通；
抽气组件，所述抽气组件包括放空气处理装置，所述放空气处理装置连通于液化气体管道和放空管道；
抽真空组件，所述抽真空组件包括一端与真空管道连通的真空泵，所述真空泵的另一端与空气处理装置连通；
还设置有多个充装控制组件，所述充装控制组件包括一端与真空管道连通的抽真空切换阀、一端与放空管道连通的放空阀、一端与液化气体管道连通的物料阀，所述抽真空切换阀另一端、放空阀另一端、物料阀另一端与并联管连通，所述并联管连通于充装电磁阀一端，所述充装电磁阀另一端与充装罐体连通。
进一步的，所述充装控制组件还包括与充装电磁阀电性连接的智能充装控制模块，所述智能充装控制模块还电性连接有压力传感器，所述压力传感器设置于储罐平台底部，所述压力传感器用于感知放在所述储罐平台上部的充装罐体的重量，所述充装罐体通过充装连接管与充装电磁阀连通。
进一步的，所述充装控制组件还包括压力阀，所述压力阀一端与并联管连通，所述压力阀另一端与压力表连通。
进一步的，所述充装控制组件还包括温度计，所述温度计与并联管连通，检查所述并联管内的温度。
进一步的，所述充装控制组件还包括取样阀，所述取样阀一端与并联管连通，所述取样阀另一端与气体检验室连通。
进一步的，所述抽真空组件还包括第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀，所述第二截止阀连通于真空管道和真空泵之间，所述第三截止阀连通于真空泵和空气处理装置之间，所述第四截止阀连通于所述第三截止阀与空气处理装置之间。
进一步的，所述液化气体管道、放空管道、真空管道和并联管均采用BA级不锈钢管。
进一步的，所述抽气组件还包括设置于液化气体管道的管道现场压力监测、设置于液化气体管道的管道远程压力监测。
进一步的，所述抽气组件还包括一端连通液化气体管道另一端连通于放空气处理装置和截止阀之间的安全阀。
进一步的，所述抽气组件还包括设置于放空管道和放空气处理装置之间的第五截止阀和单向阀，所述第五截止阀和单向阀邻近设置。
上述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置的使用方法，包括以下步骤：
S1,利用抽气组件将充装罐体内余气抽至微正压，保证充装罐体内多余杂质气体能被抽走，保证罐体内无其他杂质；
S2，利用抽真空组件将充装罐体抽至绝对真空状态，保证杂质气体含量基本为0；
S3,利用充装组件对罐体充装后，再多次通过抽气、抽真空、充装对罐体内部置换到其余杂质基本为0，确保产品质量的优等品率达到要求。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明的充装设备能够完成高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮充装，由于采用充装控制组件、液化管路、抽气组件、气体检验室、抽真空组件、液化气体管道、放空管道、真空管道等的密切配合，完成对罐体充装后，再多次通过抽气、抽真空、充装的操作，其纯净度能够得到有效控制。
本发明充装后合格率高，减少了产量浪费，降低了成本。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例一中的抽气组件的结构示意图；
图3为本发明实施例一中的充装控制组件结构示意图；
图4为本发明实施例二的结构示意图；
图5为本发明实施例二的充装控制组件的第二实施方式的结构示意图
附图中涉及到的附图标记有：
充装控制组件1、储罐平台10、压力传感器101、温度计200、
抽真空切换阀11、放空阀12、压力阀13、物料阀14、取样阀15、充装电磁阀16、智能充装控制模块17、充装连接管18、充装罐体19、并联管100、
液化管路2、产品储罐21、紧急切断阀22、增压阀23、汽化器24、第一截止阀25、
抽气组件3、放空气处理装置31、管道现场压力监测32、管道远程压力监测33、安全阀34、第五截止阀35、单向阀36、
气体检验室4、抽真空组件5、真空泵51、第二截止阀52、第三截止阀53、第四截止阀54、压力表55、液化气体管道6、放空管道7、真空管道8。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1-5所示，一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，包括：
液化管路2，液化管路2包括依次连通的产品储罐21、紧急切断阀22、增压阀23、汽化器24和第一截止阀25，第一截止阀25与液化气体管道6连通；
抽气组件3，抽气组件3包括放空气处理装置31，放空气处理装置31连通于液化气体管道6和放空管道7；
抽真空组件5，抽真空组件5包括一端与真空管道8连通的真空泵51，真空泵51的另一端与空气处理装置31连通；
还设置有多个充装控制组件1，充装控制组件1包括一端与真空管道8连通的抽真空切换阀11、一端与放空管道7连通的放空阀12、一端与液化气体管道6连通的物料阀14，抽真空切换阀11另一端、放空阀12另一端、物料阀14另一端与并联管100连通，并联管100连通于充装电磁阀16一端，充装电磁阀16另一端与充装罐体19连通。
本发明可实现一次性对多个充装控制组件1与充装罐体19进行充装操作，可以实现连续不间断的充装，提高生产效率，做到节约人力、物料、设备等的集中优化，并且杜绝反复停工过程中造成的交叉污染或者人力浪费。
本发明工作原理是通过对液化管路2、抽气组件3、抽真空组件5的优化组合，实现了充装罐体19充装、抽气、抽真空等过程互不干扰，并且管路上设置截止阀，保证了高纯度气体只能进入固定罐体或位置，隔绝了交叉污染。
充装控制组件1还包括与充装电磁阀16电性连接的智能充装控制模块17，智能充装控制模块17还电性连接有压力传感器101，压力传感器101设置于储罐平台10底部，压力传感器101用于感知放在储罐平台10上部的充装罐体19的重量，充装罐体19通过充装连接管18与充装电磁阀16连通。
充装控制组件1能通过压力传感器101计算的充装重量，精准控制充装电磁阀16的开关，通过打开充装电磁阀16对充装罐体19进行灌装，灌装到设定重量后，根据智能充装控制模块17关闭充装电磁阀16，灌装停止。
智能充装控制模块17的具体方案：通过人为预输入充装重量的模式，实现定量充装的智能控制***，根据压力传感器101在充装过程中的压力变化，转化为重量信号，反馈到智能充装控制模块17，智能充装控制模块17再与预输入充装重量信号数据对比，当实际充装重量达到预输入充装重量时，智能充装控制模块17发出信号指令到电磁阀16，实现停止充装，精准计量的目的。
充装控制组件1还包括压力阀13，压力阀13一端与并联管100连通，压力阀13另一端与压力表55连通。
其中的压力阀13常开状态，通过压力表55通过压力表55可实时查看充装过程中的充装压力情况，保障充装过程中的安全，防止压力突然升高造成安全事故。同时也可以监查在抽真空前的准备工作是否到位，因为真空泵使用前必须为微正压状态，不能在高压下使用真空泵，保护真空泵的安全使用。
充装控制组件1还包括温度计200，温度计200与并联管100连通，检查并联管100内的温度。
充装的是低温液化气体，温度很低，基本在零下20度以下，因此通过温度200很直观的就看到哪个在充装，如果温度高说明还没有开始充，或者充装出现问题了无法充进去。
充装控制组件1还包括取样阀15，取样阀15一端与并联管100连通，取样阀15另一端与气体检验室4连通。
开启或关闭充装控制组件1对应的取样阀15，可随时对为对应充装控制组件1的充装罐体19进行分析化验，充装不合格可以及时的重新进行充装，保证产品质量的稳定性及提高充装效率、降低成本。
抽真空组件5还包括第二截止阀52、第三截止阀53、第四截止阀54，第二截止阀52连通于真空管道8和真空泵51之间，第三截止阀53连通于真空泵51和空气处理装置31之间，第四截止阀54连通于第三截止阀53与空气处理装置31之间。
根据真空压力等级，采用多级单向密封，即是设置了第二截止阀52、第三截止阀53、第四截止阀54，防止杂质气体反串进入真空管道或者充装罐体内，污染管道或者罐体，造成产品质量污染、劳动效率下降等。
液化气体管道6、放空管道7、真空管道8和并联管100均采用BA级不锈钢管。
进一步改进将其余的管道结构均采用BA级不锈钢管。
采用BA级不锈钢管为专业高纯电子气路管道，管道经过退火-酸洗-无损检测-清洗等过程，达到无尘洁净的目的，杜绝管道污染，提升产品质量。
抽气组件3还包括设置于液化气体管道6的管道现场压力监测32、设置于液化气体管道6的管道远程压力监测33。管道上有现场压力监控和远程压力监控，均可实现安全充装的目的。
抽气组件3还包括一端连通液化气体管道6另一端连通于放空气处理装置31和单向阀36之间的安全阀34。液化气体充装管道6在使用过程中若出现管道压力突然升高现象，超过安全阀34工作压力P后，安全阀34自动起跳释放压力到安全范围。
抽气组件3还包括设置于放空管道7和放空气处理装置31之间的第五截止阀35和单向阀36，第五截止阀35和单向阀36邻近设置。放空管道7上配有第五截止阀35和单向阀36，目的是防止放空气处理装置31的废气返流回罐体内，污染充装时的罐体。
并在安全阀34和液化气体管道6之间设置截止阀，与安全阀34并联设置有单向功能的截止阀。
上述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置的使用方法，包括以下步骤：
S1,利用抽气组件将充装罐体内余气抽至微正压，保证充装罐体内多余杂质气体能被抽走，保证罐体内无其他杂质；
S2，利用抽真空组件将充装罐体抽至绝对真空状态，保证杂质气体含量基本为0；
S3,利用充装组件对罐体充装后，再多次通过抽气、抽真空、充装对罐体内部置换到其余杂质基本为0，确保产品质量的优等品率达到要求。
实施例二
本实施例作为上一实施例的进一步改进，如图1-5所示，该组充装罐体19与液化气体管6、放空管7、真空管8的连接方式同实施例一，充装控制组件1与实施例一也相同，其区别是，本实施例中增加了另一组充装罐体19，该组的充装罐体19为横卧的方式放置，该种方式的优点是充装罐体19不易倾倒，安全系数更高。且由于整个***整合了更多的充装罐体19，整体的充装效率更高。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，其特征在于：包括：
液化管路(2)，所述液化管路(2)包括依次连通的产品储罐(21)、紧急切断阀(22)、增压阀(23)、汽化器(24)和第一截止阀(25)，所述第一截止阀(25)与液化气体管道(6)连通；
抽气组件(3)，所述抽气组件(3)包括放空气处理装置(31)，所述放空气处理装置(31)连通于液化气体管道(6)和放空管道(7)；
抽真空组件(5)，所述抽真空组件(5)包括一端与真空管道(8)连通的真空泵(51)，所述真空泵(51)的另一端与空气处理装置(31)连通；
还设置有多个充装控制组件(1)，所述充装控制组件(1)包括一端与真空管道(8)连通的抽真空切换阀(11)、一端与放空管道(7)连通的放空阀(12)、一端与液化气体管道(6)连通的物料阀(14)，所述抽真空切换阀(11)另一端、放空阀(12)另一端、物料阀(14)另一端与并联管(100)连通，所述并联管(100)连通于充装电磁阀(16)一端，所述充装电磁阀(16)另一端与充装罐体(19)连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，其特征在于：所述充装控制组件(1)还包括与充装电磁阀(16)电性连接的智能充装控制模块(17)，所述智能充装控制模块(17)还电性连接有压力传感器(101)，所述压力传感器(101)设置于储罐平台(10)底部，所述压力传感器(101)用于感知放在所述储罐平台(10)上部的充装罐体(19)的重量，所述充装罐体(19)通过充装连接管(18)与充装电磁阀(16)连通。
3.根据权利要求2所述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，其特征在于：所述充装控制组件(1)还包括压力阀(13)，所述压力阀(13)一端与并联管(100)连通，所述压力阀(13)另一端与压力表(55)连通。
4.根据权利要求3所述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，其特征在于：所述充装控制组件(1)还包括温度计(200)，所述温度计(200)与并联管(100)连通，检查所述并联管(100)内的温度。
5.根据权利要求4所述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，其特征在于：所述充装控制组件(1)还包括取样阀(15)，所述取样阀(15)一端与并联管(100)连通，所述取样阀(15)另一端与气体检验室(4)连通。
6.根据权利要求1所述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，其特征在于：所述抽真空组件(5)还包括第二截止阀(52)、第三截止阀(53)、第四截止阀(54)，所述第二截止阀(52)连通于真空管道(8)和真空泵(51)之间，所述第三截止阀(53)连通于真空泵(51)和空气处理装置(31)之间，所述第四截止阀(54)连通于所述第三截止阀(53)与空气处理装置(31)之间。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，其特征在于：所述液化气体管道(6)、放空管道(7)、真空管道(8)和并联管(100)均采用BA级不锈钢管。
8.根据权利要求1所述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，其特征在于：所述抽气组件(3)还包括设置于液化气体管道(6)的管道现场压力监测(32)、设置于液化气体管道(6)的管道远程压力监测(33)。
9.根据权利要求1所述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，其特征在于：所述抽气组件(3)还包括一端连通液化气体管道(6)另一端连通于放空气处理装置(31)和单向阀(36)之间的安全阀(34)。
10.根据权利要求1所述的一种用于高纯度二氧化碳及高纯度氧化亚氮的充装装置，其特征在于：所述抽气组件(3)还包括设置于放空管道(7)和放空气处理装置(31)之间的第五截止阀(35)和单向阀(36)，所述第五截止阀(35)和单向阀(36)邻近设置。
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