一种多路混合来气切换阀门组的制作方法

1.本发明属于自动化高压充装技术领域，具体涉及一种多路混合来气切换阀门组。


背景技术：

2.在工业生产，常会运用到各种工业纯气、高纯气以及混合气，如二氧化碳保护焊可以显著提高焊接效率，氩弧焊可以减少焊接飞溅，减少打磨等。各种工业纯气还包括例如：纯氧、氮气、氩气等等，具有优越的使用性能和广阔的应用前景。
3.瓶装纯气、高纯气和混合气生产一直采用人工充装，在生产纯气的时候主要存在超温超压的安全风险，同时原料供应区与充装台普遍距离较远，员工工作负荷大；在高纯气的生产时放空、真空、置换工艺繁琐，在混合气的生产时因为压缩热导致钢瓶温度升高，需要人工根据产品实时查表计算进行温度补偿，对人员技能要求高，培养周期长，产品质量波动大。夏天的时候，由于环境温度高，充装过程的压缩热导致气瓶温度很最容易超过国标要求的60摄氏度，需要中止充装或者采用更低的充装速度避免升温过快。
4.因此，在现有技术中，开始出现了各种自动化充装设备，这些充装设备主要是采用低温储槽、管路、汽化器、配气阀组的配合，通过plc及其对应的人机交互页面完成自动化充装过程。
5.因此，在现有技术中，开始出现了各种自动化充装设备，这些充装设备主要是采用低温储槽、管路、汽化器、充装阀组的配合，通过plc及其对应的人机交互页面完成自动化充装过程。而现有的自动化充装设备在进行多路来气充装时，由于其设计是将多个管路连接到同一个汇流排，并在汇流排的出口和进口分别设置有用于汇流排整体排空的真空阀或者放空阀。但仍然存在一定的缺点，特别是在混合充装后变成单纯气充装，汇流排内会残存在其他气体种类存在，造成在充单纯气时纯度下降，甚至不满足充装要求。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种多路混合来气切换阀门组，通过改变阀组的安装和设计方式，一方面能够节约占地面积，另一方面同时能够实现自动切换充装台提高生产效率、适应多种压力等级产品、高纯气生产、多种组分的混合气生产。
7.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案具体为：
8.一种多路混合来气切换阀门组，包括切换阀组和多个充装阀组，切换阀组阀组和多个充装阀组分层级设置在充装台上方；所述切换阀组包括多个相互独立的来料气管，并分别在每个来料气管设置有启闭阀和单向阀，并在每个启闭阀和单向阀之间设置有放空阀和放空管路，且单向阀出口均连通到主汇流排。
9.进一步地，所述切换阀组的来料气管均包括主管路和支管路，所述主管路分别连通到到不同种类气源的汽化器。
10.进一步地，所述支管路连通有对应气体的缓冲集装格，缓冲集装格存储有对应气体。
11.进一步地，所述主汇流排上设置有总放空管路和真空管路，主汇流排出口通过充装阀接入到充装工作台，且主汇流排连接有一个或者多个充装阀，并在每个充装阀后端接有一个子汇流排。
12.进一步地，所述子汇流排上安装有多个不同压力等级的安全阀，且每个安全阀均与子汇流排之间安装有气动阀门。
13.进一步地，所述子汇流排连接有放空与真空管道，管道上有对应的阀门控制其接通状态。
14.进一步地，所述充装阀组分别连接到每个子汇流排，且充装阀组包括多个并列设置的充装模块，每个充装模块分别包括进气管路、连接在进气管路上的放空、真空阀，并在进气管路上设置有充气接头。
15.进一步地，所述充装模块同时安装两种充装接头，分别匹配集装格充装或装配到托盘上的散瓶充装。
16.与现有技术相比，本发明的优点在于：首先，本发明可以支持1
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6种气体以任意比例进行混合充装，且能够保证系统压力达到42mpa，高的充装压力能够有效提高钢瓶内能到达的最大充装压力，提高充装量，节省诸如运输、储存等成本。
17.其次，本发明区别于其他自动化充装设备的进气阀组，在来料气管的启闭阀合单向阀之间均设置有排空阀，相对于其他只在汇流排设置总的排空阀，本发明提供的阀组能够有效将阀门和管道内的残余气体排空，特别是在混合充装后转为单纯气充装，能够有效避免残余的其他气体对单纯气进行污染，有效提高充装精度和纯度。
18.同时，每个模块接有单独的放空、真空阀门，每组可以单独进行放空、真空与充装，在第一组充装过程中，即可利用放空、真空阀门对第二组的充装模块进行排空。优点在于第一组充装完毕后可以自动进行第二组充装，充装过程不中断，提高生产效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
20.图1是本发明提供的多路混合来气切换阀门组的系统示意图一；
21.图2是本发明提供的多路混合来气切换阀门组的结构示意图二；
22.图3是本发明提供的多路混合来气切换阀门组的结构示意图三；
23.图4是本发明提供的多路混合来气切换阀门组的结构示意图四；
24.图5是本发明提供的多路混合来气切换阀门组的结构示意图五。
25.附图标记：15
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切换阀组、16
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原料气管路、17
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主汇流排、18
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真空管路、19
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放空管路、20
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放空支管、21
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单向阀、22
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充装台、23
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子汇流排、24
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充装接头、25
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真空泵、26
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大阀、27
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小阀。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。
29.此外，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
31.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。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。
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
33.如图1
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图5所示，一种多路混合来气切换阀门组，包括切换阀组15和多个充装阀组，切换阀组15阀组和多个充装阀组分层级设置在充装台22上方；切换阀组15包括多个相互独立的来料气管，并分别在每个来料气管设置有启闭阀和单向阀21，并在每个启闭阀和单向阀21之间设置有放空阀和放空管路19，且单向阀21出口均连通到汇流排。
34.与现有技术相比较而言，本发明采用将切换阀组15、汇流排和充装阀组采用从上到下依次设置，并形成层级式分布，提高上层空间的占用率，有效减少充气设备在管线铺设时占用厂房面积，充气站用地紧张，过于复杂的管线铺设会极大的增加用户成本。而采用本发明的分层级式上下布置阀组，能够有效节省阀组的占地面积，节省经济成本。并且本发明在每个来料气管的单向阀21和启闭阀之间均设置相互独立的排空阀，能够有效对残余在管道内的残余气体进行排出，避免在混合充装完成后，再次充装单纯气时，由于残余气体的污染导致纯气的纯度下降，造成不必要的经济损失。有效提高了充装效率和充装精度。
35.切换阀组15的来料气管均包括主管路和支管路，主管路分别连通到到不同种类气源的汽化器。支管路连通到对应气体的缓冲集装格。本发明的切换阀组15有两个气源接管，一方面是通过主管路连通到汽化器，气源是储存液态气的低温储槽；另一方面通过支管路分别连接到对应的缓冲集装格，当少量充装需求时，可以不用在进行液态气体汽化，将缓冲集装格作为备用气源进行直接充装。
36.主汇流排17上设置有总放空管路19和真空管路18，主汇流排17出口通过充装阀接入到充装工作台，且主汇流排17连接有一个或者多个充装阀，并在每个充装阀后端接有一
个子汇流排23。子汇流排23上安装有多个不同压力等级的安全阀，且每个安全阀均与子汇流排23之间安装有气动阀门。子汇流排23连接有放空与真空管道，管道上有对应的阀门控制其接通状态。
37.如图1所示，主汇流排的充装阀可以设置为采用调节阀的模式；同样可以如图3所示，采用大阀26加小阀27的方式，在进行精细化的少量充装时，相较于单调节阀的模式，采用小阀27进行充装能够有效提高充装精度。而在进行正常充装时，开启大阀26进行充装，并不影响充装效率。
38.充装阀组分别连接到每个子汇流排23，且充装阀组包括多个并列设置的充装模块，每个充装模块分别包括进气管路、连接在进气管路上的放空、真空阀，并在进气管路上设置有充气接头。充装模块同时安装两种充装接头24，分别匹配集装格充装或装配到托盘上的散瓶充装。
39.每个充装模块接有单独的放空、真空阀门，每组可以单独进行放空、真空与充装，优点在于第一组充装完毕后可以自动进行第二组充装，充装过程不中断，提高生产效率。
40.具体使用时，本发明可以支持同时充装1
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6种不同的气体，以任何比例进行混合充装。也可以支持任意一种气体进行单纯气的充装。
41.在进行混合充装时，可以同时以任意比例充装1
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6种不同的气体进行混合。在进行充装时，先打开来料气管的主管路，并打开切换阀组15的所有阀门，让每个来料气管接通。再接入经过汽化器气化后各种气体，各种气体从各自的来料气管汇集到主汇流排17并最后进入到充装阀组。主汇流排17可以由总的放空管路19和真空管路18抽真空。
42.而还存在数个子汇流排23连接到主汇流排17的出口管路，充装阀分别连接到子汇流排23。而每个充装阀组还可以连接有多个充装模块，在进行充装时，可以利用充装阀组开启某一个充装模块，进行第一组的充装，由于每个充装模块都有各自的放空、真空阀，在进行第一组的充装过程中，进行第二组充装模块的放空和抽真空预处理。在第一组充装完成后，直接切换到另一个充装模块，可以自动进行第二组充装，提高充装效率。
43.而在混合充装转到单种纯气进行充装，先进行管路排空，开启各个来料气管的排空阀，能够有效将残存在管路中的各种其他残余其他排出，避免在进行单纯气的充装时，管道残余气体作为污染源，导致充装纯度降低的问题。并将气源汇入的管路分为两组出口，每路接有单独的放空、真空阀门，每组可以单独进行放空、真空与充装，优点在于第一组充装完毕后可以自动进行第二组充装，提高生产效率。
44.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，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技术各实施例技术方案的精神和范围。