全自动混气充装设备的制作方法

1.本发明涉及一种气体充装设备，具体为全自动混气充装设备，属于气体充装技术领域。


背景技术：

2.目前国内电子气配气基本都是人工手动操作，通过人工计算两元或多元气体的质量、压力和容积中含有的分子量等相关的参数，按照计算的参数，借助手动混气设备，操作员通过观察手动混气设备上的压力表和电子秤，手工控制阀门开关状态，完成目标质量的配气，由于大组分在压缩过程中会释放大量热能，导致容积温度升高，严重影响混配气的比例，且需要等冷却到常温时方可平衡每个容积中的压力。
3.现有的这些设备在进行混气充装时存在以下的缺点及问题：人工配气时，至少需要具有5年以上的专业配气人员三名，人工成本高；人工计算的目标数值无法考虑环境温度和容积内部温度，对ppm等级的配气有严重的影响；人工操作时，不能保证阀门开关一致性，导致每个批次的混配气中的组分占比都有不同差别，严重影响半导体后端的产品质量的把控；人工无法配置超低组分(ppm和ppb等级)的混配气等诸多问题均已暴露出来，同时现有的设备在进行充装罐和储气罐的换装时就利用关闭阀门的形式进行管道的封闭控制，这样的形式不够稳妥，且控制操作起来也更复杂，基于此提出一种全自动混气充装设备。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供全自动混气充装设备。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，全自动混气充装设备，包括：
6.充装柜，所述充装柜包括充气放置柜和储气放置柜，所述充气放置柜的一侧和储气放置柜的一侧固定连接，所述充气放置柜和储气放置柜的顶端均开设有多个穿插孔；
7.承载组件，两组所述承载组件分别设置在充气放置柜和储气放置柜的底部，所述承载组件包括承载底板和承托板，所述承载底板的两侧均固定连接有支撑滑板，所述承托板的顶部设置有压力传感器；
8.联动机构，两组所述联动机构分别设置在充气放置柜和储气放置柜的内部，且靠近背面的一端，所述联动机构包括联动齿轮、齿牙板和c形联动杆，所述联动齿轮设置在齿牙板的顶端，且与齿牙板的齿牙侧啮合，所述c形联动杆的其中一端和齿牙板的背面固定连接；
9.连接板，所述连接板设置在充装柜的顶端，所述连接板的正面设置有充装机构和混气机构，所述充装机构包括多个充装管和分气主管，所述混气机构包括多个混气管和合气主管，多个所述充装管、分气主管、多个混气管和合气主管的管壁处均设置有防爆电磁阀和气压表；
10.控制柜，所述控制柜设置在连接板的顶端。
11.优选的，所述充气放置柜的正面开设有充气槽，所述储气放置柜的正面开设有储
气槽，所述充气槽和储气槽底部两侧的内壁均开设有支撑滑槽，四个所述支撑滑板分别滑动穿插连接在四个支撑滑槽内，所述支撑滑板的底部固定连接有齿牙块，所述齿牙块和联动齿轮的顶部外壁啮合。
12.优选的，所述控制柜包括混气控制箱和充气控制箱，所述混气控制箱的其中一侧和充气控制箱的其中一侧固定连接，所述充气控制箱的顶端设置有尾气处理罐。
13.优选的，多个所述混气管的其中一端穿插设置在储气放置柜的顶部，多个所述混气管的另一端贯穿混气控制箱的底端，且延伸在混气控制箱的内部，多个所述充装管的其中一端穿插设置在充气放置柜的顶部，多个所述充装管的另一端贯穿充气控制箱的底端。
14.优选的，所述充气槽的内部，且位于多个承托板的顶部设置有多个充气罐，所述储气槽的内部，且位于多个承托板的顶部设置有多个储气罐。
15.优选的，所述连接板的正面开设有多个卡放槽，多个所述充装管、分气主管、多个混气管和合气主管分别设置在多个卡放槽内，且所述分气主管和多个充装管依次贯通连接，所述合气主管分别和多个混气管依次贯通连接。
16.优选的，所述充气放置柜和储气放置柜的内部的两侧和背面开设于c形控制腔，所述联动齿轮、齿牙板和c形联动杆均设置在c形控制腔内，所述c形控制腔的顶部和多个穿插孔的中部相互贯通。
17.优选的，所述c形控制腔底端的内壁，其位于底部的一端开设有导向滑槽，所述齿牙板的底端固定连接有导向滑块，所述导向滑块和导向滑槽滑动穿插连接，所述c形联动杆的顶端，且位于顶部开设有导通孔。
18.优选的，所述c形控制腔顶端和底端的内壁，且位于顶部均开设有限制滑槽，两个所述限制滑槽内均设置有复位弹簧，所述c形控制腔顶部的内壁设置有封堵块，所述封堵块的顶端和底端均固定连接有限制滑块，两个所述限制滑块分别和两个限制滑槽滑动穿插连接。
19.优选的，所述承托板的顶端开设有缓冲槽，所述压力传感器滑动设置在缓冲槽内，所述缓冲槽两侧的内壁均开设有支撑滑槽，两个所述支撑滑槽内均设置有缓冲弹簧，所述压力传感器的两侧均固定连接有支撑滑块，两个所述支撑滑块分别和两个支撑滑槽滑动穿插连接。
20.本发明的有益效果是：
21.其一、本发明全自动配气设备能够准确完成各种不同比例的配气，通过多个储气罐来对应不同气体的选择，然后再根据选择范围可以从百分比到ppm级别，特定设定的可以做到ppb级别配气，能满足目前市场上90％的混配气需求。
22.其二、本发明控制柜完成智能的充装和混气管路的控制，混气控制箱和充气控制箱通过一个plc系统控制，这样plc程序能够替代传统手动配气的人工，实现数据计算，数据储罐，充装数据记录。
23.其三、本发明全自动配气设备可选择4瓶或者8瓶同时充装，只需要2名普通的操作员即可实现24小时不间断生产，大大提高配气产量，极大降低了企业生产成本。
24.其四、本发明通过程治安组件和联动机构之间的配合设计，能够使得充气罐和储气罐在充装柜内的安装更加方便，同时利用联动机构的设计使得在进行各罐体安装时，通过控制封堵块在穿插孔中部的穿插来完成对穿插孔开放状态的控制，这样使得设备在充放
气时能够更加的安全便利。
附图说明
25.图1为本发明整体结构示意图；
26.图2为本发明图1中取出尾气处理罐的结构示意图；
27.图3为本发明充装柜和承载组件的结构连接示意图；
28.图4为本发明充气放置柜的结构剖视图；
29.图5为本发明图4中a处的结构放大示意图；
30.图6为本发明图4中b处的结构放大示意图；
31.图7为本发明图4中c处的结构放大示意图。
32.图中：1、混气控制箱；2、充气控制箱；3、尾气处理罐；4、连接板；5、混气管；6、充装管；7、防爆电磁阀；8、气压表；9、储气放置柜；901、储气槽；10、充气放置柜；1001、充气槽；1002、c形控制腔；1003、导向滑槽；11、穿插孔；12、承载底板；1201、支撑滑板；1202、齿牙块；13、联动齿轮；14、齿牙板；1401、导向滑块；15、c形联动杆；1501、导通孔；16、封堵块；1601、限制滑块；17、复位弹簧；18、承托板；19、压力传感器；1901、支撑滑块；20、缓冲弹簧；21、储气罐；22、充气罐。
具体实施方式
33.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，所描述的实施例仅仅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做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。
34.请参阅图1-7所示，全自动混气充装设备，包括：
35.充装柜，充装柜包括充气放置柜10和储气放置柜9，充气放置柜10的一侧和储气放置柜9的一侧固定连接，充气放置柜10和储气放置柜9的顶端均开设有多个穿插孔11；
36.承载组件，两组承载组件分别设置在充气放置柜10和储气放置柜9的底部，承载组件包括承载底板12和承托板18，承载底板12的两侧均固定连接有支撑滑板1201，承托板18的顶部设置有压力传感器19；
37.作为本发明的一种技术优化方案，承托板18的顶端开设有缓冲槽，压力传感器19滑动设置在缓冲槽内，缓冲槽两侧的内壁均开设有支撑滑槽，两个支撑滑槽内均设置有缓冲弹簧20，压力传感器19的两侧均固定连接有支撑滑块1901，两个支撑滑块1901分别和两个支撑滑槽滑动穿插连接。
38.作为本发明的一种技术优化方案，充气放置柜10的正面开设有充气槽1001，储气放置柜9的正面开设有储气槽901，充气槽1001和储气槽901底部两侧的内壁均开设有支撑滑槽，四个支撑滑板1201分别滑动穿插连接在四个支撑滑槽内，支撑滑板1201的底部固定连接有齿牙块1202，齿牙块1202和联动齿轮13的顶部外壁啮合；
39.充气槽1001的内部，且位于多个承托板18的顶部设置有多个充气罐22，储气槽901的内部，且位于多个承托板18的顶部设置有多个储气罐21。
40.联动机构，两组联动机构分别设置在充气放置柜10和储气放置柜9的内部，且靠近
背面的一端，联动机构包括联动齿轮13、齿牙板14和c形联动杆15，联动齿轮13设置在齿牙板14的顶端，且与齿牙板14的齿牙侧啮合，c形联动杆15的其中一端和齿牙板14的背面固定连接；
41.作为本发明的一种技术优化方案，充气放置柜10和储气放置柜9的内部的两侧和背面开设于c形控制腔1002，联动齿轮13、齿牙板14和c形联动杆15均设置在c形控制腔1002内，c形控制腔1002的顶部和多个穿插孔11的中部相互贯通；
42.作为本发明的一种技术优化方案，c形控制腔1002底端的内壁，其位于底部的一端开设有导向滑槽1003，齿牙板14的底端固定连接有导向滑块1401，导向滑块1401和导向滑槽1003滑动穿插连接，c形联动杆15的顶端，且位于顶部开设有导通孔1501；
43.c形控制腔1002顶端和底端的内壁，且位于顶部均开设有限制滑槽，两个限制滑槽内均设置有复位弹簧17，c形控制腔1002顶部的内壁设置有封堵块16，封堵块16的顶端和底端均固定连接有限制滑块1601，两个限制滑块1601分别和两个限制滑槽滑动穿插连接。
44.连接板4，连接板4设置在充装柜的顶端，连接板4的正面设置有充装机构和混气机构，充装机构包括多个充装管6和分气主管，混气机构包括多个混气管5和合气主管，多个充装管6、分气主管、多个混气管5和合气主管的管壁处均设置有防爆电磁阀7和气压表8；
45.作为本发明的一种技术优化方案，连接板4的正面开设有多个卡放槽，多个充装管6、分气主管、多个混气管5和合气主管分别设置在多个卡放槽内，且分气主管和多个充装管6依次贯通连接，合气主管分别和多个混气管5依次贯通连接。
46.多个混气管5的其中一端穿插设置在储气放置柜9的顶部，多个混气管5的另一端贯穿混气控制箱1的底端，且延伸在混气控制箱1的内部，多个充装管6的其中一端穿插设置在充气放置柜10的顶部，多个充装管6的另一端贯穿充气控制箱2的底端；
47.控制柜，控制柜设置在连接板4的顶端；
48.作为本发明的一种技术优化方案，控制柜包括混气控制箱1和充气控制箱2，混气控制箱1的其中一侧和充气控制箱2的其中一侧固定连接，充气控制箱2的顶端设置有尾气处理罐3；
49.混气控制箱1和充气控制箱2内部共用一个plc控制电路，且该plc控制系统中储存了目前市场常用比例的混配气数据，可直接调用相关的数据库，完全实现一键充装，对于定制组分、比例的配气，可通过防爆触摸屏输入气体名称及对应的目标数值，设定充装钢瓶容积，plc系统可自动计算各个组分的目标质量、压力、等数值，依据数据提示操作人员选择合适的充装方式。
50.本发明在使用时，参考图1至图7，在使用本装置进行充气时，包括以下几个操作步骤：
51.实施第一步操作，首先依次将储气放置柜9和充气放置柜10的储气槽901和充气槽1001内的承载底板12拉出，此时向着远离充装柜的方向拉动两组承载底板12，两组承载底板12受力在支撑滑板1201和支撑滑槽的导向限制下沿着水平方向移出储气槽901和充气槽1001；
52.在支撑滑板1201移动的过程中会带动齿牙块1202同步移动，齿牙块1202移动的过程中会拨动联动齿轮13进行竖直方向的顺时针转动，在联动齿轮13的啮合传动下，齿牙板14受力向着靠近充装柜背面的方向进行移动；
53.齿牙板14的移动会推动c形联动杆15在c形控制腔1002内向着靠近背面的方向移动，c形联动杆15在移动的过程中会带动顶部的一端由穿插孔11的正下方向背面滑动，此时复位弹簧17通过回复力推动限制滑块1601，同时在限制滑块1601的带动下，封堵块16滑动至穿插孔11的正下方，此时封堵块16对穿插孔11进行封堵。
54.实施第二步操作，将需要进行分配且装满气体的储气罐21放置在储气放置柜9内移出承载底板12顶端的承托板18的缓冲槽内，然后再将充气罐22放置在由充气放置柜10内拉出的承载底板12顶端的承托板18的缓冲槽内，此时承托板18内的压力传感器19受力向下移动，并且带动两侧的支撑滑块1901在支撑滑槽内向下移动，同时挤压在支撑滑槽内的缓冲弹簧20，并使得缓冲弹簧20受力收缩。
55.实施第三步操作，将装载好充气罐22和储气罐21的两组承载底板12分别推放进充气槽1001和储气槽901内，在承载底板12移动的过程中会带着支撑滑板1201同步滑动，同时会使得支撑滑板1201带动齿牙块1202拨动联动齿轮13，联动齿轮13进行竖直方向的逆时针转动，同时拨动齿牙板14向着远离c形控制腔1002底部内壁靠近正面的方向移动，齿牙板14带动c形联动杆15同步移动，在c形联动杆15移动的过程中，其顶部会向着正面的方向挤压封堵块16，封堵块16受力带动限制滑块1601在限制滑槽内向着靠近正面的方向移动，同时会挤压在限制滑槽内部的复位弹簧17，使得复位弹簧17受力收缩；
56.在c形联动杆15顶部移动至穿插孔11正下方后，导通孔1501和穿插孔11相互贯通，此时分别通过混气管5和充装管6依次连接储气罐21和充气罐22。
57.实施第四步操作，全自动配气设备依据玻意耳定律，结合压力传感器19，控制柜中混气控制箱1和充气控制箱2内的plc自动计算出在温度t0时，其中一个充气罐22在目标质量m1下的压力p1，再给其他的充气罐22中补入相同的压力，然后检测钢瓶的温度t1，软件比较t0与t1数值，自动按照内部算法计算充装钢瓶的目标压力p0，比较储气罐21压力p接近p0时，plc控制自动选择最优频率点控防爆电磁阀7，在储气罐21压力p＝p0时瞬间切断进气端的防爆电磁阀7。
58.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。