基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置。該基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置包括剛性容器、原料氣輸入組件和氣體循環(huán)組件；剛性容器上設(shè)有排氣閥；剛性容器內(nèi)設(shè)有內(nèi)置軟容器，內(nèi)置軟容器外接流體充排組件，當(dāng)內(nèi)置軟容器內(nèi)充滿流體時(shí)占滿剛性容器內(nèi)部空間，原料氣輸入組件和氣體循環(huán)組件分別與剛性容器連接。該基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置具有節(jié)能省時(shí)、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及氣體混配裝置，尤其涉及基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]剛性容器是混合氣體配制最常用的混配室。現(xiàn)有技術(shù)中，在剛性容器內(nèi)混配氣體，需先進(jìn)行剛性容器的抽真空，然后將各種組分氣體(原料氣)充入剛性容器。其中，抽真空操作不僅需要容器具有高耐壓性，而且耗能多、耗時(shí)長(zhǎng)。這嚴(yán)重限制了該配氣方法在一些領(lǐng)域中的應(yīng)用，尤其是短時(shí)間內(nèi)需要即配即用多種定比混合氣體的實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)合。例如，對(duì)氣體濃度有要求的超凈工作臺(tái)或生物安全柜。因此，現(xiàn)有需抽真空操作的剛性容器內(nèi)氣體混配的方法，已經(jīng)不能滿足多個(gè)領(lǐng)域和學(xué)科實(shí)驗(yàn)室對(duì)混合氣體配制的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種節(jié)能省時(shí)、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、適用性強(qiáng)的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置，包括剛性容器、原料氣輸入組件和氣體循環(huán)組件，所述剛性容器上設(shè)有排氣閥，所述原料氣輸入組件和氣體循環(huán)組件分別與剛性容器連接，所述剛性容器內(nèi)設(shè)有內(nèi)置軟容器，所述內(nèi)置軟容器外接流體充排組件，當(dāng)內(nèi)置軟容器內(nèi)充滿流體時(shí)占滿剛性容器內(nèi)部空間。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0007]所述剛性容器經(jīng)連管連有用于平衡剛性容器內(nèi)壓力的外置軟容器，所述連管上設(shè)有壓力平衡閥。
[0008]所述原料氣輸入組件包括兩組以上原料氣輸入管路，各原料氣輸入管路包括依次串聯(lián)的儲(chǔ)氣瓶、減壓閥、氣體過(guò)濾器、流量控制器和充氣電磁閥，所述充氣電磁閥出口端與剛性容器連通。
[0009]所述剛性容器上裝設(shè)有氣體濃度傳感器，所述氣體濃度傳感器的信號(hào)線與對(duì)應(yīng)原料氣輸入管路上的充氣電磁閥連接。
[0010]所述氣體濃度傳感器的信號(hào)線還連接有濃度讀數(shù)顯示器。
[0011]所述氣體循環(huán)組件包括氣體循環(huán)泵、抽氣管和注氣管，所述抽氣管一端與剛性容器連通，另一端與氣體循環(huán)泵的輸入端連通，所述注氣管一端與剛性容器連通，另一端與氣體循環(huán)泵的輸出端連通。
[0012]所述流體充排組件包括正反流量計(jì)和流體充排泵，所述正反流量計(jì)一端與內(nèi)置軟容器連通，另一端連接一根三通管，所述三通管的第一支管通過(guò)第一三通閥與流體充排泵的抽氣口連通，三通管的第二支管通過(guò)第二三通閥與流體充排泵的注氣口連通。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:[0014]本實(shí)用新型的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置，在剛性容器內(nèi)設(shè)有內(nèi)置軟容器，內(nèi)置軟容器外接流體充排組件，當(dāng)內(nèi)置軟容器內(nèi)充滿流體時(shí)占滿剛性容器內(nèi)部空間，通過(guò)內(nèi)置軟容器的充盈作用替代抽真空操作、并排出剛性容器內(nèi)的空氣，節(jié)能省時(shí)，且可靠性、安全性高；整個(gè)氣體混配過(guò)程可在常壓條件下完成，對(duì)剛性容器耐壓性的要求降低，使容器制造的適用材質(zhì)類型增多，用材量減少，成本降低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，可廣泛適用于多個(gè)專業(yè)和學(xué)科實(shí)驗(yàn)室對(duì)混合氣體的配制。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置原理示意圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配方法的流程圖。
[0018]圖中各標(biāo)號(hào)表不:
[0019]1、剛性容器；11、排氣閥；12、內(nèi)置軟容器；13、流體充排組件；130、流體充排泵；131、正反流量計(jì)；132、三通管；133、第一支管；134、第一三通閥；135、第二支管；136、第二三通閥；14、連管；15、外置軟容器；16、壓力平衡閥；2、原料氣輸入組件；21、儲(chǔ)氣瓶；22、減壓閥；23、氣體過(guò)濾器；24、流量控制器；25、充氣電磁閥；26、氣體濃度傳感器；27、濃度讀數(shù)顯示器；3、氣體循環(huán)組件；31、氣體循環(huán)泵；32、抽氣管；33、注氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1和圖2示出了本實(shí)用新型的一種基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置實(shí)施例，該氣體混配裝置包括剛性容器1、原料氣輸入組件2和氣體循環(huán)組件3，剛性容器I上設(shè)有排氣閥11，原料氣輸入組件2和氣體循環(huán)組件3分別與剛性容器I連接，剛性容器I內(nèi)設(shè)有內(nèi)置軟容器12，內(nèi)置軟容器12外接流體充排組件13，當(dāng)內(nèi)置軟容器12內(nèi)充滿流體時(shí)占滿剛性容器I內(nèi)部空間，通過(guò)內(nèi)置軟容器12的充盈作用替代抽真空操作，排出剛性容器I內(nèi)的空氣，節(jié)能省時(shí)，且可靠性、安全性高；整個(gè)氣體混配過(guò)程可在常壓條件下完成，對(duì)剛性容器I耐壓性的要求降低，使容器制造的適用材質(zhì)類型增多，用材量減少，成本降低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，可廣泛適用于多個(gè)專業(yè)和學(xué)科實(shí)驗(yàn)室對(duì)混合氣體的配制。
[0021]本實(shí)施例中，剛性容器I經(jīng)連管14連有用于平衡剛性容器I內(nèi)壓力的外置軟容器15，連管14上設(shè)有壓力平衡閥16，通過(guò)壓力平衡閥16可以控制外置軟容器15與剛性容器I的通斷，用于補(bǔ)充原料氣、調(diào)整氣體配比時(shí)平衡剛性容器I內(nèi)壓力。
[0022]進(jìn)一步的，原料氣輸入組件2包括兩組以上原料氣輸入管路，各原料氣輸入管路包括依次串聯(lián)的儲(chǔ)氣瓶21、減壓閥22、氣體過(guò)濾器23、流量控制器24和充氣電磁閥25，充氣電磁閥25出口端與剛性容器I連通，本實(shí)施例設(shè)三組原料氣輸入管路。
[0023]進(jìn)一步的，剛性容器I上裝設(shè)有氣體濃度傳感器26，氣體濃度傳感器26的信號(hào)線與對(duì)應(yīng)原料氣輸入管路上的充氣電磁閥25連接，氣體濃度傳感器26的信號(hào)線還連接有濃度讀數(shù)顯示器27，以便讀取被測(cè)氣體濃度，并根據(jù)被測(cè)氣體濃度來(lái)確定補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的原料氣，直至達(dá)到準(zhǔn)確的配比；另外，該氣體濃度傳感器26由于可以精確控制配比，因此可相對(duì)降低對(duì)原料氣的純度要求，從而降低氣體混配成本。本實(shí)施例設(shè)兩組氣體濃度傳感器26和濃度讀數(shù)顯示器27。[0024]本實(shí)施例中，氣體循環(huán)組件3包括氣體循環(huán)泵31、抽氣管32和注氣管33，抽氣管32 一端與剛性容器I連通，另一端與氣體循環(huán)泵31的輸入端連通，注氣管33 —端與剛性容器I連通，另一端與氣體循環(huán)泵31的輸出端連通，啟動(dòng)氣體循環(huán)泵31時(shí)，可將剛性容器I內(nèi)的氣體充分混合，以便準(zhǔn)確測(cè)量氣體濃度。
[0025]本實(shí)施例中，流體充排組件13包括正反流量計(jì)131和流體充排泵130，正反流量計(jì)131 —端與內(nèi)置軟容器12連通，另一端連接一根三通管132，三通管132的第一支管133通過(guò)第一三通閥134與流體充排泵130的抽氣口連通，三通管132的第二支管135通過(guò)第二三通閥136與流體充排泵130的注氣口連通，通過(guò)控制第一三通閥134和第二三通閥136的通斷可以實(shí)現(xiàn)用流體充排泵130向內(nèi)置軟容器12充入流體，通過(guò)內(nèi)置軟容器12的膨脹排出剛性容器I內(nèi)的空氣，或是將內(nèi)置軟容器12內(nèi)流體排出，以便在充入原料氣時(shí)控制剛性容器I內(nèi)的壓力，當(dāng)保持原料氣充入量與內(nèi)置軟容器12內(nèi)流體排出量平衡時(shí)可以實(shí)現(xiàn)剛性容器I內(nèi)保持一個(gè)大氣壓。
[0026]本實(shí)施例中，剛性容器I由底座、頂蓋和圓筒組成，底座是一有三個(gè)立腳的圓形不銹鋼板，底座中央有一圓孔，圓孔中安裝卡箍式絲扣接頭，扣接具有一圓孔的塑料囊(該塑料囊即為內(nèi)置于剛性容器I中的內(nèi)置軟容器12)，同時(shí)在該接口連接流體充排組件13 ;頂蓋為一塊與底座板相同大小的不銹鋼板，中部分布六個(gè)孔，其中三個(gè)孔分別連接三組原料氣輸入管路，兩個(gè)孔安裝濃度檢測(cè)傳感器26，一個(gè)孔安裝排氣閥11 ;圓筒的材質(zhì)為聚碳酸酯(PC，透明)，側(cè)壁上有三個(gè)直管，一個(gè)直管用于經(jīng)連管14連接外置軟容器15，另兩個(gè)直管分別用于連接氣體循環(huán)組件3的抽氣管32和注氣管33。底座和頂蓋的直徑均為360mm，厚度均為8mm,底座上圓孔的直徑為40mm,圓筒外徑為300mm,壁厚5mm,各直管的內(nèi)徑均為IOmm,剛性容器I的容量為20L，內(nèi)置軟容器12的最大可容納容量為30L。排氣閥11為選用三通閥門，其一個(gè)輸出口用于排出剛性容器I內(nèi)的空氣，另一個(gè)輸出口用于輸出混配好的氣體。
[0027]圖3示出了本實(shí)用新型的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配方法，該方法是基于上述氣體混配裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其包括以下步驟:
[0028]I)開啟排氣閥11，使剛性容器I與外界相通；
[0029]2)啟動(dòng)流體充排組件13，向內(nèi)置軟容器12內(nèi)充入流體，當(dāng)流體充滿或達(dá)到設(shè)定值時(shí),停止流體填充，同時(shí)關(guān)閉排氣閥11 ；
[0030]3)啟動(dòng)原料氣輸入組件2，按設(shè)定配比向剛性容器I內(nèi)輸入原料氣，同時(shí)啟動(dòng)流體充排組件13將內(nèi)置軟容器12內(nèi)流體排出，當(dāng)流體排凈或達(dá)到設(shè)定值時(shí)，停止流體排放；
[0031]4)原料氣輸入組件2輸入原料氣結(jié)束后，與剛性容器I斷開連接；
[0032]5)啟動(dòng)氣體循環(huán)組件3，將剛性容器I內(nèi)原料氣充分混合。
[0033]該方法不需要在混配氣體前對(duì)剛性容器I抽真空，大大節(jié)省了準(zhǔn)備時(shí)間，提高了混配氣體的混配效率；剛性容器I內(nèi)的壓力基本保持在一個(gè)大氣壓的安全范圍內(nèi)，安全性大大提高，對(duì)設(shè)施要求也大大降低；同時(shí)，混配精度高，通用性強(qiáng)，可用于配制各種混配氣體，能廣泛適用于多個(gè)專業(yè)和學(xué)科實(shí)驗(yàn)室。
[0034]本實(shí)施例中，在進(jìn)行步驟5)時(shí)，氣體循環(huán)組件3啟動(dòng)2 — 3分鐘后，開啟氣體濃度傳感器26，根據(jù)被測(cè)氣體濃度控制對(duì)應(yīng)的充氣電磁閥25補(bǔ)充原料氣，開始補(bǔ)氣時(shí)，開啟壓力平衡閥16使外置軟容器15與剛性容器I連通，當(dāng)被測(cè)氣體濃度穩(wěn)定在設(shè)定值時(shí)，停止補(bǔ)氣。[0035]本實(shí)施例中，在完成步驟5)后，開啟排氣，11，并啟動(dòng)流體充排組件13向內(nèi)置軟容器12內(nèi)充入流體,通過(guò)排氣閥11輸出混配好的氣體。
[0036]本實(shí)施例所用流體為空氣，在其它實(shí)施例中也可用水作為流體。
[0037]下面以按比例混配02、N2、C02三種氣體為例，結(jié)合上述裝置實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0038]圖2中頂部的儲(chǔ)氣瓶21存儲(chǔ)O2、中部的儲(chǔ)氣瓶21存儲(chǔ)N2、底部的儲(chǔ)氣瓶21存儲(chǔ)CO2,左側(cè)的氣體濃度傳感器26檢測(cè)CO2濃度，右側(cè)的氣體濃度傳感器26檢測(cè)O2濃度，頂部的濃度讀數(shù)顯不器27顯不O2濃度，底部的濃度讀數(shù)顯不器27顯不CO2濃度。
[0039]I)開啟排氣閥11，使剛性容器I與外界相通；
[0040]2)啟動(dòng)流體充排組件13，向內(nèi)置軟容器12內(nèi)充入流體，當(dāng)流體充滿時(shí)，停止流體填充，同時(shí)關(guān)閉排氣閥11，剛性容器I內(nèi)空氣被排凈；
[0041]3)啟動(dòng)三組原料氣輸入組件2，按設(shè)定配比向剛性容器I內(nèi)輸入02、N2、C02三種氣體，三種氣體的充入量通過(guò)流量控制器24和充氣電磁閥25按設(shè)定配比控制，同時(shí)啟動(dòng)流體充排組件13將內(nèi)置軟容器12內(nèi)流體排出，當(dāng)流體排凈時(shí)，停止流體排放；
[0042]4)各原料氣輸入組件2輸入原料氣結(jié)束后，與剛性容器I斷開連接；
[0043]5)啟動(dòng)氣體循環(huán)組件3，將剛性容器I內(nèi)原料氣充分混合，氣體循環(huán)組件3啟動(dòng)
2一 3分鐘后，開啟兩個(gè)氣體濃度傳感器26，檢測(cè)02、C02兩種氣體濃度，通過(guò)兩個(gè)濃度讀數(shù)顯示器27讀取02、CO2兩種氣體濃度，若02、CO2兩種氣體濃度偏低則補(bǔ)入對(duì)應(yīng)氣體，若02、CO2兩種氣體濃度偏高，則補(bǔ)入N2氣體，以稀釋02、C02兩種氣體，開始補(bǔ)氣時(shí)，開啟壓力平衡閥16使外置軟容器15與剛性容器I連通，當(dāng)被測(cè)氣體濃度穩(wěn)定在設(shè)定值時(shí)，停止補(bǔ)氣；
[0044]6)開啟排氣閥11，并啟動(dòng)流體充排組件13向內(nèi)置軟容器12內(nèi)充入流體，通過(guò)排氣閥11輸出混配好的氣體。
[0045]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置，包括剛性容器(I)、原料氣輸入組件(2)和氣體循環(huán)組件(3)，所述剛性容器(I)上設(shè)有排氣閥(11)，所述原料氣輸入組件(2)和氣體循環(huán)組件(3)分別與剛性容器(I)連接，其特征在于:所述剛性容器(I)內(nèi)設(shè)有內(nèi)置軟容器(12)，所述內(nèi)置軟容器(12)外接流體充排組件(13)，當(dāng)內(nèi)置軟容器(12)內(nèi)充滿流體時(shí)占滿剛性容器(I)內(nèi)部空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置，其特征在于:所述剛性容器(I)經(jīng)連管(14)連有用于平衡剛性容器(I)內(nèi)壓力的外置軟容器(15)，所述連管(14)上設(shè)有壓力平衡閥(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置，其特征在于:所述原料氣輸入組件(2)包括兩組以上原料氣輸入管路，各原料氣輸入管路包括依次串聯(lián)的儲(chǔ)氣瓶(21)、減壓閥(22)、氣體過(guò)濾器(23)、流量控制器(24)和充氣電磁閥(25)，所述充氣電磁閥(25)出口端與剛性容器(I)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置，其特征在于:所述剛性容器(I)上裝設(shè)有氣體濃度傳感器(26 )，所述氣體濃度傳感器(26 )的信號(hào)線與對(duì)應(yīng)原料氣輸入管路上的充氣電磁閥(25)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置，其特征在于:所述氣體濃度傳感器(26 )的信號(hào)線還連接有濃度讀數(shù)顯示器(27 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置，其特征在于:所述氣體循環(huán)組件(3)包括氣體循環(huán)泵(31)、抽氣管(32)和注氣管(33)，所述抽氣管(32) —端與剛性容器(I)連通，另一端與氣體循環(huán)泵(31)的輸入端連通，所述注氣管(33)—端與剛性容器(I)連通，另一端與氣體循環(huán)泵(31)的輸出端連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置，其特征在于:所述流體充排組件(13)包括正反流量計(jì)(131)和流體充排泵(130)，所述正反流量計(jì)(131) —端與內(nèi)置軟容器(12)連通，另一端連接一根三通管(132)，所述三通管(132)的第一支管(133)通過(guò)第一三通閥(134)與流體充排泵(130)的抽氣口連通，三通管(132)的第二支管(135)通過(guò)第二三通閥(136)與流體充排泵(130)的注氣口連通。
【文檔編號(hào)】B01F3/02GK203750431SQ201420099821
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】汪保和, 羅林紫, 汪凌昊, 劉玲 申請(qǐng)人:汪保和