本發(fā)明涉及標準氣體充裝，具體是指一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備及充裝工藝。

背景技術：

1、標準氣體是用一種高純氣體作稀釋氣(又稱平衡氣或背景氣),再按恒定比例添加一種或多種其它的高純氣體?(又稱組分氣或原料氣)配制而成。因此控制各種原料氣的充裝配比準確，是保證標準混合氣體成分有效的重要條件。

2、現(xiàn)有標準氣體的配制使用充裝設備完成氣體充裝，現(xiàn)有充裝設備的充裝工藝有一條主管道連接待充裝瓶，主管道上設有多條支路分別連接多種原料氣瓶和稀釋氣瓶，每條支路都有一個閥門控制開關，標準氣瓶放置在精密電子天平上來稱量充入的氣體質量。充裝時，為確保原料氣充裝配比準確性，主管道內(nèi)一次只能將一種原料氣充入標準氣瓶，配比準確后才能再充裝下一種原料氣，操作繁瑣，效率較低。

3、且此種充裝工藝由于需要將原料氣逐一充入標準氣瓶內(nèi)配比進行稱量，充裝過程中一旦一種原料氣充裝過量和其他原料氣配比發(fā)生改變，則需要調整所有原料氣的充裝量整瓶重新配比充裝，過程繁瑣，降低效率，不便于控制，充裝過程容錯性較低。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種自動運行、高效充裝的充裝設備和工藝，充裝過程便于控制，具有較高容錯性。

2、本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的，一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，所述氣液混合進樣的標準氣體充裝設備包括稀釋氣瓶、待充裝瓶、多個原料氣罐，所述原料氣罐上設有兩個通氣管，兩個通氣管上均安裝有第一閥門，多個原料氣罐依次連通形成一條充裝通路，所述充裝通路一端和稀釋氣瓶出氣管連通，稀釋氣瓶出氣管上安裝有第二閥門，充裝通路另一端和待充氣瓶進氣管連通，待充氣瓶進氣管上安裝有第三閥門；

3、所述充裝工藝包括以下步驟：

4、s1?將不同種類單組份原料氣按配比要求質量充入不同的原料氣罐內(nèi)，將多個原料氣罐依次連通形成充裝通路；

5、s2?充裝通路一端的第一閥門與稀釋氣瓶的第二閥門之間的管路、充裝通路另一端的第一閥門與待充裝瓶的第三閥門之間的管路，以及相鄰原料氣罐兩個第一閥門之間的管路均抽真空處理；

6、s3?所有第一閥門、第二閥門和第三閥門全部打開，稀釋氣瓶輸送稀釋氣流入充裝通路，稀釋氣流動帶動多個原料氣罐內(nèi)的各單組份原料氣全部充入待充裝瓶內(nèi)，稀釋氣瓶持續(xù)輸送稀釋氣流進入待充裝瓶；

7、s4隨著稀釋氣的持續(xù)輸送，同時對待充裝瓶進行稱量，當待充裝瓶的充裝質量到達設置值時，關閉第二閥門和第三閥門，完成充裝，此時待充裝瓶內(nèi)形成標準氣體；

8、s5?更換新的充裝有單組份原料氣的原料氣罐和待充裝瓶，重復s2~s4步驟。

9、本方案的充裝工藝向多個原料氣罐分別充裝配比質量的單組份原料氣，在向待充裝瓶內(nèi)混合充裝之前，即可明確各單組份原料氣的質量，不需要在待充裝瓶內(nèi)進行配比定量，這樣一旦一種原料氣質量充裝錯誤，對此種原料氣重新充裝即可，不需要調整調整其他原料氣質量，充裝過程便于控制，具有較高容錯性。使用充裝設備將多個原料氣罐依次連接，使多種配比準確的原料氣通過充裝通路一次性全部充入待充裝瓶內(nèi)，省去了將原料氣逐一充裝的過程，操作方便，提高了充裝效率。

10、作為優(yōu)化，所述充裝通路與稀釋氣瓶出氣管、待充裝瓶進氣管之間，以及相鄰兩個原料氣罐的通氣管之間均通過真空管路連接，真空管路位于各管路相應的閥門之間，真空管路上安裝有抽真空閥。本優(yōu)化方案通過抽真空閥對真空管路抽真空，實現(xiàn)各閥門之間的真空設置。

11、作為優(yōu)化，兩個通氣管在原料氣罐的兩端相對設置，多個原料氣罐通過真空管路連接在一條直線上。本優(yōu)化方案便于真空管路和相鄰原料氣罐的連接，原料氣罐所形成的充裝通路在一條直線上，便于氣體的流動充裝。

12、作為優(yōu)化，所述原料氣罐與真空管路可拆卸連接。本優(yōu)化方案便于原料氣罐的連接更換。

13、作為優(yōu)化，所述氣液混合進樣的標準氣體充裝設備還包括對接機構，所述真空管路的兩端通過膨脹節(jié)連接有對接頭，所述對接機構驅動兩個對接頭反向運動并和相鄰原料氣罐的通氣管密封對接。本優(yōu)化方案通過對接機構將對接頭和通氣管對接，使原料氣罐和真空管路自動連接，節(jié)省人力，提高作業(yè)效率。

14、作為優(yōu)化，所述對接機構包括轉動設置的絲杠和驅動絲杠轉動的第一電機，絲杠上沿長度方向分布有多組螺紋絲，相鄰螺紋絲的旋向相反，真空管路兩端的對接頭均固接有聯(lián)動板，兩個聯(lián)動板和絲杠上相鄰的兩個螺紋絲螺接。本優(yōu)化方案通過絲杠的轉動帶動絲杠上螺紋配合的聯(lián)動板沿絲杠移動，由于相鄰螺紋絲的旋向相反，使得螺紋絲上螺接的相鄰聯(lián)動板的移動方向相反，從而實現(xiàn)帶動真空管路兩端的對接頭做反向運動。

15、作為優(yōu)化，所述氣液混合進樣的標準氣體充裝設備還包括安裝限位座，所述原料氣罐放置于安裝限位座上，原料氣罐外壁固接有限位凸環(huán)，安裝限位座上設有與限位凸環(huán)卡合適配的限位凹環(huán)。本優(yōu)化方案通過安裝限位座限制原料氣罐的位置，通過限位凸環(huán)和限位凹環(huán)的卡合，避免原料氣罐的橫向發(fā)生位移晃動，便于原料氣罐和真空管路對接頭的對接。

16、作為優(yōu)化，所述限位凸環(huán)上設有定位凹槽，限位凹環(huán)上設有與定位凹槽卡合適配的定位凸起。本優(yōu)化方案通過定位凹槽和定位凸起的卡合，對原料氣罐進一步定位。

17、作為優(yōu)化，所述氣液混合進樣的標準氣體充裝設備還包括氣罐閥門開關機構，氣罐閥門開關機構包括第二電機和第二電機輸出端固接的閥門旋鈕嵌合結構，所述定位凹槽和定位凸起卡合時，閥門旋鈕嵌合結構和第一閥門的旋鈕卡合固定。本優(yōu)化方案通過第二電機帶動閥門旋鈕嵌合結構轉動，從而帶動第二閥門的旋鈕轉動，實現(xiàn)第一閥門的自動啟閉，進一步提高作業(yè)效率。

18、作為優(yōu)化，所述氣液混合進樣的標準氣體充裝設備還包括原料氣罐充裝臺，所述原料氣罐充裝臺包括用于承載原料氣罐的氣罐底座，氣罐底座一側固接有豎向的固定臂，氣罐底座另一側鉸接有活動臂，所述原料氣罐兩端通氣管分別與固定臂和活動臂相對設置，氣罐底座上設有驅動活動臂轉動夾緊原料氣罐的驅動機構，所述固定臂和活動臂上分別設有與相對通氣管連通的進氣通道和進液通道。本優(yōu)化方案便于人員向原料氣罐內(nèi)快速充裝單組份原料。

19、本發(fā)明的有益效果為：充裝工藝通過向多個原料氣罐分別充裝配比質量的單組份原料氣，在向待充裝瓶內(nèi)混合充裝之前，即可明確各單組份原料氣的質量，不需要在待充裝瓶內(nèi)進行配比定量，這樣一旦一種原料氣質量充裝錯誤，對此種原料氣重新充裝即可，不需要調整調整其他原料氣質量，充裝過程便于控制，具有較高容錯性。使用充裝設備將多個原料氣罐依次連接，使多種配比準確的原料氣通過充裝通路一次性全部充入待充裝瓶內(nèi)，省去了將原料氣逐一充裝的過程，操作方便，提高了充裝效率。

20、氣液混合進樣的標準氣體充裝設備設有安裝限位座用于定位安裝原料氣罐，通過對接機構將原料氣罐和真空管路自動對接，通過氣罐閥門開關機構實現(xiàn)控制原料氣罐第一閥門的啟閉，節(jié)省人力，提高了作業(yè)效率。

技術特征：

1.一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，其特征在于：所述氣液混合進樣的標準氣體充裝設備包括稀釋氣瓶（2）、待充裝瓶（3）、多個原料氣罐（1），所述原料氣罐（1）上設有兩個通氣管（12），兩個通氣管上均安裝有第一閥門（11），多個原料氣罐（1）依次連通形成一條充裝通路，所述充裝通路一端和稀釋氣瓶（2）出氣管連通，稀釋氣瓶出氣管上安裝有第二閥門（21），充裝通路另一端和待充氣瓶（3）進氣管連通，待充氣瓶進氣管上安裝有第三閥門（31）；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，其特征在于：所述充裝通路與稀釋氣瓶（2）出氣管、待充裝瓶（3）進氣管之間，以及相鄰兩個原料氣罐的通氣管（12）之間均通過真空管路（4）連接，真空管路位于各管路相應的閥門之間，真空管路（4）上安裝有抽真空閥（41）。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，其特征在于：兩個通氣管（12）在原料氣罐（1）的兩端相對設置，多個原料氣罐通過真空管路（4）連接在一條直線上。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，其特征在于：所述原料氣罐（1）與真空管路（4）可拆卸連接。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，其特征在于：所述氣液混合進樣的標準氣體充裝設備還包括對接機構（8），所述真空管路（4）的兩端通過膨脹節(jié)（9）連接有對接頭（7），所述對接機構（8）驅動兩個對接頭（7）反向運動并和相鄰原料氣罐（1）的通氣管（12）密封對接。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，其特征在于：所述對接機構（8）包括轉動設置的絲杠（81）和驅動絲杠轉動的第一電機（82），絲杠（81）上沿長度方向分布有多組螺紋絲，相鄰螺紋絲的旋向相反，真空管路兩端的對接頭（7）均固接有聯(lián)動板（84），相鄰兩個聯(lián)動板和絲杠上相鄰的兩個螺紋絲螺接。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，其特征在于：所述氣液混合進樣的標準氣體充裝設備還包括安裝限位座（5），所述原料氣罐（1）放置于安裝限位座上，原料氣罐外壁固接有限位凸環(huán)（13），安裝限位座上設有與限位凸環(huán)（13）卡合適配的限位凹環(huán)（51）。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，其特征在于：所述限位凸環(huán)（13）上設有定位凹槽（14），限位凹環(huán)（51）上設有與定位凹槽（14）卡合適配的定位凸起（52）。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，其特征在于：所述氣液混合進樣的標準氣體充裝設備還包括氣罐閥門開關機構（6），氣罐閥門開關機構包括第二電機（61）和第二電機輸出端固接的閥門旋鈕嵌合結構（63），所述定位凹槽（14）和定位凸起（52）卡合時，閥門旋鈕嵌合結構（63）也和第一閥門（11）的旋鈕卡合固定。

10.根據(jù)權利要求1所述的一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備的充裝工藝，其特征在于：所述氣液混合進樣的標準氣體充裝設備還包括原料氣罐充裝臺，所述原料氣罐充裝臺包括用于承載原料氣罐（1）的氣罐底座（111），氣罐底座（111）一側固接有豎向的固定臂（112），氣罐底座另一側鉸接有活動臂（113），所述原料氣罐（1）兩端通氣管（12）分別與固定臂（112）和活動臂（113）相對設置，氣罐底座（111）上設有驅動活動臂（113）轉動夾緊原料氣罐的驅動機構，所述固定臂和活動臂上分別設有與相對通氣管（12）連通的進氣通道（119）和進液通道（120）。

技術總結
本發(fā)明涉及一種氣液混合進樣的標準氣體充裝設備及充裝工藝，所述標準氣體充裝設備包括稀釋氣瓶、待充裝瓶、多個原料氣罐，所述原料氣罐的兩個通氣管上均安裝有第一閥門，多個原料氣罐依次連通形成一條充裝通路，所述充裝通路一端和稀釋氣瓶出氣管連通，稀釋氣瓶出氣管上安裝有第二閥門，充裝通路另一端和待充氣瓶進氣管連通，待充氣瓶進氣管上安裝有第三閥門。本發(fā)明充裝工藝向多個原料氣罐分別充裝配比質量的單組份原料氣，在向待充裝瓶內(nèi)混合充裝之前，即可明確各單組份原料氣的質量，充裝過程便于控制，具有較高容錯性。使用充裝設備將多個原料氣罐依次連接，使多種配比準確的原料氣通過充裝通路一次性全部充入待充裝瓶內(nèi)，操作方便，提高了充裝效率。

技術研發(fā)人員：溫曉宇,褚邦偉,李煥,游大力,紀剛,高向放,徐家超,田樂,楊緒龍,劉永倫,劉翔,王寧,趙鑫,柳穩(wěn)
受保護的技術使用者：山東特檢標物技術有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21