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；剛性容器上設有排氣閥；剛性容器內(nèi)設有內(nèi)置軟容器，內(nèi)置軟容器外接流體充排組件，當內(nèi)置軟容器內(nèi)充滿流體時占滿剛性容器內(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、安全可靠、結(jié)構簡單、成本低廉、適用性強的優(yōu)點。
【專利說明】基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置
【技術領域】
[0001]本實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】
[0002]剛性容器是混合氣體配制最常用的混配室?，F(xiàn)有技術中，在剛性容器內(nèi)混配氣體，需先進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、耗時長。這嚴重限制了該配氣方法在一些領域中的應用，尤其是短時間內(nèi)需要即配即用多種定比混合氣體的實驗室等場合。例如，對氣體濃度有要求的超凈工作臺或生物安全柜。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)不能滿足多個領域和學科實驗室對混合氣體配制的需求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種節(jié)能省時、安全可靠、結(jié)構簡單、成本低廉、適用性強的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[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)設有內(nèi)置軟容器，所述內(nèi)置軟容器外接流體充排組件，當內(nèi)置軟容器內(nèi)充滿流體時占滿剛性容器內(nèi)部空間。
[0006]作為上述技術方案的進一步改進:
[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)的儲氣瓶、減壓閥、氣體過濾器、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有氣體濃度傳感器，所述氣體濃度傳感器的信號線與對應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和流體充排泵，所述正反流量計一端與內(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第二三通閥與流體充排泵的注氣口連通。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:[0014]本實用新型的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配裝置，在剛性容器內(nèi)設有內(nèi)置軟容器，內(nèi)置軟容器外接流體充排組件，當內(nèi)置軟容器內(nèi)充滿流體時占滿剛性容器內(nèi)部空間，通過內(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，且可靠性、安全性高；整個氣體混配過程可在常壓條件下完成，對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)構簡單、制造方便，可廣泛適用于多個專業(yè)和學科實驗室對混合氣體的配制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的基于內(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)構示意圖。
[0017]圖3是本實用新型的基于內(nèi)置軟容器的剛性容器氣體混配方法的流程圖。
[0018]圖中各標號表不:
[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；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、儲氣瓶；22、減壓閥；23、氣體過濾器；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。
【具體實施方式】
[0020]圖1和圖2示出了本實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，當內(nèi)置軟容器12內(nèi)充滿流體時占滿剛性容器I內(nèi)部空間，通過內(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，且可靠性、安全性高；整個氣體混配過程可在常壓條件下完成，對剛性容器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)構簡單、制造方便，可廣泛適用于多個專業(yè)和學科實驗室對混合氣體的配制。
[0021]本實施例中，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上設有壓力平衡閥16，通過壓力平衡閥16可以控制外置軟容器15與剛性容器I的通斷，用于補充原料氣、調(diào)整氣體配比時平衡剛性容器I內(nèi)壓力。
[0022]進一步的，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)的儲氣瓶21、減壓閥22、氣體過濾器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，本實施例設三組原料氣輸入管路。
[0023]進一步的，剛性容器I上裝設有氣體濃度傳感器26，氣體濃度傳感器26的信號線與對應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的信號線還連接有濃度讀數(shù)顯示器27，以便讀取被測氣體濃度，并根據(jù)被測氣體濃度來確定補充對應的原料氣，直至達到準確的配比；另外，該氣體濃度傳感器26由于可以精確控制配比，因此可相對降低對原料氣的純度要求，從而降低氣體混配成本。本實施例設兩組氣體濃度傳感器26和濃度讀數(shù)顯示器27。[0024]本實施例中，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，啟動氣體循環(huán)泵31時，可將剛性容器I內(nèi)的氣體充分混合，以便準確測量氣體濃度。
[0025]本實施例中，流體充排組件13包括正反流量計131和流體充排泵130，正反流量計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通過第二三通閥136與流體充排泵130的注氣口連通，通過控制第一三通閥134和第二三通閥136的通斷可以實現(xiàn)用流體充排泵130向內(nèi)置軟容器12充入流體，通過內(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控制剛性容器I內(nèi)的壓力，當保持原料氣充入量與內(nèi)置軟容器12內(nèi)流體排出量平衡時可以實現(xiàn)剛性容器I內(nèi)保持一個大氣壓。
[0026]本實施例中，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，中部分布六個孔，其中三個孔分別連接三組原料氣輸入管路，兩個孔安裝濃度檢測傳感器26，一個孔安裝排氣閥11 ;圓筒的材質(zhì)為聚碳酸酯(PC，透明)，側(cè)壁上有三個直管，一個直管用于經(jīng)連管14連接外置軟容器15，另兩個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，其一個輸出口用于排出剛性容器I內(nèi)的空氣，另一個輸出口用于輸出混配好的氣體。
[0027]圖3示出了本實用新型的基于內(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實現(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)啟動流體充排組件13，向內(nèi)置軟容器12內(nèi)充入流體，當流體充滿或達到設定值時,停止流體填充，同時關閉排氣閥11 ；
[0030]3)啟動原料氣輸入組件2，按設定配比向剛性容器I內(nèi)輸入原料氣，同時啟動流體充排組件13將內(nèi)置軟容器12內(nèi)流體排出，當流體排凈或達到設定值時，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剛性容器I抽真空，大大節(jié)省了準備時間，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大氣壓的安全范圍內(nèi)，安全性大大提高，對設施要求也大大降低；同時，混配精度高，通用性強，可用于配制各種混配氣體，能廣泛適用于多個專業(yè)和學科實驗室。
[0034]本實施例中，在進行步驟5)時，氣體循環(huán)組件3啟動2 — 3分鐘后，開啟氣體濃度傳感器26，根據(jù)被測氣體濃度控制對應的充氣電磁閥25補充原料氣，開始補氣時，開啟壓力平衡閥16使外置軟容器15與剛性容器I連通，當被測氣體濃度穩(wěn)定在設定值時，停止補氣。[0035]本實施例中，在完成步驟5)后，開啟排氣，11，并啟動流體充排組件13向內(nèi)置軟容器12內(nèi)充入流體,通過排氣閥11輸出混配好的氣體。
[0036]本實施例所用流體為空氣，在其它實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)合上述裝置實施例對本實用新型的方法作進一步詳細說明。
[0038]圖2中頂部的儲氣瓶21存儲O2、中部的儲氣瓶21存儲N2、底部的儲氣瓶21存儲CO2,左側(cè)的氣體濃度傳感器26檢測CO2濃度，右側(cè)的氣體濃度傳感器26檢測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)啟動流體充排組件13，向內(nèi)置軟容器12內(nèi)充入流體，當流體充滿時，停止流體填充，同時關閉排氣閥11，剛性容器I內(nèi)空氣被排凈；
[0041]3)啟動三組原料氣輸入組件2，按設定配比向剛性容器I內(nèi)輸入02、N2、C02三種氣體，三種氣體的充入量通過流量控制器24和充氣電磁閥25按設定配比控制，同時啟動流體充排組件13將內(nèi)置軟容器12內(nèi)流體排出，當流體排凈時，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
2一 3分鐘后，開啟兩個氣體濃度傳感器26，檢測02、C02兩種氣體濃度，通過兩個濃度讀數(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入對應氣體，若02、CO2兩種氣體濃度偏高，則補入N2氣體，以稀釋02、C02兩種氣體，開始補氣時，開啟壓力平衡閥16使外置軟容器15與剛性容器I連通，當被測氣體濃度穩(wěn)定在設定值時，停止補氣；
[0044]6)開啟排氣閥11，并啟動流體充排組件13向內(nèi)置軟容器12內(nèi)充入流體，通過排氣閥11輸出混配好的氣體。
[0045]雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內(nèi)容對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本實用新型技術方案保護的范圍內(nèi)。
【權利要求】
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)，當內(nèi)置軟容器(12)內(nèi)充滿流體時占滿剛性容器(I)內(nèi)部空間。
2.根據(jù)權利要求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)上設有壓力平衡閥(16)。
3.根據(jù)權利要求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)的儲氣瓶(21)、減壓閥(22)、氣體過濾器(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)上裝設有氣體濃度傳感器(26 )，所述氣體濃度傳感器(26 )的信號線與對應原料氣輸入管路上的充氣電磁閥(25)連接。
5.根據(jù)權利要求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 )的信號線還連接有濃度讀數(shù)顯示器(27 )。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的基于內(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)權利要求1至5中任一項所述的基于內(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(131)和流體充排泵(130)，所述正反流量計(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)通過第二三通閥(136)與流體充排泵(130)的注氣口連通。
【文檔編號】B01F3/02GK203750431SQ201420099821
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權日:2014年3月6日
【發(fā)明者】汪保和, 羅林紫, 汪凌昊, 劉玲 申請人:汪保和