專利名稱：用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氦氣增壓與回收系統，尤其涉及在閥門低溫試驗系統中的氦氣增 壓與回收，氦氣通過此系統增壓至標準規(guī)定的低溫試驗壓力，并且在試驗結束后通過此系 統實現回收。
背景技術：
隨著空分、液化天然氣、乙烯石化等工業(yè)的發(fā)展，低溫閥門的市場需求逐年上升， 應用領域也越來越廣泛，低溫閥門已經成為閥門產品中的一個重要分支。在低溫閥門的產 品檢驗過程中，除了進行常溫試驗，還需要在低溫條件下使用氦氣進行氣密性試驗。氦氣是一種希缺資源，價格昂貴，而閥門低溫試驗的過程中，氦氣的消耗量巨大， 浪費現象嚴重，從而造成試驗成本過高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，以不僅實現 在低溫閥門的低溫試驗中對氦氣進行增壓，還能夠實現在試驗結束后將氦氣回收，從而降 低了試驗成本和減少了浪費。為實現上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種用于閥門低溫試驗的氦氣增 壓與回收系統，包括氦氣瓶組和待測閥門，氦氣增壓系統包括與氦氣瓶的瓶口相連的第一 增壓閥和與待測閥門相連的第二增壓閥，所述的第一增壓閥和第二增壓閥之間設有連接二 者的增壓泵，所述的氦氣瓶組和待測閥門之間還設置有有使氦氣回流至氦氣瓶組的氦氣回 收系統。所述的氦氣回收系統包括與待測閥門相連的第一回收閥和與氦氣瓶的瓶口相連 的第二回收閥，第一回收閥和第二回收閥之間設有連接二者的回收泵。所述的增壓泵和回收泵為同一個泵即氣體增壓泵，氣體增壓泵上分設有兩個增壓 腔，每個增壓腔上均設置有一個單向閥組，每個單向閥組的出口端均與氦氣瓶組和待測閥 門相連；
所述的第一增壓閥和第一回收閥均與每個增壓腔的單向閥組的進口端相連，兩個單向 閥組的出口端與氦氣瓶組之間通過第二回收閥相連，且兩個單向閥組的出口端與待測閥門 之間通過第二增壓閥相連。所述的每個單向閥組均包括兩個依次相連且流向相同的單向閥，且兩個單向閥分 設在增壓腔的兩側。所述的氦氣瓶組的瓶口處設置有第一壓力變送器，待測閥門的與第二增壓閥或第 一回收閥相連的一端設置有第二壓力變送器，且所述的第一壓力變送器和第二壓力變送器 均與含有控制單元的控制柜電連接。所述的兩個單向閥組的出口端設置有壓力顯示裝置。所述的待測閥門的第二增壓閥或第一回收閥相連的一端還設置有上述兩閥門并
4聯的泄壓閥。所述的第一增壓閥、第二增壓閥、第一回收閥、第二回收閥以及泄壓閥均為氣動閥 門，所述的氣體增壓泵為氣動增壓泵。所述的第一增壓閥和第二增壓閥通過增壓電磁閥與驅動氣源相連，第一回收閥和 第二回收閥通過回收電磁閥與驅動氣源相連，泄壓閥通過泄壓電磁閥與驅動氣源相連，氣 體增壓泵通過驅泵電磁閥與驅動氣源相連；
所述的增壓電磁閥、回收電磁閥、泄壓電磁閥以及驅泵電磁閥并聯后與驅動氣源相
連；
所述的增壓電磁閥、回收電磁閥、泄壓電磁閥以及驅泵電磁閥均與含有控制單元的控 制柜電連接。所述的氣體增壓泵和驅泵電磁閥之間設置有過濾器，所述的控制柜上設置有報警裝置。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明把氦氣的增壓與回收功能集合為一體，通過壓力 變送器的精確測量和PLC精確控制，可以實現高效精確的氦氣增壓與回收，通過監(jiān)控軟件 還可以實現局域網和因特網的遠程監(jiān)控。同時由于本系統能夠將試驗用的氦氣回收，因此 極大地降低了試驗成本，且本系統性價比高、體積小、安裝方便、操作簡單，非常適合在低溫 閥門的低溫試驗系統中使用。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖； 圖2是增壓泵的結構示意圖3是本發(fā)明的系統示意圖。1-氦氣瓶組，2-匯流排，3-驅動氣源，4-第一壓力變送器，5-第一增壓閥，6-驅泵 電磁閥，7-過濾器，8-增壓電磁閥，9-回收電磁閥，10-第一回收閥，11-泄壓電磁閥，12-泄 壓閥，13-待測閥門，14-第二壓力變送器，15-第二增壓閥，16-氣體增壓泵，16AU6B-氣 體增壓泵增壓腔，161、162、163、164_單向閥，17-壓力顯示裝置，18-第二回收閥，19-驅動 氣管路，20-氦氣管路，21-出口壓力智能顯示儀，22-入口壓力智能顯示儀，23-平板電腦， 24-總電源開關，25-總電源指示燈，26-氦氣充氣按鈕，27-氦氣增壓按鈕，28-氦氣回收按 鈕，29-氦氣增壓回收按鈕，30-泄壓按鈕，31-總停止按鈕，32-緊急停車按鈕，33-手動指示 燈，34-手自動選擇開關，35-自動指示燈，36-驅泵電磁閥指示燈，37-增壓電磁閥指示燈， 38-回收電磁閥指示燈，39-泄壓電磁閥指示燈，40-報警指示燈，41-報警蜂鳴器，42-報警 消音按鈕，43-報警解除按鈕，44-底座，45-控制柜。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于本領域 技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。參照圖1、2、3，本氦氣增壓與回收系統包括控制柜45、底座44、氣體增壓泵16、驅 動氣管路單元(未標出)、氦氣管路單元(未標出)、控制單元(未標出)。所述底座44和控制單 元安裝在控制柜45內，氣體增壓泵16、驅動氣管路單元和氦氣管路單元安裝在底座44上。
所述驅動氣管路單元中，驅動氣源3外置于底座44，通過驅動氣管路19分別與驅 泵電磁閥6、增壓電磁閥8、回收電磁閥9和泄壓電磁閥11連接，驅泵電磁閥6通過驅動氣 管路19與過濾器7連接，過濾器7通過驅動氣管路19與氣體增壓泵16連接，增壓電磁閥8 通過驅動氣管路19與第一增壓閥5和第二增壓閥15連接，回收電磁閥9通過驅動氣管路 19與第一回收閥10和第二回收閥18連接。 所述氦氣管路單元中，氦氣瓶組1和匯流排2外置于底座44，氦氣瓶組1通過氦氣 管路20與匯流排2連接，匯流排2通過氦氣管路20分別與第一壓力變送器4、第二回收閥 18和第一增壓閥5連接，第一增壓閥5通過氦氣管路20分別與氣體增壓泵16和第二回收 閥10連接，第二回收閥18通過氦氣管路20分別與泵出口壓力顯示裝置也即泵出口壓力表 17、氣體增壓泵16和第二增壓閥15連接，第一回收閥10通過氦氣管路20分別與第二增壓 閥15、泄壓閥12、第二壓力變送器14和待測閥門13連接，泄壓閥12通過氦氣管路20連接 大氣。所述的第一增壓閥5、第二增壓閥15、第一回收閥10、第二回收閥18以及泄壓閥均 為針型閥。本發(fā)明中，入口壓力智能顯示儀22和出口壓力智能顯示儀21帶有輸出功能，可以 及時準確地根據第一壓力變送器4和第二壓力變送器14傳輸的測量壓力值進行壓力判斷， 防止壓力過高的現象出現。本發(fā)明中，所有使用的按鈕均為帶燈點動按鈕。如圖2所示，所述的氣體增壓泵16上分設有兩個增壓腔16A、16B,每個增壓腔上均 設置有一個單向閥組，所述的每個單向閥組均包括兩個依次相連且流向相同的單向閥，且 兩個單向閥分設在增壓腔的兩側，如增壓腔16A的兩側分設有單向閥161、162，增壓腔16B 的兩側分設有單向閥163、164。下面具體描述本發(fā)明實施過程
如圖1、2所述，打開總電源24給系統控制單元通電，總電源指示燈25和總停止按鈕 31點亮.。如果手自動選擇開關34在手動位置，則手動指示燈33點亮；如果手自動選擇開 關34在自動位置，則自動指示燈35點亮。打開驅動氣源3，打開氦氣瓶組1的某個氣瓶閥門，打開匯流排2上與打開著的氣 瓶閥門相連的閥門，氦氣從氦氣瓶組1進入匯流排2。按下氦氣充氣按鈕26，增壓電磁閥8通電，增壓電磁閥指示燈37點亮。驅動氣體 經過增壓電磁閥8，導通第一增壓閥5和第二增壓5。氦氣從匯流排2依次經過第一增壓閥 5、氣體增壓泵16和第二增壓閥15進入待測閥門13，實現氦氣充氣增壓。此時的增壓方式 是氣體增壓泵16不工作，利用氦氣瓶組1和待測閥門13的壓力差實現氦氣增壓。隨著待測閥門13的壓力的上升，氦氣瓶組1的壓力的下降，系統趨于平衡時或者 接近平衡。按下氦氣增壓按鈕27，驅泵電磁閥6和增壓電磁閥8通電，驅泵電磁閥指示燈 36和增壓電磁閥指示燈37點亮。驅動氣體一方面依次經過驅泵電磁閥6、過濾器7進入氣 體增壓泵16，驅動氣體增壓泵16工作；一方面經過增壓電磁閥8，導通第一增壓閥5和第二 增壓5。氦氣從匯流排2依次經過第一增壓閥5、氣體增壓泵16和第二增壓閥15進入待測 閥門13，實現氦氣增壓。此時的增壓方式是氣體增壓泵16工作，實現氦氣增壓。整個增壓過程中，第二壓力變送器14實時采集待測閥門13的壓力數據，并傳輸給
6出口壓力智能顯示儀21。當待測閥門13的壓力達到規(guī)定的試驗壓力時，出口壓力智能顯示 儀21輸出停機信號給PLC，PLC下達總停止指令，給驅泵電磁閥6和增壓電磁閥8斷電，驅 泵電磁閥指示燈36和增壓電磁閥指示燈37熄滅，停止增壓過程。按下氦氣回收按鈕28，回收電磁閥9通電，回收電磁閥指示燈38點亮。驅動氣體 經過回收電磁閥9，導通第一回收閥10和第二回收閥18。氦氣從待測閥門13依次經過第 一回收閥10、氣體增壓泵16、第二回收閥18、匯流排2進入氦氣瓶組1，實現氦氣回收。此 時的回收方式是氣體增壓泵16不工作，利用待測閥門13和氦氣瓶組1的壓力差實現氦氣 回收。隨著待測閥門13的壓力的下降，氦氣瓶組1的壓力的上升，系統趨于平衡時或者 接近平衡。按下氦氣增壓回收按鈕29，驅泵電磁閥6和回收電磁閥9通電，驅泵電磁閥指示 燈36和回收電磁閥指示燈38點亮。驅動氣體一方面依次經過驅泵電磁閥6、過濾器7進入 氣體增壓泵16，驅動氣體增壓泵16工作；一方面經過回收電磁閥9，導通第一回收閥10和 第二回收閥18。氦氣從待測閥門13依次經過第一回收閥10、氣體增壓泵16、第二回收閥 18、匯流排2進入氦氣瓶組1，實現氦氣回收。此時的回收方式是氣體增壓泵16工作，實現 氦氣增壓回收。整個回收過程中，第一壓力變送器4實時采集氦氣瓶組1的壓力數據，并傳輸給入 口壓力智能顯示儀22。當氦氣瓶組1的壓力達到設定的安全壓力時，入口壓力智能顯示儀 22輸出停機信號給PLC，PLC下達總停止指令，給驅泵電磁閥6和回收電磁閥9斷電，驅泵 電磁閥指示燈36和回收電磁閥指示燈38熄滅，停止回收過程。同時PLC下達報警指令，報 警指示燈40點亮，報警蜂鳴器41鳴叫，可以按下報警消音按鈕42，停止蜂鳴器41鳴叫，更 換氦氣瓶組1和匯流排2的連接閥門通道后，按下報警解除按鈕43，報警指示燈40熄滅，報 警狀態(tài)解除。按下泄壓按鈕30，泄壓電磁閥指示燈39點亮，泄壓電磁閥11通電，驅動氣體經過 泄壓電磁閥11，導通泄壓閥12，殘留氦氣從待測閥門13經過泄壓閥12排向大氣。以上描述的氦氣增壓、氦氣回收和泄壓過程為手動操作過程，如果手自動選擇開 關34選擇在自動位置上時，氦氣增壓、氦氣回收、泄壓過程均在平板電腦23的軟件界面上 完成。點擊軟件上“自動增壓”按鈕，系統將給PLC下達氦氣充氣指令，動作過程與手動 狀態(tài)下按下氦氣充氣按鈕26效果一樣；當待測閥門13的壓力與氦氣瓶組1的壓力趨于平 衡時，系統將給PLC下達氦氣增壓指令，動作過程與手動狀態(tài)下按下氦氣增壓按鈕27效果 一樣；當待測閥門13的壓力到達標準規(guī)定的試驗壓力時，系統將給PLC下達總停止指令，動 作過程與手動狀態(tài)下按下總停止按鈕31效果一樣。點擊軟件上“氦氣回收”按鈕，系統將給PLC下達氦氣回收指令，動作過程與手動 狀態(tài)下按下氦氣回收按鈕28效果一樣；當氦氣瓶組1的壓力與待測閥門13的壓力趨于平 衡時，系統將給PLC下達氦氣增壓回收指令，動作過程與手動狀態(tài)下按下氦氣增壓回收按 鈕29效果一樣；當氦氣瓶組1的壓力到達設定的安全壓力時，系統將給PLC下達總停止指 令，動作過程與手動狀態(tài)下按下總停止按鈕31效果一樣。同時PLC下達報警指令。以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明所揭露的技術范圍內，不經過創(chuàng)造性勞動進行的變化或替
7換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，包括氦氣瓶組(1)和待測閥門 (13)，其特征在于氦氣增壓系統包括與氦氣瓶(1)的瓶口相連的第一增壓閥(5)和與待測 閥門(13)相連的第二增壓閥(15)，所述的第一增壓閥(5)和第二增壓閥(15)之間設有連接 二者的增壓泵，所述的氦氣瓶組(1)和待測閥門(13)之間還設置有使氦氣回流至氦氣瓶組 (1)的氦氣回收系統。
2.根據權利要求1所述的用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，其特征在于所 述的氦氣回收系統包括與待測閥門(13)相連的第一回收閥(10)和與氦氣瓶(1)的瓶口相 連的第二回收閥(18)，第一回收閥(10)和第二回收閥(18)之間設有連接二者的回收泵。
3.根據權利要求2所述的用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，其特征在于所 述的增壓泵和回收泵為同一個泵即氣體增壓泵(16)，氣體增壓泵(16)上分設有兩個增壓 腔，每個增壓腔上均設置有一個單向閥組；所述的兩個單向閥組的進口端與氦氣瓶組(1)之間通過第一增壓閥(5)相連，且兩個 單向閥組的進口端與待測閥門(13)之間通過第一回收閥(10)相連；所述的兩個單向閥組 的出口端與氦氣瓶組(1)之間通過第二回收閥(18)相連，且兩個單向閥組的出口端與待測 閥門(13 )之間通過第二增壓閥(15 )相連。
4.根據權利要求3所述的用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，其特征在于所 述的每個單向閥組均包括兩個依次相連且流向相同的單向閥，且兩個單向閥分設在增壓腔 的兩側。
5.根據權利要求4所述的用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，其特征在于所 述的氦氣瓶組(1)的瓶口處設置有第一壓力變送器(4)，待測閥門(13)的與第二增壓閥 (15)或第一回收閥(10)相連的一端設置有第二壓力變送器(14)，且所述的第一壓力變送 器(4)和第二壓力變送器(14)均與含有控制單元的控制柜(45)電連接。
6.根據權利要求4所述的用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，其特征在于所 述的兩個單向閥組的出口端設置有壓力顯示裝置。
7.根據權利要求4所述的用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，其特征在于所 述的待測閥門(13)的與第二增壓閥(15)或第一回收閥(10)相連的一端還設置有與上述兩 閥門并聯的泄壓閥(12)。
8.根據權利要求7所述的用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，其特征在于所 述的第一增壓閥(5)、第二增壓閥(15)、第一回收閥(10)、第二回收閥(18)以及泄壓閥(12) 均為氣動閥門，所述的氣體增壓泵(16)為氣動增壓泵。
9.根據權利要求8所述的用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，其特征在于所 述的第一增壓閥(5)和第二增壓閥(15)通過增壓電磁閥(8)與驅動氣源相連，第一回收閥 (10)和第二回收閥(18)通過回收電磁閥(9)與驅動氣源相連，泄壓閥(12)通過泄壓電磁 閥(11)與驅動氣源相連，氣體增壓泵(16)通過驅泵電磁閥(6)與驅動氣源相連；所述的增壓電磁閥(8)、回收電磁閥(9)、泄壓電磁閥(11)以及驅泵電磁閥(6)并聯后 與驅動氣源相連；所述的增壓電磁閥(8)、回收電磁閥(9)、泄壓電磁閥(11)以及驅泵電磁閥(6)均與含 有控制單元的控制柜(45)電連接。
10.根據權利要求9所述的用于閥門低溫試驗的氦氣增壓與回收系統，其特征在于所述的氣體增壓泵(16)和驅泵電磁閥(6)之間設置有過濾器(7)，所述的控制柜(45)上設置 有報警裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氦氣增壓與回收系統，尤其涉及在閥門低溫試驗系統中的氦氣增壓與回收。本氦氣增壓與回收系統包括氦氣瓶組和待測閥門，氦氣增壓系統包括與氦氣瓶的瓶口相連的第一增壓閥和與待測閥門相連的第二增壓閥，所述的第一增壓閥和第二增壓閥之間設有連接二者的增壓泵，所述的氦氣瓶組和待測閥門之間還設置有有使氦氣回流至氦氣瓶組的氦氣回收系統。本發(fā)明把氦氣的增壓與回收功能集合為一體，通過壓力變送器的精確測量和PLC精確控制，可以實現高效精確的氦氣增壓與回收，通過監(jiān)控軟件還可以實現局域網和因特網的遠程監(jiān)控。同時本系統的使用極大地降低了試驗成本，本系統性價比高、體積小、安裝方便且操作簡單。
文檔編號G01M3/28GK102004018SQ201010512000
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權日2010年10月20日
發(fā)明者吳懷昆, 朱紹源, 郭懷舟 申請人:合肥通用機械研究院