一种高压可燃性实验气体的安全输运装置及其供气方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压可燃性实验气体的安全输运装置及其供气方法。该装置包括可燃性实验气体气瓶、惰性气体气瓶、过滤器、管路减压阀、手动截止阀、气动截止阀、压力变送器、真空泵、压力表、真空表、电磁阀、可燃气体探测器、可燃气体报警控制器、金属管道等。该装置可用于：1)向实验设备安全输运可燃性气体；2)在使用过程中对气体压力进行全量程调整；3)对实验室设备持续供气或间歇供气；4)对设备实验前气密性检查以及，实验后尾气清扫进行供气；5)安全方便地更换高压气瓶；6)实时检测可燃气浓度，维护实验室安全。本发明专利技术具有良好气密性、高清洁度、高耐用性和安全可靠性，能满足对实验室设备持续供气、间歇供气。

A Safe Transport Device for High Pressure Combustible Experimental Gas and Its Supply Method

The invention discloses a safe conveying device for high-pressure flammable experimental gas and a gas supply method thereof. The device includes flammable experimental gas cylinders, inert gas cylinders, filters, pipeline pressure relief valves, manual globe valves, pneumatic globe valves, pressure transmitters, vacuum pumps, pressure gauges, vacuum meters, solenoid valves, flammable gas detectors, flammable gas alarm controllers, metal pipes, etc. The device can be used for: 1) safe transportation of flammable gases to experimental equipment; 2) full range adjustment of gas pressure during use; 3) continuous or intermittent gas supply to laboratory equipment; 4) gas tightness inspection before experiment and cleaning after experiment; 5) safe and convenient replacement of high-pressure cylinders; 6) real-time detection of flammable gas concentration to maintain laboratory safety. \u3002 The invention has good air tightness, high cleanliness, high durability and safety reliability, and can meet the requirements of continuous and intermittent gas supply for laboratory equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种高压可燃性实验气体的安全输运装置及其供气方法
本专利技术涉及可燃性实验气体输运系统，尤其涉及一种高压可燃性实验气体的安全输运装置及其供气方法。
技术介绍
可燃性实验气体包括氢气、乙炔、甲烷等，往往由气体钢瓶通过管路输送提供给实验装置、仪器等使用。然而，在气体输运和使用不当可能造成可燃气体泄漏，一旦遇到点火源，极易引发火灾爆炸事故，从而造成人员伤亡和财产损失。例如，2015年某高校实验室发生爆炸，造成1人死亡，初步确认是由于氢气使用不当造成气体爆炸。如何保障实验室可燃性气体，尤其是高压气体的安全输运和操作是实验室安全需重点关注的一个问题。高压可燃性实验气体对管道的气密性、耐久性、安全可靠性和功能性具有较高要求，因此对在使用高压可燃性气体作为实验气体时要进行合理的气体供应和输运管路系统的设计。目前的实验室供气系统按其供应方式分为分散供气与集中供气。分散供气是将气瓶分别放在各个仪器分析室，接近仪器用气点；集中供气是将各类气体钢瓶集中放置在实验室外的独立气瓶间内，再以管道输送形式按照不同要求输送到每个实验室不同的实验仪器上。分散供气操作方便、节约用气但安全性差；集中供气可靠性高、功能性强但供气管道长浪费气体，开启或关闭气源要到气瓶间，使用不便。针对独立实验室的高压可燃性气体的输运，通常采用分散式供气方法。如果能将集中供气方法的优点融合到分散式供气系统中，可燃性实验气体的输送安全性和功能性将会得到较大提高。基于此，本专利技术结合两种供气方式的优点，设计了一种适用于高压气的可燃性实验气体安全输运系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有良好气密性、高清洁度、高耐用性和安全可靠性，能满足对实验室设备持续供气、间歇供气，并且能在使用过程中根据工作条件对气体压力进行全量程调整的可燃性实验气体安全输运装置及其供气方法。本专利技术采用的技术方案为：一种高压可燃性实验气体的安全输运装置，该装置包括气瓶组，供气管路单元，抽真空单元和可燃气报警单元；气瓶组和供气管路单元的作用是向实验室设备内稳定地持续供气或间歇供气，同时还可为实验前气密性的检验、实验后促进装置内尾气的排放提供气源，供气管路单元能够根据实验要求在整个实验过程中对气体压力进行全量程调整；抽真空单元用于实验前抽取实验装置内的气体；可燃气报警单元用于当气体泄漏浓度达到报警浓度时发出声、光警报提醒采取安全措施及联动排风、切断电源，保证实验的安全性。进一步的，该装置的具体结构如下：气瓶组主要由可燃性实验气体气瓶，惰性气体气瓶组成。供气管路单元主要由第一、第二过滤器，第一、第二、第三管路减压阀，第一、第二、第三、第四、第五手动截止阀，第一、第二、第三气动截止阀，压力变送器，控制箱，金属管道组成；可燃性实验气体瓶通过管道与第一过滤器、第一管路减压阀、第一气动截止阀及与其并联的第一手动截止阀、压力变送器相连，惰性气体气瓶通过管道与第二过滤器、第二管路减压阀、第二气动截止阀及与其并联的第二手动截止阀相连，两条管路并联；排空管通过第四手动截止阀进行控制，与可燃气和惰性气管道连接汇集到主高压管道上，用于排放装置内气体；第一、第二、第三管路减压阀在与气瓶连接侧、主管道连接侧安装2个压力表，分别显示气瓶内压力和管道内压力变化；控制箱内设置有多个电磁阀开关，对第一、第二、第三气动截止阀进行开闭控制，箱体通过第三手动截止阀、第三管路减压阀及金属管道与惰性气体气瓶连接，通过惰性气体气瓶以及第三管路减压阀提供控制箱内所需压力；压力变送器用于当可燃性气体对实验设备供气时判断设备是否保压成功。抽真空系统包括气动截止阀、带有真空表的真空泵，带有真空表的真空泵通过管道与第三气动截止阀相连接，再由管道连接到主高压管道上；第三气动截止阀及真空泵的开闭由控制箱中对应的电磁阀开关：第三气动截止阀开启按钮、第三气动截止阀关闭按钮及真空泵开启按钮、真空泵关闭按钮控制。可燃气报警单元包括气体探测器和气体报警控制器；可燃气泄漏时，报警器动作发出声光警报，输出电信号；控制箱中安装紧急制停按钮，系统报警时实验员可按下该按钮使控制箱中电磁阀动作，关闭供气管路上的气动控制阀，切断气路；同时气体报警控制器接受电信号，联动排风、切断电源使电磁阀关闭进而切断气路。进一步的，该装置的工作过程如下：1、实验前确认气瓶总阀，第一、第二、第四手动截止阀，第一、第二、第三气动截止阀，第一、第二管路减压阀关闭；2、第三、第五手动截止阀常开，实验前打开惰性气体气瓶总阀，通过压力表确认第三管路减压阀通往电磁阀侧压力达到其工作压力。3、根据实验要求和目的，该系统的具体工作过程如下：(一)检查密封装置气密性以及抽真空若实验装置处于封闭状态，可利用本系统实现检查装置密闭性及抽真空。密闭性测试操作过程：确认惰性气体气瓶总阀开启，打开控制箱上控制第二气动截止阀的电磁阀开关，手动调节第二管路减压阀使实验装置保压至一定压力值，关闭控制箱上控制第二气动截止阀的电磁阀开关，检测实验装置密闭性，密闭性通过后，打开第四手动截止阀泄压，随后关闭该截止阀，关闭第二管路减压阀。抽真空操作过程：确认惰性气体气瓶总阀开启，打开控制箱上控制第三气动截止阀的电磁阀开关和真空泵启动开关，待抽真空结束后，依次关闭控制箱上第三气动截止阀的电磁阀开关和真空泵停止开关。(二)对实验设备进行间歇供气打开可燃性实验气体气瓶总阀，打开控制箱上第一气动截止阀的控制开关，手动调节第一管路减压阀使主管道侧压力表数据达到实验压力；若实验装置处于封闭状态，关闭第一气动截止阀的控制开关，观察压力变送器数据3分钟内是否有明显减小，若无变化则供气成功；实验结束后关闭第一气动截止阀的控制开关，关闭第一管路减压阀；随后打开控制箱上控制第二气动截止阀的电磁阀开关，手动调节第二管路减压阀，用惰性气体吹扫管路后关闭控制箱上第二气动截止阀的电磁阀开关，关闭第二管路减压阀，关闭可燃性实验气体气瓶总阀和惰性气体气瓶总阀。(三)对实验设备进行稳定的持续供气确认惰性气体气瓶总阀开启，打开控制箱上控制第二气动截止阀的电磁阀开关，手动调节第二管路减压阀，用惰性气体吹扫管路后关闭第二气动截止阀的电磁阀开关，关闭第二管路减压阀之后，打开可燃性实验气体气瓶总阀，打开控制箱上控制第一气动截止阀的电磁阀开关，手动调节第一管路减压阀使主管道侧压力表数据达到供气压力；观察压力变送器数据是否有明显波动，若无变化则实现对实验设备的稳定、持续供气。(四)气瓶组中气瓶的安全更换可燃性实验气体气瓶更换：检查可燃性实验气体气瓶处于关闭状态，打开第一和第四手动截止阀，调节第一管路减压阀将管道中可燃性实验气体排尽(第一管路减压阀两侧压力表均显示为0时)，第一管路减压阀保持不动，更换新气瓶；确保实验设备处于密闭状态，若实验设备为敞开型装置，需在主管道处安装常开的第五手动截止阀，此时关闭该截止阀以形成封闭回路；关闭第四手动截止阀；打开惰性气体气瓶总阀，打开控制箱上第三气动截止阀的控制开关和真空泵启动开关进行抽真空，待抽真空结束后关闭第一手动截止阀和第一管路减压阀，再依次关闭控制箱上第三气动截止阀的控制开关和真空泵停止开关；打开第五手动截止阀；打开可燃性实验气体气瓶总阀，通过第一管路减压阀于气瓶侧压力表确定可燃性实验气体气瓶内总压力。惰性气体气瓶更换：检查惰性气体气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压可燃性实验气体的安全输运装置，其特征在于：该装置包括气瓶组，供气管路单元，抽真空单元和可燃气报警单元；气瓶组和供气管路单元的作用是向实验室设备内稳定地持续供气或间歇供气，同时还可为实验前气密性的检验、实验后促进装置内尾气的排放提供气源，供气管路单元能够根据实验要求在整个实验过程中对气体压力进行全量程调整；抽真空单元用于实验前抽取实验装置内的气体；可燃气报警单元用于当气体泄漏浓度达到报警浓度时发出声、光警报提醒采取安全措施及联动排风、切断电源，保证实验的安全性。

【技术特征摘要】
1.一种高压可燃性实验气体的安全输运装置，其特征在于：该装置包括气瓶组，供气管路单元，抽真空单元和可燃气报警单元；气瓶组和供气管路单元的作用是向实验室设备内稳定地持续供气或间歇供气，同时还可为实验前气密性的检验、实验后促进装置内尾气的排放提供气源，供气管路单元能够根据实验要求在整个实验过程中对气体压力进行全量程调整；抽真空单元用于实验前抽取实验装置内的气体；可燃气报警单元用于当气体泄漏浓度达到报警浓度时发出声、光警报提醒采取安全措施及联动排风、切断电源，保证实验的安全性。2.根据权利要求1所述的高压可燃性实验气体的安全输运装置，其特征在于，该装置的具体结构如下：气瓶组主要由可燃性实验气体气瓶(1)，惰性气体气瓶(2)组成；供气管单元主要由第一、第二过滤器(3、4)，第一、第二、第三管路减压阀(5、6、19)，第一、第二、第三、第四、第五手动截止阀(7、8、18、15、14)，第一、第二、第三气动截止阀(9、10、12)，压力变送器(11)，控制箱(20)，金属管道组成；可燃性实验气体瓶(1)通过管道与第一过滤器(3)、第一管路减压阀(5)、第一气动截止阀(9)及与其并联的第一手动截止阀(7)、压力变送器(11)相连，惰性气体气瓶(2)通过管道与第二过滤器(4)、第二管路减压阀(6)、第二气动截止阀(10)及与其并联的第二手动截止阀(8)相连，两条管路并联；排空管通过第四手动截止阀(15)进行控制，与可燃气和惰性气管道连接汇集到主高压管道(16)上，用于排放装置内气体；第一、第二、第三管路减压阀(5、6、19)在与气瓶连接侧、主管道连接侧安装2个压力表，分别显示气瓶内压力和管道内压力变化；控制箱(20)设置有多个电磁阀开关，对第一、第二、第三气动截止阀(9、10、12)进行开闭控制，箱体通过第三手动截止阀(18)、第三管路减压阀(19)及金属管道与惰性气体气瓶(2)连接，通过惰性气体气瓶(2)以及第三管路减压阀(19)提供控制箱内所需压力；压力变送器(11)用于当可燃性气体对实验设备持续供气时，判断设备是否保压成功；抽真空系统包括第三气动截止阀(12)、带有真空表的真空泵(13)，带有真空表的真空泵(13)通过管道与第三气动截止阀(12)相连接，再由管道连接到主高压管道(16)上；第三气动截止阀(12)及真空泵(13)的开闭由控制箱(20)中对应的电磁阀开关：第三气动截止阀(12)开启按钮(30)、第三气动截止阀(12)关闭按钮(31)及真空泵开启按钮(24)、真空泵关闭按钮(25)控制；可燃气报警单元包括气体探测器(21)和气体报警控制器(22)；可燃气泄漏时，报警器动作发出声光警报，输出电信号；控制箱中安装紧急制停按钮(32)，系统报警时实验员可按下该按钮使控制箱中电磁阀动作，关闭供气管路上的气动控制阀，切断气路；同时气体报警控制器(22)接受电信号，联动排风、切断电源使电磁阀关闭进而切断气路。3.一种高压可燃性实验气体的安全输运装置的供气方法，利用权利要求1或2所述的高压可燃性实验气体的安全输运装置，其特征在于，该供气方法包括如下步骤：3.1、实验前确认气瓶总阀，第一、第二、第四手动截止阀，第一、第二、第三气动截止阀，第一、第二管路减压阀关闭；3.2、第三、第五手动截...

【专利技术属性】
技术研发人员：段强领，曾倩，李萍，孙金华，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34