一种适用于大型容器的混合气体可控配气系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种适用于大型容器的混合气体可控配气系统，包括PLC控制器，与PLC控制器通讯连接的上位机，与PLC控制器电连接的氧气配气支系统、惰性气体配气支系统、开关阀组件、气体预混和器、气体主混和罐、氧气配气补偿单元和惰性气体配气补偿单元，氧气和惰性气体配气支系统与气体预混和器连接，气体预混和器通过开关阀组件与气体主混和罐连接，氧气和惰性气体配气补偿单元与靠近气体主混和罐的管路连通。本系统实现了配气过程中的自动化控制和智能化调节，配置比例精度高，现场操作安全性高，节省了预混阶段的时间提升了整个系统的配气效率，特别是对于气体主混和罐的体积较大时非常适用，特别适用于专业的配气公司或大型配气站点。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大型容器的混合气体可控配气系统
本技术涉及配气
，具体涉及一种适用于大型容器的混合气体可控配气系统。
技术介绍
AOD精炼法是氩氧脱碳法(Argon-OxygenDecarburization)的简称。在精炼不锈钢时，它是在标准大气压力下向钢水吹氧的同时，吹入惰性气体氩或氮，通过降低碳氧分压，达到假真空的效果，从而使碳含量降到很低的水平，并且抑制钢中铬的氧化。而如何在标准大气压力下向钢水吹氧的同时，吹入惰性气体氩或氮，则需要通过配气系统来实现氧气和惰性气体的配气。但是，本技术的专利技术人经过研究发现，目前用于氧气和惰性气体的配气装置都是手动操作，在充入其中一个组分时，操作人员必须时刻注意装置面板上的压力表值及电子天平上的重量值，当其值接近预先计算好的定值时，操作人员则应迅速手动关断设置在进气管上的阀门，同时快速拧紧钢瓶阀门，直至所有组分全部充入成品气瓶中。由于混合气体的组分浓度最低可达10-6级，其质量最低不足1克，在手动关闭进气管上的阀门和钢瓶阀门时，气体的流入量存在较大的误差，导致氧气和惰性气体的不确定度大，量值准确性降低。而且混合气体组分有时最多可达到好多种，需要将每一组分原料气体分别充入一个成品气瓶中，当先充入的组分气体因为操作人员关闭阀门不及时或反向拧大阀门的失误，其称量超过事先计算好的数值时，则其后需充入的所有气体组分都必须重新做出相应调整，当量值超出过多无法弥补时，则必须舍弃此瓶重新再做，造成原材料浪费。另外，某些气体组分可能为有害气体，如操作人员没有同时关闭装置阀和气瓶阀，则有可能造成气体泄漏，存在着安全隐患。因此，目前氧气和惰性气体混合气体的配气装置自动化程度低，智能化程度差，配置比例精度低，现场操作安全性低。
技术实现思路
针对现有技术存在的氧气和惰性气体混合气体的配气装置自动化程度低，智能化程度差，配置比例精度低，现场操作安全性低的技术问题，本技术提供一种新型适用于大型容器的混合气体可控配气系统。为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：一种适用于大型容器的混合气体可控配气系统，包括氧气配气支系统、惰性气体配气支系统、开关阀组件、气体预混和器、气体主混和罐、氧气配气补偿单元、惰性气体配气补偿单元、PLC控制器和上位机；其中，所述氧气配气支系统包括氧气罐、第一压力表、第一过滤减压器、第一减压阀、第一截止阀、第一单向阀、第一气动调节阀、第一电气转换器和氧气流量表，所述氧气罐经第一过滤减压器过滤和第一减压阀减压后连接到第一截止阀的进口，所述第一截止阀的出口经第一单向阀连接到第一气动调节阀的进口，所述第一气动调节阀的出口上连接有氧气流量表，所述第一压力表连接在氧气罐和第一过滤减压器之间的氧气输送管路上，所述第一电气转换器的气源端与第一过滤减压器连接，所述第一电气转换器的气动端与第一气动调节阀的阀芯连接，所述第一电气转换器的电信端与PLC控制器电连接；所述惰性气体配气支系统包括氩气配气子系统、氮气配气子系统和惰性气体气动三通调节阀；其中，所述氩气配气子系统包括氩气罐、第二压力表、第二过滤减压器、第二减压阀、第二截止阀、第二单向阀、第二气动调节阀、第二电气转换器和氩气流量表，所述氩气罐经第二过滤减压器过滤和第二减压阀减压后连接到第二截止阀的进口，所述第二截止阀的出口经第二单向阀连接到第二气动调节阀的进口，所述第二气动调节阀的出口上连接有氩气流量表，所述第二压力表连接在氩气罐和第二过滤减压器之间的氩气输送管路上，所述第二电气转换器的气源端与第二过滤减压器连接，所述第二电气转换器的气动端与第二气动调节阀的阀芯连接，所述第二电气转换器的电信端与PLC控制器电连接；所述氮气配气子系统包括氮气罐、第三压力表、第三过滤减压器、第三减压阀、第三截止阀、第三单向阀、第三气动调节阀、第三电气转换器和氮气流量表，所述氮气罐经第三过滤减压器过滤和第三减压阀减压后连接到第三截止阀的进口，所述第三截止阀的出口经第三单向阀连接到第三气动调节阀的进口，所述第三气动调节阀的出口上连接有氮气流量表，所述第三压力表连接在氮气罐和第三过滤减压器之间的氮气输送管路上，所述第三电气转换器的气源端与第三过滤减压器连接，所述第三电气转换器的气动端与第三气动调节阀的阀芯连接，所述第三电气转换器的电信端与PLC控制器电连接；所述惰性气体气动三通调节阀的第一进气口连接到第二气动调节阀的出口上，所述惰性气体气动三通调节阀的第二进气口连接到第三气动调节阀的出口上，所述惰性气体气动三通调节阀的出气口和第一气动调节阀的出口同时连接到气体预混和器的进气口；所述气体预混和器上设有真空排气单元、气体取样单元和压力检测单元，所述真空排气单元包括依次连接的第一气动开关阀、第一真空电磁阀和第一真空泵，所述第一气动开关阀与气体预混和器上的排气口连接，所述真空排气单元适于在气体预混之前真空排去气体预混和器中的残留气体；所述气体取样单元包括依次连接的取样开关阀、取样泵和气体浓度分析仪，所述气体浓度分析仪与PLC控制器电连接，所述取样开关阀与气体预混和器上的取样口连接，所述气体取样单元适于在气体预混之中取样气体预混和器中的混合气体；所述压力检测单元包括依次连接的压力开关阀、气动截止阀和压力变送器，所述压力变送器与PLC控制器电连接，所述压力开关阀与气体预混和器上的压力口连接，所述压力检测单元适于在气体预混之中检测气体预混和器中的混合气体压力；所述开关阀组件包括第一电磁开关阀，所述第一电磁开关阀的入气口与气体预混和器的输气口连接，所述第一电磁开关阀的出气口与气体主混和罐的进气口连接，且所述第一电磁开关阀与PLC控制器电连接；所述气体主混和罐的体积远大于气体预混和器的体积，所述气体主混和罐包括真空除气单元、气体浓度测量单元和压力测量单元，所述真空除气单元包括依次连接的第二气动开关阀、第二真空电磁阀和第二真空泵，所述第二气动开关阀与气体主混和罐上的除气口连接，所述真空除气单元适于在气体主混之前真空除去气体主混和罐中的残留气体；所述气体浓度测量单元包括设于气体主混和罐壁面上的超声波氧气浓度传感器和超声波惰性气体浓度传感器，所述超声波氧气浓度传感器和超声波惰性气体浓度传感器与PLC控制器电连接，所述气体浓度测量单元适于在气体主混之中测量氧气和惰性气体的浓度；所述压力测量单元为设置在气体主混和罐壁面上的超声波气体压力传感器，所述超声波气体压力传感器与PLC控制器电连接，所述压力测量单元适于在气体主混之中测量气体主混和罐中的混合气体压力；所述氧气配气补偿单元包括依次连接的氧气压缩机、氧气缓存器和第一自动调节阀，所述第一自动调节阀与靠近气体主混和罐的管路连通；所述惰性气体配气补偿单元包括依次连接的惰性气体压缩机、惰性气体缓存器和第二自动调节阀，所述第二自动调节阀也与靠近气体主混和罐的管路连通，所述第一自动调节阀和第二自动调节阀分别与PLC控制器电连接；所述PLC控制器适于将气体预混和器上气体浓度分析仪在线取样测量的混合气体比例与预设的混合气体比例进行比对，实时对所述第一电气转换器、第二电气转换器和第三电气转换器进行控制，以调节所述第一气动调节阀、第二气动调节阀和第三气动调节阀的开度，当所述混合气体的配比比例达到预设要求时，所述PLC控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于大型容器的混合气体可控配气系统，其特征在于，包括氧气配气支系统、惰性气体配气支系统、开关阀组件、气体预混和器、气体主混和罐、氧气配气补偿单元、惰性气体配气补偿单元、PLC控制器和上位机；其中，所述氧气配气支系统包括氧气罐、第一压力表、第一过滤减压器、第一减压阀、第一截止阀、第一单向阀、第一气动调节阀、第一电气转换器和氧气流量表，所述氧气罐经第一过滤减压器过滤和第一减压阀减压后连接到第一截止阀的进口，所述第一截止阀的出口经第一单向阀连接到第一气动调节阀的进口，所述第一气动调节阀的出口上连接有氧气流量表，所述第一压力表连接在氧气罐和第一过滤减压器之间的氧气输送管路上，所述第一电气转换器的气源端与第一过滤减压器连接，所述第一电气转换器的气动端与第一气动调节阀的阀芯连接，所述第一电气转换器的电信端与PLC控制器电连接；所述惰性气体配气支系统包括氩气配气子系统、氮气配气子系统和惰性气体气动三通调节阀；其中，所述氩气配气子系统包括氩气罐、第二压力表、第二过滤减压器、第二减压阀、第二截止阀、第二单向阀、第二气动调节阀、第二电气转换器和氩气流量表，所述氩气罐经第二过滤减压器过滤和第二减压阀减压后连接到第二截止阀的进口，所述第二截止阀的出口经第二单向阀连接到第二气动调节阀的进口，所述第二气动调节阀的出口上连接有氩气流量表，所述第二压力表连接在氩气罐和第二过滤减压器之间的氩气输送管路上，所述第二电气转换器的气源端与第二过滤减压器连接，所述第二电气转换器的气动端与第二气动调节阀的阀芯连接，所述第二电气转换器的电信端与PLC控制器电连接；所述氮气配气子系统包括氮气罐、第三压力表、第三过滤减压器、第三减压阀、第三截止阀、第三单向阀、第三气动调节阀、第三电气转换器和氮气流量表，所述氮气罐经第三过滤减压器过滤和第三减压阀减压后连接到第三截止阀的进口，所述第三截止阀的出口经第三单向阀连接到第三气动调节阀的进口，所述第三气动调节阀的出口上连接有氮气流量表，所述第三压力表连接在氮气罐和第三过滤减压器之间的氮气输送管路上，所述第三电气转换器的气源端与第三过滤减压器连接，所述第三电气转换器的气动端与第三气动调节阀的阀芯连接，所述第三电气转换器的电信端与PLC控制器电连接；所述惰性气体气动三通调节阀的第一进气口连接到第二气动调节阀的出口上，所述惰性气体气动三通调节阀的第二进气口连接到第三气动调节阀的出口上，所述惰性气体气动三通调节阀的出气口和第一气动调节阀的出口同时连接到气体预混和器的进气口；所述气体预混和器上设有真空排气单元、气体取样单元和压力检测单元，所述真空排气单元包括依次连接的第一气动开关阀、第一真空电磁阀和第一真空泵，所述第一气动开关阀与气体预混和器上的排气口连接，所述真空排气单元适于在气体预混之前真空排去气体预混和器中的残留气体；所述气体取样单元包括依次连接的取样开关阀、取样泵和气体浓度分析仪，所述气体浓度分析仪与PLC控制器电连接，所述取样开关阀与气体预混和器上的取样口连接，所述气体取样单元适于在气体预混之中取样气体预混和器中的混合气体；所述压力检测单元包括依次连接的压力开关阀、气动截止阀和压力变送器，所述压力变送器与PLC控制器电连接，所述压力开关阀与气体预混和器上的压力口连接，所述压力检测单元适于在气体预混之中检测气体预混和器中的混合气体压力；所述开关阀组件包括第一电磁开关阀，所述第一电磁开关阀的入气口与气体预混和器的输气口连接，所述第一电磁开关阀的出气口与气体主混和罐的进气口连接，且所述第一电磁开关阀与PLC控制器电连接；所述气体主混和罐的体积远大于气体预混和器的体积，所述气体主混和罐包括真空除气单元、气体浓度测量单元和压力测量单元，所述真空除气单元包括依次连接的第二气动开关阀、第二真空电磁阀和第二真空泵，所述第二气动开关阀与气体主混和罐上的除气口连接，所述真空除气单元适于在气体主混之前真空除去气体主混和罐中的残留气体；所述气体浓度测量单元包括设于气体主混和罐壁面上的超声波氧气浓度传感器和超声波惰性气体浓度传感器，所述超声波氧气浓度传感器和超声波惰性气体浓度传感器与PLC控制器电连接，所述气体浓度测量单元适于在气体主混之中测量氧气和惰性气体的浓度；所述压力测量单元为设置在气体主混和罐壁面上的超声波气体压力传感器，所述超声波气体压力传感器与PLC控制器电连接，所述压力测量单元适于在气体主混之中测量气体主混和罐中的混合气体压力；所述氧气配气补偿单元包括依次连接的氧气压缩机、氧气缓存器和第一自动调节阀，所述第一自动调节阀与靠近气体主混和罐的管路连通；所述惰性气体配气补偿单元包括依次连接的惰性气体压缩机、惰性气体缓存器和第二自动调节阀，所述第二自动调节阀也与靠近气体主混和罐的管路连通，所述第一自动调节阀和第二自动调节阀分别与PLC控制器电连接...

【技术特征摘要】
1.一种适用于大型容器的混合气体可控配气系统，其特征在于，包括氧气配气支系统、惰性气体配气支系统、开关阀组件、气体预混和器、气体主混和罐、氧气配气补偿单元、惰性气体配气补偿单元、PLC控制器和上位机；其中，所述氧气配气支系统包括氧气罐、第一压力表、第一过滤减压器、第一减压阀、第一截止阀、第一单向阀、第一气动调节阀、第一电气转换器和氧气流量表，所述氧气罐经第一过滤减压器过滤和第一减压阀减压后连接到第一截止阀的进口，所述第一截止阀的出口经第一单向阀连接到第一气动调节阀的进口，所述第一气动调节阀的出口上连接有氧气流量表，所述第一压力表连接在氧气罐和第一过滤减压器之间的氧气输送管路上，所述第一电气转换器的气源端与第一过滤减压器连接，所述第一电气转换器的气动端与第一气动调节阀的阀芯连接，所述第一电气转换器的电信端与PLC控制器电连接；所述惰性气体配气支系统包括氩气配气子系统、氮气配气子系统和惰性气体气动三通调节阀；其中，所述氩气配气子系统包括氩气罐、第二压力表、第二过滤减压器、第二减压阀、第二截止阀、第二单向阀、第二气动调节阀、第二电气转换器和氩气流量表，所述氩气罐经第二过滤减压器过滤和第二减压阀减压后连接到第二截止阀的进口，所述第二截止阀的出口经第二单向阀连接到第二气动调节阀的进口，所述第二气动调节阀的出口上连接有氩气流量表，所述第二压力表连接在氩气罐和第二过滤减压器之间的氩气输送管路上，所述第二电气转换器的气源端与第二过滤减压器连接，所述第二电气转换器的气动端与第二气动调节阀的阀芯连接，所述第二电气转换器的电信端与PLC控制器电连接；所述氮气配气子系统包括氮气罐、第三压力表、第三过滤减压器、第三减压阀、第三截止阀、第三单向阀、第三气动调节阀、第三电气转换器和氮气流量表，所述氮气罐经第三过滤减压器过滤和第三减压阀减压后连接到第三截止阀的进口，所述第三截止阀的出口经第三单向阀连接到第三气动调节阀的进口，所述第三气动调节阀的出口上连接有氮气流量表，所述第三压力表连接在氮气罐和第三过滤减压器之间的氮气输送管路上，所述第三电气转换器的气源端与第三过滤减压器连接，所述第三电气转换器的气动端与第三气动调节阀的阀芯连接，所述第三电气转换器的电信端与PLC控制器电连接；所述惰性气体气动三通调节阀的第一进气口连接到第二气动调节阀的出口上，所述惰性气体气动三通调节阀的第二进气口连接到第三气动调节阀的出口上，所述惰性气体气动三通调节阀的出气口和第一气动调节阀的出口同时连接到气体预混和器的进气口；所述气体预混和器上设有真空排气单元、气体取样单元和压力检测单元，所述真空排气单元包括依次连接的第一气动开关阀、第一真空电磁阀和第一真空泵，所述第一气动开关阀与气体预混和器上的排气口连接，所述真空排气单元适于在气体预混之前真空排去气体预混和器中的残留气体；所述气体取样单元包括依次连接的取样开关阀、取样泵和气体浓度分析仪，所述气体浓度分析仪与PLC控制器电连接，所述取样开关阀与气体预混和器上的取样口连接，所述气体取样单元适于在气体预混之中取样气体预混和器中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立，刘辉，黄加斗，
申请(专利权)人：重庆凯益特种气体有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50