一种液氮自动充装系统及方法技术方案

本申请涉及一种液氮自动充装系统及方法，其包括液氮贮槽、液氮泵、自动调节阀组件和控制器，液氮贮槽设置有进液口、出液口和回流口，液氮泵的入口出连通有入液管道，入液管道的另一端与液氮贮槽的出液口连通，入液管道靠近液氮贮槽的出液口处设置有液氮贮槽出口送液阀，液氮泵的出口连通有出液管道，出液管道上设置有液氮流量计，液氮流量计用于监测出液管道上的液氮流量情况，出液管道设置有回流分支管道，回流分支管道的另一端与液氮贮槽的回流口连通，自动调节阀组件设置在与液氮泵连通的管道上，自动调节阀组件与控制器电连接，控制器用于控制自动调节阀组件的开关状态。本申请能够减少液氮在充装过程的损失，实现液氮充装过程的自动化。程的自动化。程的自动化。

【技术实现步骤摘要】
一种液氮自动充装系统及方法


[0001]本申请涉及液氮充装的
，尤其是涉及一种液氮自动充装系统及方法。

技术介绍

[0002]液氮是指液态的氮气，是惰性、无色、无臭、无腐蚀性、不可燃、温度极低的液体，液氮在正常环境下受温度的影响较大，易发生汽化现象，因此在对于移动式压力容器的液氮充装的过程中，所用到的充装设备及其附属管路的结构较为复杂。
[0003]目前，现有对移动式压力容器的液氮充装操作，大多数为工作人员手动对控制阀门进行控制操作，但是由于液氮充装的操作过程种会涉及到多个阀门控制，其控制操作过程复杂繁琐，这对于工作人员的操作水平要求较高，且一旦出现操作失误或者控制阀门操作不及时，都会增加较大的操作失误风险，进而容易危害到工作人员的人身安全，因此，存在一定的改进空间。

技术实现思路

[0004]为了实现对移动式压力容器进行液氮安全充装，提高液氮充装过程的自动化和智能化，减少液氮在充装过程的损失，本申请提供一种液氮自动充装系统及方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种液氮自动充装系统，采用如下的技术方案：一种液氮自动充装系统，包括液氮贮槽、液氮泵、自动调节阀组件和控制器，所述液氮贮槽设置有进液口、出液口和回流口，所述液氮贮槽的进液口连通有用户液氮进槽管道，所述用户液氮进槽管道的另一端连接有用户液氮系统，所述液氮贮槽的进液口还连通有空分液氮进槽管道，所述空分液氮进槽管道的另一端连通有液氮分馏塔，所述液氮泵的入口出连通有入液管道，所述入液管道的另一端与液氮贮槽的出液口连通，所述入液管道靠近液氮贮槽的出液口处设置有液氮贮槽出口送液阀，所述液氮泵的出口连通有出液管道，所述出液管道的另一端与移动式压力容器，所述出液管道上设置有液氮流量计，所述液氮流量计用于监测出液管道上的液氮流量情况，所述出液管道设置有回流分支管道，所述回流分支管道的另一端与液氮贮槽的回流口连通，所述自动调节阀组件设置在与液氮泵连通的管道上，所述自动调节阀组件与控制器电连接，所述控制器用于控制自动调节阀组件的开关状态，所述自动调节阀组件包括入口阀、回流阀、排放阀和出口阀，所述入口阀设置在入液管靠近液氮泵的入口处，所述回流阀设置在回流分支管道上，所述出口阀设置在出液管道上。
[0006]通过采用上述技术方案，在对移动式压力容器进行液氮充装过程中，利用液氮贮槽暂时存储待充装的液氮，液氮贮槽通过进液口分别输入用户液氮和空分液氮，液氮存储在液氮贮槽内，启动液氮泵，液氮泵将液氮贮槽内的液氮进行抽取，在液氮泵的作用下，将液氮贮槽内的液氮从出液口抽取出，利用控制器控制入口阀呈打开状态，入液管道的液氮贮槽出口送液阀和入口阀呈打开状态，通过入液管道流入液氮泵内，液氮泵将液氮经过液氮泵的出口流出，控制器控制出口阀呈打开状态，通过出液管道流入至移动式压力容器内，
通过出液管道上的液氮流量计实时监测流入至移动式压力容器的液氮流量情况，待实际流入至移动式压力容器的液氮流量与预设的设定液氮流量一致后，通过控制器控制入口阀和出口阀呈关闭状态，停止液氮充装，同时控制器控制回流阀呈打开状态，并设置时间倒计时，回流阀呈打开状态后，能够将出液管道上残留的液氮通过系统余压经过回流分支管道送回至液氮贮槽，进而能够减少液氮的损耗，待设置的时间倒计时倒数结束后，控制器控制排放阀呈打开状态，将出液管道内未回收尽的液氮进行排尽，进而避免液氮在出液管道内复温气化而导致液氮泵的损坏，整个移动式压力容器进行液氮充装过程中，对于自动调节阀组件内的阀体都是通过控制器自动控制其开关状态，实现对移动式压力容器进行液氮安全充装，提高液氮充装过程的自动化和智能化，减少液氮在充装过程的损失。
[0007]优选的，所述液氮泵上设置有温度监测器，所述温度监测器与控制器电连接，所述温度监测器用于检测液氮泵内部温度，并输出温度检测信号至控制器，所述控制器接收到温度检测信号后输出控制信号至自动调节阀组件，所述自动调节阀组件的入口阀和回流阀根据控制信号调整开关状态。
[0008]通过采用上述技术方案，在对移动式压力容器进行液氮充装前，需要先对液氮泵进行预冷处理，预冷处理过程中，温度监测器实时监测液氮泵预冷处理过程中的温度情况，液氮泵在预冷处理过程中，控制器控制入口阀和回流阀呈打开状态，液氮从液氮贮槽内流入液氮泵，再经过液氮泵的回流分支管道流回至液氮贮槽，如此循环往复，在液氮泵进行预冷处理时，液氮泵的温度逐渐降低，温度监测器监测液氮泵的实时温度，并输出温度检测信号至控制器，控制器接收到温度检测信号后，判断液氮泵的温度是否达到预设温度阈值，当液氮泵的内部温度达到预设温度阈值时，控制器输出控制信号至自动调节阀组件的入口阀和回流阀，入口阀和回流阀呈关闭状态，使得液氮泵完成预冷处理，将液氮泵的零部件渐渐冷却至液氮相同温度，减小运行时的温差杜绝离心泵汽蚀现象发生。能有效延长设备的使用寿命。
[0009]优选的，所述自动调节阀组件上设置有压力监测器，所述压力监测器与控制器电连接，所述压力监测器用于实时监测自动调节阀组件的压力值并输出压力检测信号至控制器，所述控制器接收到压力检测信号后输出停止信号至自动调节阀组件，所述自动调节阀组件接收到停止信号后呈关闭状态。
[0010]通过采用上述技术方案，通过自动调节阀组件上的压力监测器，实时监测液氮泵在进行充装过程中的自动调节阀组件内阀体的压力情况，并根据压力情况输出压力检测信号至控制器，控制器根据接收到的压力检测信号输出停止信号至自动调节阀组件，当压力监测器监测到自动调节阀组件内的阀体的压力出现降低，则会根据控制器输出的停止信号，关闭自动调节阀组件内阀体，利用压力监测器检测判断出液氮泵是否发生泵气蚀现象，并及时关闭自动调节阀组件内阀体，保护液氮泵不会被泵气蚀现象而出现损坏，提高液氮泵的实用性。
[0011]第二方面，本申请提供一种液氮自动充装方法，采用如下的技术方案：一种液氮自动充装方法，所述液氮自动充装方法包括步骤：实时获取所述自动调节阀组件的状态数据，基于所述状态数据触发启动液氮充装指令；根据所述液氮充装指令对所述液氮泵进行预冷处理，获取液氮泵状态数据；
基于所述液氮泵状态数据生成控制指令，控制自动调节阀组件内阀体的开关状态；获取移动式压力容器的液氮充装数量数据，判断所述液氮充装数据是否等于预设的液氮充装阈值，根据所述判断结果生成停止控制指令，基于所述停止控制指令，关闭所述自动调节阀组件内阀体。
[0012]通过采用上述技术方案，在对移动式压力容器进行液氮充装前，先获取自动调节阀组件内每个阀体的状态数据，利用自动调节阀组件的状态数据判断每个阀体的健康情况，能够提高液氮充装的安全性，根据自动调节阀组件的状态数据生成液氮充装指令，基于液氮充装指令开启对移动式压力容器进行液氮充装，在进行液氮充装之前，先对液氮泵进行预冷处理，并根据液氮泵的预冷处理结果获取到液氮泵的状态数据，对液氮泵进行预冷处理将液氮泵的零部件渐渐冷却至液氮相同温度，减小运行时的温差杜绝离心泵汽蚀现象发生，能有效延长液氮泵设备的使用寿命，待液氮泵预冷处理完成后，利用液氮泵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液氮自动充装系统，其特征在于：包括液氮贮槽(1)、液氮泵(2)、自动调节阀组件(3)和控制器，所述液氮贮槽(1)设置有进液口、出液口和回流口，所述液氮贮槽(1)的进液口连通有用户液氮进槽管道，所述用户液氮进槽管道的另一端连接有用户液氮系统，所述液氮贮槽(1)的进液口还连通有空分液氮进槽管道，所述空分液氮进槽管道的另一端连通有液氮分馏塔，所述液氮泵(2)的入口出连通有入液管道(4)，所述入液管道(4)的另一端与液氮贮槽(1)的出液口连通，所述入液管道(4)靠近液氮贮槽(1)的出液口处设置有液氮贮槽(1)出口送液阀，所述液氮泵(2)的出口连通有出液管道(5)，所述出液管道(5)的另一端与移动式压力容器，所述出液管道(5)上设置有液氮流量计(7)，所述液氮流量计(7)用于监测出液管道(5)上的液氮流量情况，所述出液管道(5)设置有回流分支管道(6)，所述回流分支管道(6)的另一端与液氮贮槽(1)的回流口连通，所述自动调节阀组件(3)设置在与液氮泵(2)连通的管道上，所述自动调节阀组件(3)与控制器电连接，所述控制器用于控制自动调节阀组件(3)的开关状态，所述自动调节阀组件(3)包括入口阀(31)、回流阀(32)、排放阀(33)和出口阀(34)，所述入口阀(31)设置在入液管靠近液氮泵(2)的入口处，所述回流阀(32)设置在回流分支管道(6)上，所述出口阀(34)设置在出液管道(5)上。2.根据权利要求1所述的一种液氮自动充装系统，其特征在于：所述液氮泵(2)上设置有温度监测器，所述温度监测器与控制器电连接，所述温度监测器用于检测液氮泵(2)内部温度，并输出温度检测信号至控制器，所述控制器接收到温度检测信号后输出控制信号至自动调节阀组件(3)，所述自动调节阀组件(3)的入口阀(31)和回流阀(32)根据控制信号调整开关状态。3.根据权利要求1所述的一种液氮自动充装系统，其特征在于：所述自动调节阀组件(3)上设置有压力监测器，所述压力监测器与控制器电连接，所述压力监测器用于实时监测自动调节阀组件(3)的压力值并输出压力检测信号至控制器，所述控制器接收到压力检测信号后输出停止信号至自动调节阀组件(3)，所述自动调节阀组件(3)接收到停止信号后呈关闭状态。4.一种基于权利要求1
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3任一所述的一种液氮自动充装系统的液氮自动充装方法，其特征在于：所述液氮自动充装包括步骤：实时获取所述自动调节阀组件的状态数据，基于所述状态数据触发启动液氮充装指令；根据所述液氮充装...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌峰，陆岩柱，周仁峰，鞠昊，滕飞，
申请(专利权)人：长沙广钢气体有限公司，
类型：发明
国别省市：