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专利名称：用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氦气增压与回收系统，尤其涉及在阀门低温试验系统中的氦气增 压与回收，氦气通过此系统增压至标准规定的低温试验压力，并且在试验结束后通过此系 统实现回收。
背景技术：
随着空分、液化天然气、乙烯石化等工业的发展，低温阀门的市场需求逐年上升， 应用领域也越来越广泛，低温阀门已经成为阀门产品中的一个重要分支。在低温阀门的产 品检验过程中，除了进行常温试验，还需要在低温条件下使用氦气进行气密性试验。氦气是一种希缺资源，价格昂贵，而阀门低温试验的过程中，氦气的消耗量巨大， 浪费现象严重，从而造成试验成本过高。

发明内容
本发明的目的是提供一种用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，以不仅实现 在低温阀门的低温试验中对氦气进行增压，还能够实现在试验结束后将氦气回收，从而降 低了试验成本和减少了浪费。为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种用于阀门低温试验的氦气增 压与回收系统，包括氦气瓶组和待测阀门，氦气增压系统包括与氦气瓶的瓶口相连的第一 增压阀和与待测阀门相连的第二增压阀，所述的第一增压阀和第二增压阀之间设有连接二 者的增压泵，所述的氦气瓶组和待测阀门之间还设置有有使氦气回流至氦气瓶组的氦气回 收系统。所述的氦气回收系统包括与待测阀门相连的第一回收阀和与氦气瓶的瓶口相连 的第二回收阀，第一回收阀和第二回收阀之间设有连接二者的回收泵。所述的增压泵和回收泵为同一个泵即气体增压泵，气体增压泵上分设有两个增压 腔，每个增压腔上均设置有一个单向阀组，每个单向阀组的出口端均与氦气瓶组和待测阀 门相连；
所述的第一增压阀和第一回收阀均与每个增压腔的单向阀组的进口端相连，两个单向 阀组的出口端与氦气瓶组之间通过第二回收阀相连，且两个单向阀组的出口端与待测阀门 之间通过第二增压阀相连。所述的每个单向阀组均包括两个依次相连且流向相同的单向阀，且两个单向阀分 设在增压腔的两侧。所述的氦气瓶组的瓶口处设置有第一压力变送器，待测阀门的与第二增压阀或第 一回收阀相连的一端设置有第二压力变送器，且所述的第一压力变送器和第二压力变送器 均与含有控制单元的控制柜电连接。所述的两个单向阀组的出口端设置有压力显示装置。所述的待测阀门的第二增压阀或第一回收阀相连的一端还设置有上述两阀门并
4联的泄压阀。所述的第一增压阀、第二增压阀、第一回收阀、第二回收阀以及泄压阀均为气动阀 门，所述的气体增压泵为气动增压泵。所述的第一增压阀和第二增压阀通过增压电磁阀与驱动气源相连，第一回收阀和 第二回收阀通过回收电磁阀与驱动气源相连，泄压阀通过泄压电磁阀与驱动气源相连，气 体增压泵通过驱泵电磁阀与驱动气源相连；
所述的增压电磁阀、回收电磁阀、泄压电磁阀以及驱泵电磁阀并联后与驱动气源相
连；
所述的增压电磁阀、回收电磁阀、泄压电磁阀以及驱泵电磁阀均与含有控制单元的控 制柜电连接。所述的气体增压泵和驱泵电磁阀之间设置有过滤器，所述的控制柜上设置有报警装置。本发明的有益效果在于本发明把氦气的增压与回收功能集合为一体，通过压力 变送器的精确测量和PLC精确控制，可以实现高效精确的氦气增压与回收，通过监控软件 还可以实现局域网和因特网的远程监控。同时由于本系统能够将试验用的氦气回收，因此 极大地降低了试验成本，且本系统性价比高、体积小、安装方便、操作简单，非常适合在低温 阀门的低温试验系统中使用。


图1是本发明的结构示意图； 图2是增压泵的结构示意图3是本发明的系统示意图。1-氦气瓶组，2-汇流排，3-驱动气源，4-第一压力变送器，5-第一增压阀，6-驱泵 电磁阀，7-过滤器，8-增压电磁阀，9-回收电磁阀，10-第一回收阀，11-泄压电磁阀，12-泄 压阀，13-待测阀门，14-第二压力变送器，15-第二增压阀，16-气体增压泵，16AU6B-气 体增压泵增压腔，161、162、163、164_单向阀，17-压力显示装置，18-第二回收阀，19-驱动 气管路，20-氦气管路，21-出口压力智能显示仪，22-入口压力智能显示仪，23-平板电脑， 24-总电源开关，25-总电源指示灯，26-氦气充气按钮，27-氦气增压按钮，28-氦气回收按 钮，29-氦气增压回收按钮，30-泄压按钮，31-总停止按钮，32-紧急停车按钮，33-手动指示 灯，34-手自动选择开关，35-自动指示灯，36-驱泵电磁阀指示灯，37-增压电磁阀指示灯， 38-回收电磁阀指示灯，39-泄压电磁阀指示灯，40-报警指示灯，41-报警蜂鸣器，42-报警 消音按钮，43-报警解除按钮，44-底座，45-控制柜。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于本领域 技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。参照图1、2、3，本氦气增压与回收系统包括控制柜45、底座44、气体增压泵16、驱 动气管路单元(未标出)、氦气管路单元(未标出)、控制单元(未标出)。所述底座44和控制单 元安装在控制柜45内，气体增压泵16、驱动气管路单元和氦气管路单元安装在底座44上。
所述驱动气管路单元中，驱动气源3外置于底座44，通过驱动气管路19分别与驱 泵电磁阀6、增压电磁阀8、回收电磁阀9和泄压电磁阀11连接，驱泵电磁阀6通过驱动气 管路19与过滤器7连接，过滤器7通过驱动气管路19与气体增压泵16连接，增压电磁阀8 通过驱动气管路19与第一增压阀5和第二增压阀15连接，回收电磁阀9通过驱动气管路 19与第一回收阀10和第二回收阀18连接。 所述氦气管路单元中，氦气瓶组1和汇流排2外置于底座44，氦气瓶组1通过氦气 管路20与汇流排2连接，汇流排2通过氦气管路20分别与第一压力变送器4、第二回收阀 18和第一增压阀5连接，第一增压阀5通过氦气管路20分别与气体增压泵16和第二回收 阀10连接，第二回收阀18通过氦气管路20分别与泵出口压力显示装置也即泵出口压力表 17、气体增压泵16和第二增压阀15连接，第一回收阀10通过氦气管路20分别与第二增压 阀15、泄压阀12、第二压力变送器14和待测阀门13连接，泄压阀12通过氦气管路20连接 大气。所述的第一增压阀5、第二增压阀15、第一回收阀10、第二回收阀18以及泄压阀均 为针型阀。本发明中，入口压力智能显示仪22和出口压力智能显示仪21带有输出功能，可以 及时准确地根据第一压力变送器4和第二压力变送器14传输的测量压力值进行压力判断， 防止压力过高的现象出现。本发明中，所有使用的按钮均为带灯点动按钮。如图2所示，所述的气体增压泵16上分设有两个增压腔16A、16B,每个增压腔上均 设置有一个单向阀组，所述的每个单向阀组均包括两个依次相连且流向相同的单向阀，且 两个单向阀分设在增压腔的两侧，如增压腔16A的两侧分设有单向阀161、162，增压腔16B 的两侧分设有单向阀163、164。下面具体描述本发明实施过程
如图1、2所述，打开总电源24给系统控制单元通电，总电源指示灯25和总停止按钮 31点亮.。如果手自动选择开关34在手动位置，则手动指示灯33点亮；如果手自动选择开 关34在自动位置，则自动指示灯35点亮。打开驱动气源3，打开氦气瓶组1的某个气瓶阀门，打开汇流排2上与打开着的气 瓶阀门相连的阀门，氦气从氦气瓶组1进入汇流排2。按下氦气充气按钮26，增压电磁阀8通电，增压电磁阀指示灯37点亮。驱动气体 经过增压电磁阀8，导通第一增压阀5和第二增压5。氦气从汇流排2依次经过第一增压阀 5、气体增压泵16和第二增压阀15进入待测阀门13，实现氦气充气增压。此时的增压方式 是气体增压泵16不工作，利用氦气瓶组1和待测阀门13的压力差实现氦气增压。随着待测阀门13的压力的上升，氦气瓶组1的压力的下降，系统趋于平衡时或者 接近平衡。按下氦气增压按钮27，驱泵电磁阀6和增压电磁阀8通电，驱泵电磁阀指示灯 36和增压电磁阀指示灯37点亮。驱动气体一方面依次经过驱泵电磁阀6、过滤器7进入气 体增压泵16，驱动气体增压泵16工作；一方面经过增压电磁阀8，导通第一增压阀5和第二 增压5。氦气从汇流排2依次经过第一增压阀5、气体增压泵16和第二增压阀15进入待测 阀门13，实现氦气增压。此时的增压方式是气体增压泵16工作，实现氦气增压。整个增压过程中，第二压力变送器14实时采集待测阀门13的压力数据，并传输给
6出口压力智能显示仪21。当待测阀门13的压力达到规定的试验压力时，出口压力智能显示 仪21输出停机信号给PLC，PLC下达总停止指令，给驱泵电磁阀6和增压电磁阀8断电，驱 泵电磁阀指示灯36和增压电磁阀指示灯37熄灭，停止增压过程。按下氦气回收按钮28，回收电磁阀9通电，回收电磁阀指示灯38点亮。驱动气体 经过回收电磁阀9，导通第一回收阀10和第二回收阀18。氦气从待测阀门13依次经过第 一回收阀10、气体增压泵16、第二回收阀18、汇流排2进入氦气瓶组1，实现氦气回收。此 时的回收方式是气体增压泵16不工作，利用待测阀门13和氦气瓶组1的压力差实现氦气 回收。随着待测阀门13的压力的下降，氦气瓶组1的压力的上升，系统趋于平衡时或者 接近平衡。按下氦气增压回收按钮29，驱泵电磁阀6和回收电磁阀9通电，驱泵电磁阀指示 灯36和回收电磁阀指示灯38点亮。驱动气体一方面依次经过驱泵电磁阀6、过滤器7进入 气体增压泵16，驱动气体增压泵16工作；一方面经过回收电磁阀9，导通第一回收阀10和 第二回收阀18。氦气从待测阀门13依次经过第一回收阀10、气体增压泵16、第二回收阀 18、汇流排2进入氦气瓶组1，实现氦气回收。此时的回收方式是气体增压泵16工作，实现 氦气增压回收。整个回收过程中，第一压力变送器4实时采集氦气瓶组1的压力数据，并传输给入 口压力智能显示仪22。当氦气瓶组1的压力达到设定的安全压力时，入口压力智能显示仪 22输出停机信号给PLC，PLC下达总停止指令，给驱泵电磁阀6和回收电磁阀9断电，驱泵 电磁阀指示灯36和回收电磁阀指示灯38熄灭，停止回收过程。同时PLC下达报警指令，报 警指示灯40点亮，报警蜂鸣器41鸣叫，可以按下报警消音按钮42，停止蜂鸣器41鸣叫，更 换氦气瓶组1和汇流排2的连接阀门通道后，按下报警解除按钮43，报警指示灯40熄灭，报 警状态解除。按下泄压按钮30，泄压电磁阀指示灯39点亮，泄压电磁阀11通电，驱动气体经过 泄压电磁阀11，导通泄压阀12，残留氦气从待测阀门13经过泄压阀12排向大气。以上描述的氦气增压、氦气回收和泄压过程为手动操作过程，如果手自动选择开 关34选择在自动位置上时，氦气增压、氦气回收、泄压过程均在平板电脑23的软件界面上 完成。点击软件上“自动增压”按钮，系统将给PLC下达氦气充气指令，动作过程与手动 状态下按下氦气充气按钮26效果一样；当待测阀门13的压力与氦气瓶组1的压力趋于平 衡时，系统将给PLC下达氦气增压指令，动作过程与手动状态下按下氦气增压按钮27效果 一样；当待测阀门13的压力到达标准规定的试验压力时，系统将给PLC下达总停止指令，动 作过程与手动状态下按下总停止按钮31效果一样。点击软件上“氦气回收”按钮，系统将给PLC下达氦气回收指令，动作过程与手动 状态下按下氦气回收按钮28效果一样；当氦气瓶组1的压力与待测阀门13的压力趋于平 衡时，系统将给PLC下达氦气增压回收指令，动作过程与手动状态下按下氦气增压回收按 钮29效果一样；当氦气瓶组1的压力到达设定的安全压力时，系统将给PLC下达总停止指 令，动作过程与手动状态下按下总停止按钮31效果一样。同时PLC下达报警指令。以上所述仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，不经过创造性劳动进行的变化或替
7换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，包括氦气瓶组(1)和待测阀门 (13)，其特征在于氦气增压系统包括与氦气瓶(1)的瓶口相连的第一增压阀(5)和与待测 阀门(13)相连的第二增压阀(15)，所述的第一增压阀(5)和第二增压阀(15)之间设有连接 二者的增压泵，所述的氦气瓶组(1)和待测阀门(13)之间还设置有使氦气回流至氦气瓶组 (1)的氦气回收系统。
2.根据权利要求1所述的用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，其特征在于所 述的氦气回收系统包括与待测阀门(13)相连的第一回收阀(10)和与氦气瓶(1)的瓶口相 连的第二回收阀(18)，第一回收阀(10)和第二回收阀(18)之间设有连接二者的回收泵。
3.根据权利要求2所述的用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，其特征在于所 述的增压泵和回收泵为同一个泵即气体增压泵(16)，气体增压泵(16)上分设有两个增压 腔，每个增压腔上均设置有一个单向阀组；所述的两个单向阀组的进口端与氦气瓶组(1)之间通过第一增压阀(5)相连，且两个 单向阀组的进口端与待测阀门(13)之间通过第一回收阀(10)相连；所述的两个单向阀组 的出口端与氦气瓶组(1)之间通过第二回收阀(18)相连，且两个单向阀组的出口端与待测 阀门(13 )之间通过第二增压阀(15 )相连。
4.根据权利要求3所述的用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，其特征在于所 述的每个单向阀组均包括两个依次相连且流向相同的单向阀，且两个单向阀分设在增压腔 的两侧。
5.根据权利要求4所述的用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，其特征在于所 述的氦气瓶组(1)的瓶口处设置有第一压力变送器(4)，待测阀门(13)的与第二增压阀 (15)或第一回收阀(10)相连的一端设置有第二压力变送器(14)，且所述的第一压力变送 器(4)和第二压力变送器(14)均与含有控制单元的控制柜(45)电连接。
6.根据权利要求4所述的用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，其特征在于所 述的两个单向阀组的出口端设置有压力显示装置。
7.根据权利要求4所述的用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，其特征在于所 述的待测阀门(13)的与第二增压阀(15)或第一回收阀(10)相连的一端还设置有与上述两 阀门并联的泄压阀(12)。
8.根据权利要求7所述的用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，其特征在于所 述的第一增压阀(5)、第二增压阀(15)、第一回收阀(10)、第二回收阀(18)以及泄压阀(12) 均为气动阀门，所述的气体增压泵(16)为气动增压泵。
9.根据权利要求8所述的用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，其特征在于所 述的第一增压阀(5)和第二增压阀(15)通过增压电磁阀(8)与驱动气源相连，第一回收阀 (10)和第二回收阀(18)通过回收电磁阀(9)与驱动气源相连，泄压阀(12)通过泄压电磁 阀(11)与驱动气源相连，气体增压泵(16)通过驱泵电磁阀(6)与驱动气源相连；所述的增压电磁阀(8)、回收电磁阀(9)、泄压电磁阀(11)以及驱泵电磁阀(6)并联后 与驱动气源相连；所述的增压电磁阀(8)、回收电磁阀(9)、泄压电磁阀(11)以及驱泵电磁阀(6)均与含 有控制单元的控制柜(45)电连接。
10.根据权利要求9所述的用于阀门低温试验的氦气增压与回收系统，其特征在于所述的气体增压泵(16)和驱泵电磁阀(6)之间设置有过滤器(7)，所述的控制柜(45)上设置 有报警装置。
全文摘要
本发明涉及一种氦气增压与回收系统，尤其涉及在阀门低温试验系统中的氦气增压与回收。本氦气增压与回收系统包括氦气瓶组和待测阀门，氦气增压系统包括与氦气瓶的瓶口相连的第一增压阀和与待测阀门相连的第二增压阀，所述的第一增压阀和第二增压阀之间设有连接二者的增压泵，所述的氦气瓶组和待测阀门之间还设置有有使氦气回流至氦气瓶组的氦气回收系统。本发明把氦气的增压与回收功能集合为一体，通过压力变送器的精确测量和PLC精确控制，可以实现高效精确的氦气增压与回收，通过监控软件还可以实现局域网和因特网的远程监控。同时本系统的使用极大地降低了试验成本，本系统性价比高、体积小、安装方便且操作简单。
文档编号G01M3/28GK102004018SQ201010512000
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者吴怀昆, 朱绍源, 郭怀舟 申请人:合肥通用机械研究院