Устройство для наполнения баллонов Советский патент 1989 года по МПК F17C5/00 

1

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для наполнения сосудов одновременно газами и жидкостями под избыточным давлением, и может быть использовано на газожидкостных наполнительных станциях.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет обеспечения масс- спектрометрического контроля герметичности баллона при заполнении их газожидкостной смесью.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит дозатор 1 объемного действия, состоящий из цилиндра 2, поршня 3, верхней и нижней крьш1ек 4, прикрепленных к цилиндру 2 болтами 5, и рубашки 6, приваренной к цилиндру 2 и образующей с ним зарубашечный объем V . Поршень 3 вьтолнен плавающим в цилиндре 2 и разделяет его полость на два пере ™

О) 00 Од

менных объема V.,

3

и V.

1

2 г. УЗ . к рубашке 6 подключен трубопровод 7 подачи воздуха высокого давления через вентиль 8. Манометр (не показан) и пре- дохранительный клапан 9 необходимы для контроля и поддержания номинального давления в объеме V.

Подача воздуха из объема V в цилиндр 2 осуществляется электропневмо клапаном (ЭПК) 10 через трубопроводы 11 и 12, Дополнительно электропневмо клапан подсоединен через дренажный трубопровод 13 к дренажному трубопроводу, к которому подключен и вентиль 14 для сброса избыточного давления воздуха высокого давления из полости V К нижней крышке 4 подсоединен наполнительный трубопровод 15 с вентилем 16 и обр 1ТНЫМ клапаном 17, слу- жащий для подачи гелия (Не) низкого давления в объем Vj.

Через трубопровод 18, блок штуцеров 19 и вентили 20 и 21 осуществляется подсоединение заряжаемого баллона 22 с сифонным узлом 23 к дозатору 1. Весовой дозатор 24 контролирует подачу необходимого количества заряда в баллон 22. Контроль за давлением в баллоне 22 осуществляется по манометру 25. Вентиль 26 служит для сброса давления из .наполнительных трубопроводов и объемов арматуры после окончания зарядки баллона.Тру

0

и наполняют азотом полость V дозатора и баллон до заданного веса, при этом в полости Vj дозатора и в баллоне образуется смесь заданной концентрации (так как давление азота в несколько раз больше давления гелия), Вентили 28 и 21 закрьшают, открывают вентиль 30 сжиженной углекислоты, в процессе наполнения дополнительно включают компрессор 31. При достижении в баллоне давления (контроль по манометру 25) на 20- 30 кгс/см меньше ожидаемого вклю- 5 чают ЭПК 10 и воздух заданного высокого давления из полости V, дозатора подается в полость Vj ,: под дей5

0

ствием которого поршень 3 сжимает азотно-гелиевую смесь в полости V до того же давления, а объем сжатой смеси превышает суммарный объем внутренних полостей трубопроводов 18 и 19, вентилей 20 и 2 и сифонного узла 23 баллона.

После наполнения баллона углекислотой до заданного веса закрьшают вентиль 30 подачи углекислоты и отключают компрессор 31, при этом в сифонном узле 23 находится только углекислота, что делает невозможным совмещение контроля герметичности этого узла с контролем герметичности всего баллона.

Поэтому после окончания зарядки

Изобретение относится к газонаполнительной технике и позволяет повысить эффективность за .счет обеспечения масс-спектрометрического контроля герметичности баллонов с сифонным узлом при заполнении их газожнд- костной смесью. Устройство содержит дозатор объемного действия, выполненный в виде цилиндра с поршнем и рубашкой и соединенный трубопроводами соответственно с источником заполняемой среды и с .баллоном. Рубашка дозатора подключена через клапан к верхней крьшпсе цилиндра, также рубашка сообщена с трубопроводом подачи воздуха высокого давления и с дренажным трубопроводом, а трубопровод индикаторного газа и источник заполняемой среды подключены к нижней крышке цилиндра. Свободный объем цилиндра превьш1а т суммарную величину объемов трубопровода, соединяющего баллон с дозатором, и его арматуры на величину не менее объема сифонного узла баллона. Дополнительно устройство содержит весовой дозатор и газожидкостный компрессор. Предложенное устройство позволяет производить наполнение баллонов как жидкими, так и газообразными компонентами, при этом обеспечивается равномерная газожидкостная смесь во всех внутренних полостях баллона, что позволяет проводить контроль герметичности с одинаковой очистной чувствительностью по всей поверхности баллона. 1 з.п.ф-лы, I ил. с СЛ С

бопровод 27 с вентилем 28 служит для в Р закрытом вентиле

подачи азота, трубопровод 29 с вентилем 30 и газожидкостным компрессором 31 соответственно для подачи углекислоты в баллон 22.

Свободный объем цилиндра 2 превышает суммарную величину объемов трубопроводов 18 и 19, вентилей 2Q и 21 на величину не менее объема сифонно- но узла 23..

Наполнение баллона рабочим зарядом с помощью предложенного устройства осуществляется следующим образом .

Баллон 22 устанавливают на весовой

30 открывают вентиль 21 и сжатая азотно-гелиевая смесь из полости Vj дозатора поступает в трубопроводы 18 и 19, вентиль 20 и сифонньш узел

40 23, вытесняя углекислоту, а поршень 3 дозатора опускается до упора в крьшгку 4, т.е. в сифонный узел баллона подается дозированное по объем количество сжатой азотно-гелиевой

45 смеси, чем и достигается равномерность распределения смеси по всему объему баллона.

Далее вентили 20 и 21 закрьшают открывают дренажный вентиль 26, сбр

дозатор 24 и подсоединяют к нему вен- 50 сьшая давление из трубопровода 18.

тиль 20.

Открьгоают вентили 8, 16, 20 и 21 и заполняют баллон и .полость дозатора гелием низкого давления, поступающим через вентиль 16 и обратный 55 клапан 17 от источника, при этом поршень 3 дозатора занимает верхнее положение и объем V становится максимальным. Затем открьшают вентиль 28

Р закрытом вентиле

30 открывают вентиль 21 и сжатая азотно-гелиевая смесь из полости Vj озатора поступает в трубопроводы 18 и 19, вентиль 20 и сифонньш узел

23, вытесняя углекислоту, а поршень 3 дозатора опускается до упора в крьшгку 4, т.е. в сифонный узел баллона подается дозированное по объему количество сжатой азотно-гелиевой

смеси, чем и достигается равномерность распределения смеси по всему объему баллона.

Далее вентили 20 и 21 закрьшают, открывают дренажный вентиль 26, сбраВыключают ЭПК 40, при этом воздух из полости Vj дозатора сбрасьшается в дренаж через ЭПК (а поступление его из полости V. отсекается), поршень 3 дозатора вновь возвращается в исходное верхнее положение под действием новой порции гелия, поступающего через открытый вентиль 16 от источника.

Заряженный баллон отсоединяют от вентиля 20 и снимают с весового дозатора, устанавливают следующий и цикл повторяется.

Таким образом, предложенное устройство позволяет производить наполнение баллонов как жидкими, так и газообразными компонентами. При этом обеспечивается равномерная га- зожидкостная смесь во всех внутренни полостях баллона, что позволяет проводить контроль суммарной негерметичности масс-спектрометрическими методами с одинаковой высокой чувстви- тельностью по всей поверхности баллона .

Формула изобретения

п W гг

: , н рубашка дозатора подключена через клапан к верхней к-рьшке цилиндра, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения эффективности за счет обеспечения масс-спектрометриче- ского контроля герметичности баллонов при заполнении их газожидкостной смесью, устройство снабжено трубопроводом подачи воздуха высокого давления , дренажным трубопроводом и трубопроводом индикаторного газа, при этом дренажный трубопровод и трубопровод подачи воздуха подключены к рубашке, трубопровод индикаторного газа и источник заполняемой среды - к нижней крьшке цилиндра, и свободный объем цилиндра повьппает суммарную величину объемов трубопровода, соединяющего баллон с дозатором, и его арматуры на величину не менее объема сифонного узла баллона.

I

te