[發(fā)明專利]全自動保護氣配比系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711019582.8
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107961683A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 尹泉生;陳學軍;吳雪華;耿海萍
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州市創(chuàng)優(yōu)凈化科技有限公司
• 主分類號: B01F3/02
• 分類號: B01F3/02;B01F15/04
• 代理公司: 北京潤川律師事務所11643
• 代理人: 張超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金、電子、化工行業(yè)的保護氣體混合配比領(lǐng)域，具體涉及一種全自動保護氣配比系統(tǒng)及其方法

背景技術(shù)

在鋼鐵、電子、化工等很多制造行業(yè)中，氫氮保護氣都是配合產(chǎn)品生產(chǎn)的一個重要方面。隨著社會的日益發(fā)展，人們對各行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。作為與保護氣相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，除了制造設備本身的質(zhì)量對產(chǎn)品品質(zhì)有很大影響外，保護氣配比裝置等關(guān)聯(lián)設備的穩(wěn)定性也對產(chǎn)品品質(zhì)有重要影響。

對于一套完整的氫氮保護氣配比系統(tǒng)，涉及到氫氣比例、出口壓力、保護氣流量、密封氮流量、事故氮流量等多個方面。在早期的配比裝置中，對于壓力、流量及氫氣比例等參數(shù)的操作，均是在經(jīng)驗下進行的簡單機械式調(diào)節(jié)。后來雖然也有自動配比裝置的出現(xiàn)，但也僅是對氫氣流量等單一方面進行的半自動化調(diào)節(jié)，沒有完整的系統(tǒng)性。因此，有必要設計開發(fā)一種新型的全自動保護氣配比系統(tǒng)，使用氣設備從起爐到加氫，再到事故及取樣等均實現(xiàn)自動化操作。

目前常用的機械式保護氣配比裝置，其氫氣比例、壓力等參數(shù)都是通過閥門或機械減壓閥的手動操作實現(xiàn)，由于機械式閥門本身的精度比較差，加上操作人員每次操作自身存在誤差，輸入量難以控制精確，因而最終的產(chǎn)品質(zhì)量會有一定偏差。

雖然目前有也半自動的保護氣配比裝置，比如對于氫氣量的輸入采用自動化控制，但由于對氮氣的輸入仍為機械式，最終輸出保護氣的氣量及壓力的精度仍不理想。

此外，對于目前的保護氣配比裝置，操作上有一定的不方便性，操作人員需要多次往返配比裝置現(xiàn)場與監(jiān)控平臺。而且一旦監(jiān)控發(fā)現(xiàn)有事故發(fā)生，無法實時處理，操作人員需要到達配比裝置現(xiàn)場才可將事故氮氣打開。另外，考慮到使用方便性，配比裝置通常與用氣設備離的比較近，因面事故狀態(tài)下對操作人員存在很大的安全隱患。

綜上所述，目前的保護氣配比裝置主要存在以下幾方面缺點：第一、自動化程度低，在操作上不方便，很多操作要在配比裝置現(xiàn)場進行；第二、系統(tǒng)安全性低，不但事故氮氣的打開延遲，事故狀態(tài)對操作人員也有安全隱患；第三、控制精度差，對壓力及氫氣比例的輸出誤差大，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，提供了一種全自動保護氣配比系統(tǒng)及其方法。

全自動保護氣配比方法，它包括：手動開啟系統(tǒng)、起爐步驟、加氫步驟、取樣步驟；

S01：打開系統(tǒng)中手動閥門，開始進行供氣；

S02：起爐步驟：氮氣輸入系統(tǒng)2開始進行氮氣輸送，將氮氣輸送至密封氮氣輸出系統(tǒng)3、氮氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)5；氮氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)5調(diào)節(jié)進入該系統(tǒng)的氮氣流量，并將氮氣輸送至氣體混合系統(tǒng)6；

S03：加氫步驟：氫氣輸入系統(tǒng)1開始進行氫氣輸送，將氫氣輸送至氫氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)4；氫氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)4調(diào)節(jié)進入該系統(tǒng)的氫氣流量，并將氫氣輸送至氣體混合系統(tǒng)6；

S04：取樣步驟：系統(tǒng)檢測氣體混合系統(tǒng)6中的混合氣體。

進一步的，所述的S02：起爐步驟中氮氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)5調(diào)節(jié)進入該系統(tǒng)的氮氣流量的具體步驟為：

S021：設置密封氮氣輸出系統(tǒng)3中的氮流量；

S022：第二氮氣流量計31獲取氮流量的流量信號；

S023：第二氮氣流量計31聯(lián)鎖控制密封氮氣流量調(diào)節(jié)閥32，自動調(diào)節(jié)密封氮氣流量調(diào)節(jié)閥32的開度。

進一步的，所述的S03：加氫步驟中氫氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)4調(diào)節(jié)進入該系統(tǒng)的氫氣流量的具體步驟為：

S031：輸入混合氣流量和氫氣百分比，系統(tǒng)會自動計算出氫氣的實際流量；

S032：混合器流量計73獲取混合氣流量信號；

S033：混合器流量計73聯(lián)鎖控制氫氣流量調(diào)節(jié)閥42，自動調(diào)節(jié)氫氣流量調(diào)節(jié)閥42的閥門開度，使氫氣流量逐漸達到輸入值。

進一步的，所述的S04：取樣步驟中系統(tǒng)檢測氣體混合系統(tǒng)6中的混合氣體的具體步驟為：

S041：打開取樣閥711，混合氣將分別進入氫分儀712、微氧儀713和露點儀714；

S042：氫分儀712、微氧儀713和露點儀714；對混合氣中的氫含量、氧含量及露點值進行實時監(jiān)控；

S043：氫分儀712獲取混合氣中的氫含量，并根據(jù)氫含量的信號與混合器流量計73聯(lián)鎖控制氫氣流量調(diào)節(jié)閥42，自動調(diào)節(jié)氫氣流量調(diào)節(jié)閥42的閥門開度，使氫氣流量逐漸達到輸入值；

S044：微氧儀713和露點儀714獲取混合氣中的氧含量及露點，超出預設值進行報警。

進一步的，所述的全自動保護氣配比方法，在執(zhí)行S03加氫步驟、S04取樣步驟的同時執(zhí)行S05事故處理步驟；

所述的S05事故處理步驟具體包括：