[發(fā)明專(zhuān)利]一種迪瓦瓶液氮自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111656158.0
• 申請(qǐng)日: 2022-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114688450A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭廣華;徐文濤;李永林;張權(quán)權(quán);黃紹義;姚垚
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川紅華實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F17C6/00
• 分類(lèi)號(hào): F17C6/00;F17C9/02;F17C13/02
• 代理公司: 核工業(yè)專(zhuān)利中心 11007
• 代理人: 高安娜

本發(fā)明屬于氮?dú)饪刂葡到y(tǒng)，具體涉及一種迪瓦瓶液氮自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)包括主電磁閥、次電磁閥、泄壓電磁閥、液位傳感器、壓力傳感器以及DCS系統(tǒng)；方法中，首先液位傳感器對(duì)迪瓦瓶?jī)?nèi)液位進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，液位信號(hào)送入DCS系統(tǒng)，液位到達(dá)低限時(shí)，打開(kāi)液位傳感器對(duì)應(yīng)的次電磁閥對(duì)迪瓦瓶進(jìn)行灌裝，到達(dá)高限時(shí)，對(duì)應(yīng)的次電磁閥斷電關(guān)閉，停止液氮灌裝；壓力傳感器對(duì)液氮瓶?jī)?nèi)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，壓力信號(hào)送入DCS系統(tǒng)，壓力到達(dá)安全高限時(shí)，打開(kāi)泄壓電磁閥對(duì)液氮瓶進(jìn)行泄壓，并電磁閥狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。本方法及系統(tǒng)可以有效減少人力需求，提高迪瓦瓶冷凍維護(hù)質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氮?dú)饪刂葡到y(tǒng)，具體涉及一種迪瓦瓶液氮自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

迪瓦瓶是一種常見(jiàn)的制冷收料設(shè)備，如圖1所示，其工作原理是使用-196℃的液態(tài)氮加入保溫迪瓦瓶中，由液體揮發(fā)至氣體過(guò)程中吸收熱量來(lái)使容器內(nèi)物料溫度下降，從而使物料冷凝至容器底部及容器壁，在容器壁中形成低壓區(qū)，使物料源源不斷的流向容器，達(dá)到收料目的。

在這一過(guò)程中，操作人員將需要冷凍的容器放入迪瓦瓶中，液氮瓶通過(guò)輸液管對(duì)迪瓦瓶加入液氮，使容器部分沉浸在液氮中，達(dá)到同液氮相同的低溫。容器本身隨液氮液面的距離遠(yuǎn)近溫度有所變化，所以要求液氮的液面維持在容器1/3～2/3的高度之間，過(guò)高，會(huì)使容器入口處溫度降低，引起通過(guò)工作物質(zhì)冷凝；過(guò)低，會(huì)使為容器上部溫度達(dá)不到相應(yīng)低溫，影響工作物質(zhì)收取。投入和維護(hù)冷凍的過(guò)程全程需要工藝人員手動(dòng)操作，且受工藝人員操作的影響較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種迪瓦瓶液氮自動(dòng)灌裝控制方法，解決在迪瓦瓶工作時(shí)，投入和維護(hù)冷凍的過(guò)程全程需要工藝人員手動(dòng)操作的問(wèn)題，可以有效減少人力需求，提高迪瓦瓶冷凍維護(hù)質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種迪瓦瓶液氮自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)，包括主電磁閥、次電磁閥、泄壓電磁閥、液位傳感器、壓力傳感器以及DCS系統(tǒng)；

主電磁閥安裝在液氮瓶與迪瓦瓶之間的輸液管線上，用以切斷輸液管線中的液氮供應(yīng)；

次電磁閥安裝在迪瓦瓶入口管線處，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制單個(gè)迪瓦瓶的液氮充填；

泄壓電磁閥安裝在液氮瓶出口處，當(dāng)液氮瓶?jī)?nèi)壓力到達(dá)安全高限時(shí)，打開(kāi)進(jìn)行泄壓；

液位傳感器安裝在迪瓦瓶?jī)?nèi)部，對(duì)迪瓦瓶?jī)?nèi)液位進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量；

壓力傳感器安裝在液氮瓶?jī)?nèi)部，對(duì)液氮瓶?jī)?nèi)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。

所述的DCS系統(tǒng)包括AI模塊、DI模塊、DO模塊和控制器；

所述的AI模塊與壓力傳感器和液位傳感器的輸出端分別連接相連，并向控制器發(fā)送壓力信號(hào)與液位信號(hào)；

所述的DI模塊與主電磁閥、次電磁閥和泄壓電磁閥相連，并向控制器發(fā)送三種閥門(mén)的閥位信號(hào)；

所述的DO模塊與控制器的輸出端連接，并向主電磁閥、次電磁閥和泄壓電磁閥發(fā)送打開(kāi)信號(hào)或關(guān)閉信號(hào)。

所述的液位傳感器安裝在迪瓦瓶?jī)?nèi)，對(duì)迪瓦瓶?jī)?nèi)液位進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，其液位測(cè)量信號(hào)通過(guò)AI模塊送入DCS系統(tǒng)連接的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，與設(shè)定的液位進(jìn)行比較。

所述的壓力傳感器安裝在液氮瓶?jī)?nèi)，對(duì)液氮瓶?jī)?nèi)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，其測(cè)量的壓力信號(hào)通過(guò)AI模塊送入DCS系統(tǒng)連接的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，與設(shè)定安全限制進(jìn)行比較。

所述的控制器由一對(duì)冗余控制器模塊和一個(gè)基座構(gòu)成。控制器模塊型號(hào)為FCU711-S，配套基座型號(hào)為MB712-S，所述的基座作為控制器與其他部件的連接接口，具備供電、連接I/O總線、連接SCnet網(wǎng)絡(luò)、連接時(shí)鐘同步秒脈沖信號(hào)功能，并可設(shè)置控制器過(guò)程控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址。