一种气体比例混合装置及开环比例混合方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种气体比例混合装置，其包括用于气体混合的混合室(1)、与气体种类对应的气源(5，6，7)、连接于每个气源和混合室(1)之间的管道(2)、连接于管道(2)上的电磁阀(8，9，10)、可检测各气体混合比例的外部检测装置(3)以及与所述电磁阀(8，9，10)电连接的控制系统(4)。本发明专利技术还揭示了一种开环比例混合方法，其通过开环控制的方式间歇性的向混合室(1)内供气，在供气结束后检测混合室(1)内的气体混合比例，并根据检测结果调整各气源下一次供气的时间，使得混合室(1)内的气体比例逐渐接近预设的气体比例。其只需使用普通的通断型电磁阀，控制方式简单，使用、维护成本低，且能达到很高的气体混合精度。

A gas proportional mixing device and an open-loop proportional mixing method

The invention discloses a gas proportional mixing device, which includes a mixing chamber (1) for gas mixing, a gas source corresponding to a gas type (5, 6, 7), a pipe (2) connected to each gas source and a mixing chamber (1), a solenoid valve (8, 9, 10) connected to the pipe (2), and an external detection device (3) for detecting the mixture ratio of each gas. And a control system (4) electrically connected with the solenoid valve (8, 9, 10). The invention also discloses an open loop proportional mixing method, which is intermittently supplied to the mixing chamber (1) through an open loop control, and detects the mixture ratio of the gas in the mixing chamber (1) after the end of the gas supply, and adjusts the time of the gas supply at the next gas source according to the test results, making the gas proportion in the mixing chamber (1) gradually approaching. The ratio of the preset gas. It only needs to use a common on-off solenoid valve, with simple control mode, low cost in use and maintenance, and high gas mixing accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种气体比例混合装置及开环比例混合方法
本专利技术涉及气调保鲜领域，特别涉及一种气体比例混合装置及开环比例混合方法。
技术介绍
气调保鲜是利用控制气体比例的方式来达到储藏保鲜的目的。气调保鲜技术是通过调整环境气体来延长食品贮藏寿命和货架寿命的技术，其基本原理为：在一定的封闭体系内，通过各种调节方式得到不同于正常大气组分的调节气体，抑制导致食品变败的生理生化过程及微生物的活动。其具有应用范围广(水果类、蔬菜类、肉类等均可采用该技术保鲜)以及保鲜时间长的特点。现有技术中，食品气调保鲜包装设备一般由气体保鲜包装机和保鲜气体自动比例混合装置两部分组成，其中，保鲜气体自动比例混合装置是一个闭环控制系统构成的气体自动混合机，它是靠气体传感器检测信号(电流或电压信号)来控制各路伺服流量阀通径大小，从而控制进入混合室内的各种气体的比例。这种装置的优点是混合气体比例准确，误差小，自动控制能力强，但缺点是：1、由于采用闭环控制系统以及伺服流量阀、气体传感器等，结构复杂，成本高；2、由于影响该系统精度的因素较多，比如传感器的精度、控制环响应时间、外界的干扰、控制间隙(指伺服流量阀的开口大小)等，要想达到较高精度需要采购精度更高的传感器，导致制造成本、维护成本居高不下。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种气调装置的开环比例混合方法，该方法采用开环控制即可实现气体的高精度混合，且成本低，维护方便。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种气体比例混合装置，其包括混合各气体的混合室、与气体种类对应的气源、连接于每个气源和混合室之间的管道、连接于管道上的电磁阀、可检测各气体混合比例的外部检测装置以及与所述电磁阀电连接的控制系统。一种使用上述气体比例混合装置的开环比例混合方法，其包括如下步骤：步骤一：初始混气：控制系统控制各电磁阀同时打开，使各气源同时向混合室内供气，并且使得各气源供气时间乘以对应的最小有效截面积所得值的比例，与各气体所需的混合比例相同；供气结束后停止供气一段时间；重复上述步骤数次，使得混合室内气压达到设定气压；步骤二：检测：使用外部检测装置检测混合室内各气体的混合比例，若某气体混合比例偏高，则相应缩短该气体的供气时间；若某气体混合比例偏低，则相应延长该气体的供气时间；若某气体混合比例不变，则该气体供气时间不变。步骤三：再次混气：排出混合室内的气体，控制系统控制各电磁阀同时打开，使各气源同时向混合室内供气，各气源供气时间为经过步骤二修改后的时间；供气结束后停止一段时间。重复步骤三中前述步骤数次，使得混合室内气压达到设定气压。此外，本专利技术还包括如下附属技术方案：所述各路由电磁阀和管道构成的通道的最小有效截面积的比例与对应气体的混合比例相同。所述各气源供气时间相同。所述混合室设置有压力检测传感器和呼吸阀，当所述压力检测传感器检测到所述混合室内气压过大时，所述混合室通过所述呼吸阀放气。所述气源由盛装相应气体的容器构成。所述电磁阀为通、断型电磁阀。相比于现有技术，本专利技术的优点在于：1.将传统的连续供气方式改变为间歇性供气方式，每次供气时，均同时开启电磁阀，且关闭电磁阀的时间接近，充气时压差变化小，因此每次进入混合室的气体流量的精度很高，使得混合室内气体比例精度高；2.本专利技术还包括检测步骤，对混合室内的气体比例进行测量，并根据测量结果调整供气时间，使得下次供气时气体比例精度更高；3.本专利技术采用开环控制，只需采用普通通、断型电磁阀控制气体通断即可，不必采用伺服流量阀，成本低，维护方便。附图说明图1是本专利技术中气调装置的结构示意图。具体实施方式以下结合较佳实施例及其附图对本专利技术技术方案作进一步非限制性的详细说明。如图1所示，对应于本专利技术一种较佳实施例的气调装置的开环比例混合方法，该气调装置包括：用于气体混合的混合室1、多个对应不同种类气体的气源、连接于每个气源和混合室1之间的管道2、连接于管道2上的电磁阀、外部检测装置3以及控制系统4，混合室1设置有压力检测传感器11和呼吸阀12。一般在气调保鲜时，需要混合三种不同的气体：二氧化碳、氮气和氧气，假设三种气体需要混合的比例为：X∶Y∶Z，则该气调装置具备三种气源：二氧化碳气源5、氮气气源6和氧气气源7，三种气源通过管道2与混合室1连接，且三根管道2上分别设置有第一电磁阀8、第二电磁阀9和第三电磁阀10。电磁阀打开，对应的气源即向混合室1供气。外部检测装置3用以检测各气体的混合比例，可以是气体浓度检测仪，其将检测数据反馈给控制系统4，控制系统4控制电磁阀的通断。气源由盛装相应气体的压力容器构成，且气源的压力应当大于混合室1的压力。优选各气源压力为0.5MPA，混合室1内设定气压为0.45MPA，当混合室1内气体压力大于0.45MPA时，混合室1即通过设置于其上的呼吸阀12放气以减小其内的气体压力。防止混合室1内气压过高，影响混合精度。本专利技术的构思在于将一个气体连续混合过程分成若干段进行，段与段之间留有一定的时间间隙，而且每段中各路通道开启时间一致，这样可有效减小混合室内压力变化引起的主气体(即比例最高的气体)的混合误差。其理论基础是：当压差一致时通过相同通道的流量相等。每个气源开始供气和结束供气的时间以相同为宜，即优先采用同时打开各电磁阀和同时关闭各电磁阀的供气方式。原因在于：供气之后混合室1内压力会升高，使得管道2两端压差减小，进气速度(即流速)也会相应受到影响，如果各电磁阀的关闭时间相差较长，会增大其进气误差。要使得各电磁阀同时开启和关闭，各通道的最小有效截面积需要根据混合室1内预设的气体比例设计(最小有效截面积的概念是指管道和阀构成的流体通道中截面最小处的面积，因为这个面积与流体的流量和流速直接相关。一般情况下最小有效截面处是阀孔)，即如果混合室1内三种气体所需的混合比例为X∶Y∶Z，则相应通道的最小有效截面积的比例最好也为X∶Y∶Z，这样在电磁阀同开同闭后，进入混合室1的各气体量的比例十分接近X∶Y∶Z。而实际中由于电磁阀和管道皆是标准件，很少能有与气体混合比例完全一致的最小有效截面积，而如果自行设计制造电磁阀和管道，则成本过高，因此可以选择与气体混合比例接近一致的电磁阀和管道。本专利技术的开环比例混合方法包括如下步骤：步骤一：初始混气：控制系统4控制各电磁阀8，9，10同时打开，使各气源5，6，7同时向混合室1内供气，并且使得各气源供气时间乘以对应通道的最小有效截面积所得值的比例，与各气体所需的混合比例相同；供气结束后停止供气一段时间；重复上述步骤5至6次，使得混合室1内气压达到设定气压。步骤二：检测：使用外部检测装置3检测混合室1内各气体的混合比例，若某气体混合比例偏高，则相应缩短该气体的供气时间；若某气体混合比例偏低，则相应延长该气体的供气时间；若某气体混合比例不变，则该气体供气时间不变。步骤三：再次混气：排出混合室1内的气体，控制系统4控制各电磁阀8，9，10同时打开，使各气源5，6，7同时向混合室1内供气，各气源供气时间为经过步骤二修改后的时间；供气结束后停止一段时间。重复步骤三中前述步骤5至6次，使得混合室1内气压达到设定气压。由于在最小有效截面积只能根据电磁阀阀孔或者管道内径的理论值确定，而阀孔或管道内径的理论值与实际值会有一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体比例混合装置，其特征在于：其包括混合各气体的混合室(1)、与气体种类对应的气源(5，6，7)、连接于每个气源和混合室(1)之间的管道(2)、连接于管道(2)上的电磁阀(8，9，10)、可检测各气体混合比例的外部检测装置(3)以及与所述电磁阀(8，9，10)电连接的控制系统(4)。

【技术特征摘要】
1.一种气体比例混合装置，其特征在于：其包括混合各气体的混合室(1)、与气体种类对应的气源(5，6，7)、连接于每个气源和混合室(1)之间的管道(2)、连接于管道(2)上的电磁阀(8，9，10)、可检测各气体混合比例的外部检测装置(3)以及与所述电磁阀(8，9，10)电连接的控制系统(4)。2.一种使用如权利要求1所述气体比例混合装置的开环比例混合方法，其特征在于其包括如下步骤：步骤一：初始混气：控制系统(4)控制各电磁阀(8，9，10)同时打开，使各气源(5，6，7)同时向混合室(1)内供气，并且使得各气源供气时间乘以对应的最小有效截面积所得值的比例，与各气体所需的混合比例相同；供气结束后停止供气一段时间；重复上述步骤数次，使得混合室(1)内气压达到设定气压；步骤二：检测：使用外部检测装置(3)检测混合室(1)内各气体的混合比例，若某气体混合比例偏高，则相应缩短该气体的供气时间；若某气体混合比例偏低，则相应延长该气体的供气时间；若某气体混合比例不变，则该气体供气时间不变。步骤三：再次混气：排出混合室(1)内的气体，控制系统(4)控制各电磁阀(8，9，10)同时打开，使各气源(5，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢金言，
申请(专利权)人：苏州森瑞保鲜设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32