一种浓度波动小的气体混合装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种浓度波动小的气体混合装置，包括流量调配器、压差检测组件和混合筒，流量调配器与压差检测组件、混合筒通过管路连接。流量调配器包括壳体、芯体组件，壳体内设有两个通道，芯体组件设置在壳体内，芯体组件穿出壳体壁面与电机传动连接。壳体内的两个通道通入两路气体，芯体组件的一部分可以通过运动遮挡住两个通道，压力一定时，过流面积越小，流量越小，通过改变两个通道的面积来调节通过流量以调配混合气浓度比例。流量调配器调节流量比例后分别流出至混合筒进行混合后输出，压差检测组件从流量调配器的几个部位上采集压力参数，转化成一个机器信号后反馈给电机进行正反转来控制两路气体流量比例。

【技术实现步骤摘要】
一种浓度波动小的气体混合装置
本专利技术涉及气体混合装置领域，具体是一种浓度波动小的气体混合装置。
技术介绍
在生产、科研、医疗众多领域常常需要两种气体混合使用，混合过程通常是两路气体经过减压阀后进入一个混合筒内混合排出，但一些精细场合，对组分比例，即混合气浓度较为敏感的场合，原始气体的压力波动会对浓度产生较大影响。某一组分来源压力增大时，混合气中这一组分的浓度就会变大。现有技术中，缺乏一种直接高效的浓度波动小的气体混合装置，不能实时地抵消掉某一原始组分气体的压力波动所导致的混合气浓度波动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种浓度波动小的气体混合装置，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种浓度波动小的气体混合装置包括流量调配器、压差检测组件和混合筒，流量调配器与压差检测组件、混合筒通过管路连接。需要混合的两路气体分别进入到流量调配器中，流量调配器调节流量比例后分别流出至混合筒进行混合后输出，压差检测组件从流量调配器的几个部位上采集压力参数，转化成一个机器信号后反馈给流量调配器进行两路气体流量比例调节。进一步的，流量调配器包括壳体、芯体组件和电机，壳体内设有第一通道和第二通道，电机设置在壳体一旁，芯体组件设置在壳体内，芯体组件穿出壳体壁面与电机传动连接。壳体内的第一通道和第二通道就是两路气体的流道，芯体组件的一部分可以通过运动遮挡住第一通道或第二通道，根据气体流动的有关特性，压力一定时，过流面积越小，流量越小，通过改变第一通道或第二通道的面积来调节通过流量以调配混合气浓度比例。装置浓度调节方法是：初始时，两路气体流过调节节点后的压差是一个定值；a：当第一路气体来源压力增大、第二路气体来源压力不变时，第一路气体流量增大，在混合气中浓度变大，流过调节节点后第一路气体与第二路气体的压差增大，调节节点处改变两路气体的过流面积，使第一路气体过流面积减小，第二路气体过流面积增大，第一路气体通过调节节点的压降增多，第一路气体流量减少，第一路气体在调节节点后的压力降低，第二路气体通过调节节点的压降减小，第一路气体流量增多，第二路气体在调节节点后的压力升高，流过调节节点后第一路气体与第二路气体的压差恢复原始压差，对应的流量比例恢复至原始比例；b：当第一路气体来源压力不变、第二路气体来源压力增大时；当第一路气体来源压力减小、第二路气体来源压力不变时；当第一路气体来源压力震荡变化、第二路气体来源压力不变时；当第一路气体来源压力不变、第二路气体来源压力震荡变化时；这四种情况均为情况a的取反与叠加，调节原理与控制过程亦取反与叠加进一步的，芯体组件包括转轴、芯体柱、轴承、轴承函和轴承压盖，轴承函为内部设阶梯孔的回转筒体，轴承函固定连接在壳体侧壁，轴承通过轴承压盖压紧安装在轴承函内，转轴安装在轴承内圈，转轴位于壳体外的一端设有转轴齿轮，转轴位于壳体内的一端设有调位螺纹，转轴轴线与第一通道、第二通道的长度方向垂直或交叉，壳体内设有芯体槽，芯体槽连通第一通道和第二通道，芯体柱内设有螺纹，芯体柱安装在调位螺纹上，芯体柱位于芯体槽内，芯体柱和芯体槽垂直于转轴轴线的截面轮廓为花键形或多边形，电机的轴与转轴平行，电机的轴上设有电机齿轮，电机齿轮与转轴齿轮啮合连接；第一通道两端设有第一通道入口和第一通道出口，第一通道的侧壁沿流道方向设有前第一测压接口、中第一测压接口和后第一测压接口；第二通道两端设有第二通道入口和第二通道出口，第二通道的侧壁沿流道方向设有前第二测压接口、中第二测压接口和后第二测压接口；第一通道出口和第二通道出口通过管路与混合筒连接。轴承函固定连接在壳体侧壁，轴承通过轴承压盖压紧安装在轴承函内，转轴安装在轴承内圈，而与转轴螺纹连接的芯体柱则不能旋转，因为芯体柱和芯体槽垂直于转轴轴线的截面轮廓为花键形或多边形，即芯体柱只能沿转轴轴向移动，转轴的正转与反转对应芯体柱的两个移动方向，转轴齿轮和电机齿轮啮合连接，电机的正转反转就对应转轴的反转正转，设置齿轮传动是为了减速效果，电机的转速较快，齿轮组传动就可以方便地调节传动比，不需要使用特殊的低速电机或低频电机等。芯体柱的移动使得第一通道和第二通道的过流面积反向变化：即要么第一通道变大、第二通道变小，要么第一通道变小、第二通道变大，使得两路气体的流量比例改变，达到调节浓度的目的。从伯努利方程：ρgh1+0.5ρv12+p1＝ρgh2+0.5ρv22+p2+Δl；略去相同项和极小项：p1＝p2+Δl；式中：p1为通道中通过芯体柱前的气体压力，p2为通道中通过芯体柱后的气体压力，Δl为气体通过芯体柱的阻力，即等于气体压降(p1-p2)。根据流道阻力的相关公式：气体通过芯体柱的压降正比于流速的平方、反比于通道面积的一次方。以第一通道为例，当芯体柱前的气体压力因为波动而增大时(即来源压力增大)，芯体柱后方所连接的混合筒未升压，那么多出的压力会使得气体通过通道时流速增大以实现通过芯体柱时更大的阻力来和前后变大的压降匹配，流速的增大使得后续流道的沿程阻力变大，芯体柱到混合筒的压降也会稍微变大，即中第一测压接口、后第一测压接口处的压力会提高，但提高程度并不会像来源压力的波动幅度那么大；第一通道流速增大流量增大，混合气体中第一通道的组分气体浓度就会变大，气体组分来源的压力波动导致混合气体的浓度发生变化是我们不愿意见到的，所以需要通过抑制第一通道气体、增大第二通道气体来使浓度恢复原始浓度，即让混合气体浓度波动小。实现方法就是：初始状态时，两路气体以预期压力分别进入第一通道入口和第二通道入口，后第一测压接口与后第二测压接口有一个预期的压差，压差检测组件持续监测这一压差，当第一通道气体压力波动升高时，后第一测压接口压力也随之升高，后第一测压接口与后第二测压接口的压差变大，压差检测组件觉察这一变化，反馈给电机，电机驱动转轴旋转，芯体柱往第一通道一侧移动，第一通道中流量减小，第二通道中流量增大，调节后第一通道芯体柱处的压降增大，第二通道芯体柱处压降减小，后第一测压接口压力减小，后第二测压接口压力增大，后第一测压接口与后第二测压接口的压差复位，压差检测组件给出信号，芯体柱停止运动。具体位置点的压力变化情况如下表所示：表中：-：不变、↑↑↑：大增大、↑↑：中增大，↑：小增大。此表为单路气体压力增大情况，气体压力减小、气体压力震荡形波动、两路气体压力分别变化等情况均为此表的变形，通过此表与前述的压力变化原理均可分析确定。进一步的，压差检测组件包括U型管组件和信号输出组件，U型管组件包括管体压差液和主浮子，管体为U形，管体的两头通过管路分别与后第一测压接口、后第二测压接口连接，管体内盛有压差液，主浮子浮在压差液上，信号输出组件包括副管、副浮子、悬浮液、顶触点和底触点，副管可拆式安装在管体侧面，副管位于管体设置主浮子的一侧，副管为封闭管体，副管内部上下端面分别设有顶触点和底触点，副管内盛有悬浮液，悬浮液内设有副浮子，悬浮液密度与副浮子的平均密度相同，主浮子、副浮子为磁性浮子，顶触点和底触点通过电缆与电机的开关电路连接。通过将两路气体分别导入U型管的两端，则压差就可以通过其内压差液的液位差显现，不同的压差则主浮子的高度不同，主浮子与副浮子为磁性浮子，主浮子的上升下降也能带动副浮子的上升下降，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浓度波动小的气体混合装置，其特征在于：所述气体混合装置包括流量调配器(1)、压差检测组件(2)和混合筒(3)，所述流量调配器(1)与压差检测组件(2)、混合筒(3)通过管路连接。

【技术特征摘要】
1.一种浓度波动小的气体混合装置，其特征在于：所述气体混合装置包括流量调配器(1)、压差检测组件(2)和混合筒(3)，所述流量调配器(1)与压差检测组件(2)、混合筒(3)通过管路连接。2.根据权利要求1所述的一种浓度波动小的气体混合装置，其特征在于：所述流量调配器(1)包括壳体(11)、芯体组件(12)和电机(13)，所述壳体(11)内设有第一通道(1112)和第二通道(1122)，所述电机(13)设置在壳体(11)一旁，所述芯体组件(12)设置在壳体(11)内，芯体组件(12)穿出壳体(11)壁面与电机(13)传动连接；所述芯体组件(12)包括转轴(121)、芯体柱(122)、轴承(123)、轴承函(124)和轴承压盖(125)，所述轴承函(124)为内部设阶梯孔的回转筒体，轴承函(124)固定连接在壳体(11)侧壁，所述轴承(123)通过轴承压盖(125)压紧安装在轴承函(124)内，所述转轴(121)安装在轴承(123)内圈，转轴(121)位于壳体(11)外的一端设有转轴齿轮(1211)，转轴(121)位于壳体(11)内的一端设有调位螺纹(1213)，转轴(121)轴线与第一通道(1112)、第二通道(1122)的长度方向垂直或交叉，所述壳体(11)内设有芯体槽(113)，所述芯体槽(113)连通第一通道(1112)和第二通道(1122)，所述芯体柱(122)内设有螺纹，芯体柱(122)安装在调位螺纹(1213)上，芯体柱(122)位于芯体槽(113)内，所述芯体柱(122)和芯体槽(113)垂直于转轴(121)轴线的截面轮廓为花键形或多边形，所述电机(13)的轴与转轴(121)平行，电机(13)的轴上设有电机齿轮(131)，所述电机齿轮(131)与转轴齿轮(1211)啮合连接；所述第一通道(1112)两端设有第一通道入口(1111)和第一通道出口(1113)，第一通道(1112)的侧壁沿流道方向设有前第一测压接口(1114)、中第一测压接口(1115)和后第一测压接口(1116)；所述第二通道(1122)两端设有第二通道入口(1121)和第二通道出口(1123)，第二通道(1122)的侧壁沿流道方向设有前第二测压接口(1124)、中第二测压接口(1125)和后第二测压接口(1126)；所述第一通道出口(1113)和第二通道出口(1123)通过管路与混合筒(3)连接。3.根据权利要求2所述的一种浓度波动小的气体混合装置，其特征在于：所述压差检测组件(2)包括U型管组件(21)和信号输出组件(22)，所述U型管组件(21)包括管体(211)压差液(214)和主浮子(215)，所述管体(211)为U形，管体(211)的两头通过管路分别与后第一测压接口(1116)、后第二测压接口(1126)连接，管体(211)内盛有压差液(214)，所述主浮子(215)浮在压差液(214)上，所述信号输出组件(22)包括副管(221)、副浮子(222)、悬浮液(223)、顶触点(224)和底触点(225)，所述副管(221)可拆式安装在管体(211)侧面，副管(221)位于管体(211)设置主浮子(215)的一侧，副管(221)为封闭管体，副管(221)内部上下端面分别设有顶触点(224)和底触点(225)，副管(221)内盛有悬浮液(223)，所述悬浮液(223)内设有副浮子(222)，悬浮液(223)密度与副浮子(222)的平均密度相同，所述主浮子(215)、副浮子(222)为磁性浮子，所述顶触点(224)和底触点(225)通过电缆与电机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王震，沈泽天，朱厚荣，顾晓燕，贾萍，
申请(专利权)人：南京市江宁医院，
类型：发明
国别省市：江苏,32