高精度可变量气体比例混合装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高精度可变量气体比例混合装置，包括混合罐、与气体种类对应的气源和控制电路，其中每个气源之间的压力相同，且气源的压力大于混合罐的压力，而气源通过管道与混合罐连接，所述管道上设置有电磁阀，其特征在于，所述管道上还设置有节流装置，所述节流装置的最小有效截面积的大小顺序与其对应气体种类在混合气体中所占比例的大小顺序一致或部分一致，所述的控制电路包括信息数据输入装置和具有信息数据及程序处理功能的控制装置，其中，信息数据输入装置、电磁阀的控制端分别与所述控制装置连通。本实用新型专利技术结构简单，易于操作，气体混合比例精度高，提高了市场的竞争力；此外还实现了自动控制和自动操作，提高了工作效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气体比例混合装置，具体讲是涉及一种高精度可变量气体比例混合装置。
技术介绍
随着食品科技的飞速发展，出于食品安全及卫生要求，各国技术人员都在加大力度对食品保鲜包装技术进行研究开发，以保证食品在流通及存放过程中能够尽可能长时间地保持新鲜、卫生等，目前，比较流行的食品保鲜包装技术是气调保鲜包装，气调保鲜包装亦称气体置换包装，国际上称为MAP包装(即Modified Atmosphere Packing)，其原理是采用复合保鲜气体(2种以上气体按食品特性配比混合)，对保鲜盒或包装袋内的空气进行置换，改变盒(袋)内食品的外部环境，达到抑制细菌(微生物)的生长繁衍，减缓新鲜果蔬的新陈代谢速度，从而延长食品的保鲜期或货架期。而对于置换气体，则需要气体比例混合装置来制备，传统的气体比例混合装置为闭环控制系统构成的气体比例混合装置，其通过气体传感器检测信号(电流或者电压信号) 来控制各路高精度流量伺服阀通径大小，从而控制进入混合罐内的各种气体的比例的。此装置为了保持较高的精度，需要使用高精度的气体传感器，此种气传感器的价格昂贵，而该装置中使用的伺服流量阀，其价格也十分昂贵，因此，该种闭环气体比例混合装置的成本非常高。此外，这种闭环气体比例混合装置还存在结构复杂、维护成本高、控制精度易受外界因素干扰等诸多缺陷。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本技术提供了一种结构简单、成本低、高精度的可变量气体比例混合装置。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案是一种高精度可变量气体比例混合装置，包括混合罐、与气体种类对应的气源和控制电路，其中每个气源之间的压力相同，且气源的压力大于混合罐的压力，而气源通过管道与混合罐连接，所述管道上设置有电磁阀，其特征在于，所述管道上还设置有节流装置，所述节流装置的最小有效截面积的大小顺序与其对应气体种类在混合气体中所占比例的大小顺序一致或部分一致，所述的控制电路包括信息数据输入装置和具有信息数据及程序处理功能的控制装置，其中，信息数据输入装置、电磁阀的控制端分别与所述控制装置连通。所述的具有信息数据及程序处理功能的控制装置为可编程控制器。其还包括有气体混合比例检测装置。所述的可编程控制器内设置有接收信息数据输入装置的信息并计算电磁阀开启或关闭时间的程序、接收检测装置的检测信息并与信息数据输入装置输入的信息比较且计算出误差的程序以及根据误差结果对程序参数进行重新设置的程序。所述电磁阀为流体通、断型电磁阀。式中Pl----------------进口压力(巴)P2----------------出口压力(巴)Δρ----------------压力降 =Pl-PL'(巴)S----------------有效截面积mm2Tl----------------进口气体温度KQz----------------换算成自由状态后的瞬时额定流量1/minQ0----------------一定时间内的总流量4所述的信息数据输入装置为触摸屏。此外，上述的混合罐可以为1个或两个以上混合罐串联构成，其中，采用两个或两个以上混合罐串联的结构，其气体的混合均勻性优于一个混合罐。本技术的工作原理是在管道上设置节流装置，节流装置的最小有效截面积的大小顺序与其对应气体种类在混合气体中所占比例的大小顺序一致或部分一致，使得各路气体的充气时间一致或相近，从而减少混合罐压力变化造成的压差变化而引起的气体混合比例误差。另外，本技术进一步采用充气时间周期混合法或称为时间分段混合法，其具体过程为通过可编程控制器控制电磁阀的通断，使各路通道开启时间相同，而关闭时间则根据气体混合比例关系和通道最小有效截面积的关系确定；以各路气体中充气时间最长的为一个充气周期，这样在每个充气周期混合罐内的压差变化进一步减少，其最终的气体混合比例误差明显小于气体连续混合时的误差，从而获得高精度混合比例的混合气体。其理论基础由下面单位流量计算公式获得已知当气流通过气动元件时，使元件进口压力Pl保持不变，使出口压力P2降低， 如果降低到P 4CL52S时，则气流达到声速如果H = 0.52 ~l时气流在亚声速区，单位流量计算公式分别为(1)在声速区时f2j%Qx=IlJ XsX(p2+1, I3)X J—I/mii ·—Q)H Tl(2)在亚声速区时 <3z=22.2Xs X ^(^2 + 1.0! X Jy^ I/min·"·"€)所以，一定时间内总流量的计算公式为(1)在声速区时Q0 Qz X t (2)在亚声速区时 QtlU tCN 202070319 U说明书3/5页t-------- 通气时间由公式③、④可知，总流量与有效面积S、通气时间t和压差成对应关系，因此改变节流装置的有效截面积或周期充气时间，达到减少混合罐内的压差变化，从而获得高精度混合比例的混合气体。此外，通过检测装置检测混合罐内的各气体的混合比例，再通过具有信息数据及程序处理功能的控制装置，本技术实施例采用可编程控制器，比较信息数据输入装置输入的各气体的设定混合比例与检测装置检测到的混合罐内的各气体的混合比例是否一致，如果不一致，则重新设置程序参数，并控制各通道的电磁阀的开闭时间，进行误差修订， 以降低或者消除气体混合中的系统误差，得到高精度的气体比例混合。在本技术方案中，系统误差产生的原因存在以下几种情况1、电磁阀有效截面积加工误差及电磁阀的通断响应时间误差。2、充气管道的长短而造成的压力损耗误差。3、两种以上气体的分子结构不同造成的误差，即由于气体的可压缩性不一样造成的误差。4、混合罐的气体压力变化造成流量变化的误差。本技术的有益效果是(1)本技术通过采用流体通断型普通电磁阀和管道结构，而不需要精密的气体浓度传感器和高精度流量伺服阀，采用开环系统，首先从成本上只有传统的闭环系统的十分之一，大大降低了成本，其次，在结构上则更加简单，稳定性好，易于操作，其精度完全达到了食品保鲜气体比例混合要求，进一步提高了产品的市场竞争力；(2)通过特殊的控制电路设计，即通过可编程控制器进行输入的气体混合比例与检测到的混合罐内的各气体的混合比例比较，并根据比较结果进行程序参数的重新设置， 可有效校正系统误差，得到高精度的混合气体比例，且实现了自动控制和自动操作，提高了工作效率。附图说明图1为本技术在充气混合状态的电磁阀的工作状态图，图中的电磁阀处于导通状态，A、B、C分别代表三种不同气体。图中主要附图标记含义为 1、混合罐Al、Bi、Cl为节流装置 7、管道10、信息数据输入装置2、A气室 5、电磁阀 8、阀门11、可编程控制器,3、B气室 6、控制电路 9、抽样检测装置4、C气室具体实施方式以下结合附图及具体实施方式对本技术做进一步的描述图1为本技术一实施例的剖面结构示意图。如图1所示本技术实施例的高精度可变量气体比例混合装置，其目的是将多种气体，如二氧化碳(C02)、氮气(N2)以及氧气(O2)等三种气体按比例混合成食品保鲜气体，并对食品包装中的气体进行置换包装，其包括由容器构成的混合罐1、与气体种类对应的三种气源，每个气源之间的压力相同，且三个气源的各自压力大于混合罐1的压力，而三个气源分别通过三个管道7与混合罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高精度可变量气体比例混合装置，包括混合罐、与气体种类对应的气源和控制电路，其中每个气源之间的压力相同，且气源的压力大于混合罐的压力，而气源通过管道与混合罐连接，所述管道上设置有电磁阀，其特征在于，所述管道上还设置有节流装置，所述节流装置的最小有效截面积的大小顺序与其对应气体种类在混合气体中所占比例的大小顺序一致或部分一致，所述的控制电路包括信息数据输入装置和具有信息数据及程序处理功能的控制装置，其中，信息数据输入装置、电磁阀的控制端分别与所述控制装置连通。

【技术特征摘要】

【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：实用新型
国别省市：32