CN110075727B - 气体混合机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明气体混合机包括气体气瓶(100)，其用于提供气体气体；气泵(200)，其用于提供空气；两个电磁阀(300)，其分别配置在气泵(200)和气体气瓶(100)的出气口处，其用于检测流量数据和调节出气流量；排气管(400)，其通过第一导管(401)与气体气瓶(100)的电磁阀(300)和气泵(200)的电磁阀(300)的出气口处连接；控制模块(500)，其根据预设浓度和两个电磁阀(300)的流量数据分别控制两个电磁阀(300)的出气流量。本发明中对于气体气瓶(100)和气泵(200)的流量加以检测和控制，从而更加准确地控制其混合后的气体的气体浓度，以保证从排气管(400)中喷出的混合气体满足预设浓度的要求。

Description

气体混合机及方法

技术领域

本发明涉及一种实验装置，特别是涉及一种用于化学、医疗实验、试验的气体混合机。

背景技术

气体混合机是一种用于化学、医疗实验、试验用的装置，其主要是将气体气体与空气混合，特别是氢气、二氧化碳与空气混合，通过调整气流大小，从而喷出一个可控气体的气流，从而改变实验仓的气体浓度。

目前，气体混合机的流量调节和流量控制需要两个独立的原件来完成，无法更好的满足用户需求，因此，目前亟需一种更加能够满足用户需求的气体混合机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种更加能够满足用户需求的气体混合机。

本发明气体混合机，包括

气体气瓶，其用于提供气体气体；

气泵，其用于提供空气；

两个电磁阀，其分别配置在气泵和气体气瓶的出气口处，其用于检测流量数据和调节出气流量；

排气管，其通过第一导管与气体气瓶的电磁阀和气泵的电磁阀的出气口处连接；

控制模块，其根据预设浓度和两个电磁阀的流量数据分别控制两个电磁阀的出气流量。

本发明气体混合机，其中所述控制模块控制相互吸引或排斥的第一电磁铁、第一永磁铁，带动开关阀的打开和关闭，并且通过改变第一电磁铁的电流大小，而改变用于指示流量的密封球在圆台形密封环内被吹动的距离，而调节流量。本发明气体混合机，其中所述电磁阀包括壳体、开关部、流量检测控制部，所述壳体与机架固定，所述气体气瓶或气泵的出气口处通过第二导管与所述电磁阀的第三导管连通，所述第三导管与第四导管连通，所述第四导管与第一导管连通；

所述壳体内固定有开关部，所述开关部包括第一导轨、第一固定块、第一电磁铁、第一永磁铁、第一限位环、第一连杆、开关阀，所述第三导管的侧表面开设有圆台形通孔，所述圆台形通孔内设有与其形状相配合的开关阀，所述开关阀与所述第一连杆的一端固定，所述第一连杆的另一端穿过第三导管的侧表面与所述第一永磁铁固定，所述第一永磁铁沿所述第一导轨移动，所述第一导轨与所述壳体固定，所述第一导轨上固定有第一固定块、第一限位环，所述第一固定块与所述第一电磁铁固定，所述第一电磁铁能够与第一永磁铁相互吸合或排斥，所述第一限位环用于在所述第一永磁铁和第一电磁铁相互排斥时对所述第一永磁铁进行限位，其中，所述第一电磁铁的电源模块与控制模块连接；

所述流量检测控制部包括圆台形密封环、密封球，所述第四导管为弯折杆，所述第四导管的出气段靠近所述第一永磁铁、第一电磁铁，所述第四导管的出气段为远离所述第一永磁铁、第一电磁铁的方向出气，所述第四导管内同轴固定有圆台形密封环，所述圆台形密封环的较小内径处靠近所述第一永磁铁、第一电磁铁，所述圆台形密封环内设有密封球，所述密封球的内层由永磁铁制成，所述密封球的外层由橡胶制成，所述第四导管设有至少两个红外感应模块，所述至少两个红外感应模块用于测量所述密封球的移动距离，至少两个红外感应模块与控制模块连接，所述控制模块根据所述密封球的移动距离而判定第四导管内的流量并通过调节第一电磁铁的电流大小而调节密封球与第一电磁铁的吸引力大小，从而调节第四导管的流量大小。

本发明气体混合机，其中所述第三导管内与第一弹簧的一端固定，所述第一弹簧的另一端与所述开关阀的靠近第一连杆的表面固定；

其中，所述第一弹簧趋向于将所述开关阀压向所述圆台形通孔。

本发明气体混合机，其中所述第四导管内与第二弹簧的一端固定，所述第二弹簧的另一端与所述密封球固定，

其中，所述第二弹簧趋向于将所述密封球压向所述圆台形密封环内。

本发明气体混合机，其中所述第四导管由透明材料制成，所述第四导管上刻有刻度。

本发明气体混合机，其中所述壳体的外侧固定有气体检测器，所述气体检测器用于检测气体的浓度，所述气体检测器与控制模块固定，所述控制模块与蜂鸣器连接，当所述控制模块获取到气体检测器检测到的气体浓度大于预设阈值时，则控制关闭电磁阀并启动蜂鸣器。

本发明气体混合机的控制方法，包括如下步骤：

S100、控制模块根据所述红外感应模块检测到的密封球的位置而判定气体气瓶和/或气泵的流量；

S200、控制模块根据预设浓度而调节第一电磁铁的电源模块的电流大小，从而调节第一电磁铁与密封球的吸力，以调节气体气瓶和/或气泵的流量。

本发明气体混合机与现有技术不同之处在于本发明气体混合机对于气体气瓶和气泵的流量加以检测和控制，从而更加准确地控制其混合后的气体的气体浓度，以保证从排气管中喷出的混合气体满足预设浓度的要求。

下面结合附图对本发明的气体混合机作进一步说明。

附图说明

图1是气体混合机的主视图；

图2是图1的局部放大图；

图3是图2的运动状态变化图。

具体实施方式

如图1～3所示，参见图1，本发明气体混合机包括

气体气瓶100，其用于提供气体气体；

气泵200，其用于提供空气；

两个电磁阀300，其分别配置在气泵200和气体气瓶100的出气口处，其用于检测流量数据和调节出气流量；

排气管400，其通过第一导管401与气体气瓶100的电磁阀300和气泵200的电磁阀300的出气口处连接；

控制模块500，其根据预设浓度和两个电磁阀300的流量数据分别控制两个电磁阀300的出气流量。

本发明中对于气体气瓶100和气泵200的流量加以检测和控制，从而更加准确地控制其混合后的气体的气体浓度，以保证从排气管400中喷出的混合气体满足预设浓度的要求。

其中，所述气体气瓶100内可设有二氧化碳气体、氢气气体。

其中，预设浓度可为实验要求浓度，预设浓度可让用户根据气体气瓶100的浓度和空气中的气体浓度来调节混合气体的浓度。

假如，气体气瓶100的浓度为50％气体，空气中的气体浓度为1％，预设阈值为10％气体，那么控制模块500可控制气体气瓶100的电磁阀300控制的流量与气泵200的电磁阀300控制的流量比为9:40。

其中，所述排气管400可为Y型管，其两端分别与两个分别与气体气瓶和气泵200连接的第一导管401连接。

优选地，参见图2、3，所述控制模块500控制相互吸引或排斥的第一电磁铁313、第一永磁铁314，带动开关阀317的打开和关闭，并且通过改变第一电磁铁313的电流大小，而改变用于指示流量的密封球322在圆台形密封环321内被吹动的距离，而调节流量。

本发明通过上述方式可将电磁阀300不仅能够提示用户具体的流量，还可将指示流量大小的密封球322用做调整流量大小的调节器，实现一物两用。并且，由于第一永磁铁314和密封球322都是永磁铁，其在不通电时，也可使密封球处于靠近圆台形密封环321的小口处，从而实现进一步的密封效果。

其中，所述圆台形密封环321的小口的内径小于密封球322的直径，而圆台形密封环321的大口的内径大于所述圆台形密封环321的直径。

优选地，参见图2、3，所述电磁阀300包括壳体301、开关部310、流量检测控制部320，所述壳体301与机架固定，所述气体气瓶100或气泵200的出气口处通过第二导管402与所述电磁阀300的第三导管403连通，所述第三导管403与第四导管404连通，所述第四导管404与第一导管401连通；

所述壳体301内固定有开关部310，所述开关部310包括第一导轨311、第一固定块312、第一电磁铁313、第一永磁铁314、第一限位环315、第一连杆316、开关阀317，所述第三导管403的侧表面开设有圆台形通孔431，所述圆台形通孔431内设有与其形状相配合的开关阀317，所述开关阀317与所述第一连杆316的一端固定，所述第一连杆316的另一端穿过第三导管403的侧表面与所述第一永磁铁314固定，所述第一永磁铁314沿所述第一导轨311移动，所述第一导轨311与所述壳体301固定，所述第一导轨311上固定有第一固定块312、第一限位环315，所述第一固定块312与所述第一电磁铁313固定，所述第一电磁铁313能够与第一永磁铁314相互吸合或排斥，所述第一限位环315用于在所述第一永磁铁314和第一电磁铁313相互排斥时对所述第一永磁铁314进行限位，其中，所述第一电磁铁313的电源模块与控制模块500连接；

所述流量检测控制部320包括圆台形密封环321、密封球322，所述第四导管404为弯折杆，所述第四导管404的出气段靠近所述第一永磁铁314、第一电磁铁313，所述第四导管404的出气段为远离所述第一永磁铁314、第一电磁铁313的方向出气，所述第四导管404内同轴固定有圆台形密封环321，所述圆台形密封环321的较小内径处靠近所述第一永磁铁314、第一电磁铁313，所述圆台形密封环321内设有密封球322，所述密封球322的内层由永磁铁制成，所述密封球322的外层由橡胶制成，所述第四导管404设有至少两个红外感应模块451，所述至少两个红外感应模块451用于测量所述密封球322的移动距离，至少两个红外感应模块451与控制模块连接，所述控制模块根据所述密封球322的移动距离而判定第四导管404内的流量并通过调节第一电磁铁313的电流大小而调节密封球322与第一电磁铁313的吸引力大小，从而调节第四导管404的流量大小。

本发明通过上述结构可实现在开关阀317通过第一电磁铁313、第一永磁铁314的排斥状态而关闭的情况下，所述密封球322被吸引至圆台形密封环321内，从而保证第四导管404的双重密封；而在所述开关阀317通过第一电磁铁313、第一永磁铁314的吸引状态而打开的情况下，所述密封球322，指示流量大小的密封球322会受到磁力大小可改变的第一电磁铁313的作用下而在出气段内可控的进行移动，从而调节第四导管404的出气流量，致使调节混合后的排气管400的气体浓度。

其中，所述第一永磁铁314设有燕尾形凹槽，所述第一导轨311为带有燕尾形滑块的导轨，所述燕尾形凹槽与燕尾形滑块的形状相配合，从而避免第一永磁铁314脱离所述第一导轨311。

至少两个红外感应模块451与沿所述第四导管404的长度方向均匀配置，所述至少两个红外感应模块451可内嵌在所述第四导管404的内圆周面上，当然所述第四导管404也可在每个红外感应模块451处开设通孔并与其密封，从而感应第四导管404内的密封球322的位置。

红外感应模块451可设有2、3、4、5、6、7、8、9、10个。

其中，所述圆台形密封环321的长度略小于所述第四导管404的出气段的长度，从而使所述密封球322有充足的行程供调节。

优选地，所述出气段由下向上布置，即，所述出气段由下向上出气，从而可排除重力带来的静摩擦力的干扰，并且，每次磁吸力和重力共同作用，可降低所述出气段的长度。

所述第四导管404为弯折杆，其中，所述第四导管404的其他段从所述圆台形通孔431开始弯折至所述出气段的进气口处，所述出气段的进气口靠近所述第一永磁铁314、第一电磁铁313。

其中，距离开关阀317由远至近分别为：第一固定块312、第一电磁铁313、第一永磁铁314、第一限位环315、第一连杆316。

其中，所述第三导管403通过圆台形通孔431与所述第四导管404的入口连通。

其中，开关阀317形状为圆台形，其与所述圆台形通孔431相互顶靠时，其可实现密封。致使第三导管403、第四导管404不连通，而其拔起时，所述第三导管403、第四导管404连通。

其中，所述圆台形通孔431和所述第一连杆316穿过的第三导管403的侧表面开设的通孔均设有密封圈，其可保证第三导管403内的气体不外泄。

优选地，所述第三导管403内与第一弹簧441的一端固定，所述第一弹簧441的另一端与所述开关阀317的靠近第一连杆316的表面固定；

其中，所述第一弹簧441趋向于将所述开关阀317压向所述圆台形通孔431。

本发明通过上述方式在在断电情况下依旧密封，而不会漏气。

优选地，所述第四导管404内与第二弹簧442的一端固定，所述第二弹簧442的另一端与所述密封球322固定，

其中，所述第二弹簧442趋向于将所述密封球322压向所述圆台形密封环321内。

本发明通过上述方式可将断电情况下依旧密封，而不会漏气。

本发明还设有电源模块600，其分别为控制模块500、电磁阀300的第一电磁铁313、红外感应模块451供电。

优选地，所述第四导管404由透明材料制成，所述第四导管404上刻有刻度。

其中所述第四导管404可由玻璃、树脂、塑料制成。

本发明通过上述透明的带有刻度的第四导管404可明确地观察到密封球322的位置，以确定流量。

优选地，所述壳体301的外侧固定有气体检测器700，所述气体检测器700用于检测气体的浓度，所述气体检测器700与控制模块500固定，所述控制模块500与蜂鸣器701连接，当所述控制模块500获取到气体检测器700检测到的气体浓度大于预设阈值时，则控制关闭电磁阀300并启动蜂鸣器701。

本发明通过上述方式可检测电磁阀300附近的气体浓度，例如检测二氧化碳、氢气的浓度，当其高于例如3％的预设阈值时，则关闭电磁阀300并发出报警声音，从而通知用户此处较为危险，并及时处理危险，避免发生中毒或爆炸。

其中，蜂鸣器701可为能够发出报警音的音响，其与电源模块600连接。其中，所述蜂鸣器701可固定在整个发明的包装外，以更好的传输报警的声音。

本发明气体混合机的控制方法，包括如下步骤：

S100、控制模块500根据所述红外感应模块451检测到的密封球322的位置而判定气体气瓶100和/或气泵200的流量；

S200、控制模块500根据预设浓度而调节第一电磁铁313的电源模块的电流大小，从而调节第一电磁铁313与密封球322的吸力，以调节气体气瓶100和/或气泵200的流量。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种气体混合机，其特征在于：包括

气体气瓶(100)，其用于提供气体气体；

气泵(200)，其用于提供空气；

两个电磁阀(300)，其分别配置在气泵(200)和气体气瓶(100)的出气口处，其用于检测流量数据和调节出气流量；

排气管(400)，其通过第一导管(401)与气体气瓶(100)的电磁阀(300)和气泵(200)的电磁阀(300)的出气口处连接；

控制模块(500)，其根据预设浓度和两个电磁阀(300)的流量数据分别控制两个电磁阀(300)的出气流量；

所述控制模块(500)控制相互吸引或排斥的第一电磁铁(313)、第一永磁铁(314)，带动开关阀(317)的打开和关闭，并且通过改变第一电磁铁(313)的电流大小，而改变用于指示流量的密封球(322)在圆台形密封环(321)内被吹动的距离，而调节流量；

所述电磁阀(300)包括壳体(301)、开关部(310)、流量检测控制部(320)，所述壳体(301)与机架固定，所述气体气瓶(100)或气泵(200)的出气口处通过第二导管(402)与所述电磁阀(300)的第三导管(403)连通，所述第三导管(403)与第四导管(404)连通，所述第四导管(404)与第一导管(401)连通；

所述壳体(301)内固定有开关部(310)，所述开关部(310)包括第一导轨(311)、第一固定块(312)、第一电磁铁(313)、第一永磁铁(314)、第一限位环(315)、第一连杆(316)、开关阀(317)，所述第三导管(403)的侧表面开设有圆台形通孔(431)，所述圆台形通孔(431)内设有与其形状相配合的开关阀(317)，所述开关阀(317)与所述第一连杆(316)的一端固定，所述第一连杆(316)的另一端穿过第三导管(403)的侧表面与所述第一永磁铁(314)固定，所述第一永磁铁(314)沿所述第一导轨(311)移动，所述第一导轨(311)与所述壳体(301)固定，所述第一导轨(311)上固定有第一固定块(312)、第一限位环(315)，所述第一固定块(312)与所述第一电磁铁(313)固定，所述第一电磁铁(313)能够与第一永磁铁(314)相互吸合或排斥，所述第一限位环(315)用于在所述第一永磁铁(314)和第一电磁铁(313)相互排斥时对所述第一永磁铁(314)进行限位，其中，所述第一电磁铁(313)的电源模块与控制模块(500)连接；

所述流量检测控制部(320)包括圆台形密封环(321)、密封球(322)，所述第四导管(404)为弯折杆，所述第四导管(404)的出气段靠近所述第一永磁铁(314)、第一电磁铁(313)，所述第四导管(404)的出气段为远离所述第一永磁铁(314)、第一电磁铁(313)的方向出气，所述第四导管(404)内同轴固定有圆台形密封环(321)，所述圆台形密封环(321)的较小内径处靠近所述第一永磁铁(314)、第一电磁铁(313)，所述圆台形密封环(321)内设有密封球(322)，所述密封球(322)的内层由永磁铁制成，所述密封球(322)的外层由橡胶制成，所述第四导管(404)设有至少两个红外感应模块(451)，所述至少两个红外感应模块(451)用于测量所述密封球(322)的移动距离，至少两个红外感应模块(451)与控制模块连接，所述控制模块根据所述密封球(322)的移动距离而判定第四导管(404)内的流量并通过调节第一电磁铁(313)的电流大小而调节密封球(322)与第一电磁铁(313)的吸引力大小，从而调节第四导管(404)的流量大小。

2.根据权利要求1所述的气体混合机，其特征在于：所述第三导管(403)内与第一弹簧(441)的一端固定，所述第一弹簧(441)的另一端与所述开关阀(317)的靠近第一连杆(316)的表面固定；

其中，所述第一弹簧(441)趋向于将所述开关阀(317)压向所述圆台形通孔(431)。

3.根据权利要求2所述的气体混合机，其特征在于：所述第四导管(404)内与第二弹簧(442)的一端固定，所述第二弹簧(442)的另一端与所述密封球(322)固定，

其中，所述第二弹簧(442)趋向于将所述密封球(322)压向所述圆台形密封环(321)内。

4.根据权利要求3所述的气体混合机，其特征在于：所述第四导管(404)由透明材料制成，所述第四导管(404)上刻有刻度。

5.根据权利要求4所述的气体混合机，其特征在于：所述壳体(301)的外侧固定有气体检测器(700)，所述气体检测器(700)用于检测气体的浓度，所述气体检测器(700)与控制模块(500)固定，所述控制模块(500)与蜂鸣器(701)连接，当所述控制模块(500)获取到气体检测器(700)检测到的气体浓度大于预设阈值时，则控制关闭电磁阀(300)并启动蜂鸣器(701)。

6.用于权利要求5所述的气体混合机的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

S100、控制模块(500)根据所述红外感应模块(451)检测到的密封球(322)的位置而判定气体气瓶(100)和/或气泵(200)的流量；

S200、控制模块(500)根据预设浓度而调节第一电磁铁(313)的电源模块的电流大小，从而调节第一电磁铁(313)与密封球(322)的吸力，以调节气体气瓶(100)和/或气泵(200)的流量。

Images