CN112268130A - 一种背压系统 - Google Patents

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CN112268130A CN202011247728.6A CN202011247728A CN112268130A CN 112268130 A CN112268130 A CN 112268130A CN 202011247728 A CN202011247728 A CN 202011247728A CN 112268130 A CN112268130 A CN 112268130A
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Abstract

一种背压系统，包括阀座(1)、流体进口(2)、流体出口(3)及活塞(4)，活塞(4)挡在在流体进口(2)和流体出口(3)之间的通道上，在流体进口(2)和流体出口(3)上面连接的阀座(1)，其特征在于，活塞(4)上端连接有膜片(6)，膜片(6)与活塞(4)上部密封连接在一起，活塞(4)与阀座(1)之间形成一个流体腔(61)，在活塞(4)下部套有环形密封垫(41)，膜片(6)上端连接一个空气负载室(5)，空气负载室(5)外部设有进气阀(51)、排气阀(52)和控制器(53)。本发明避免了弹簧的使用，通过压缩空气负载的方式提供背压侧压力，可长期稳定使用，易于自动控制。

Description

一种背压系统
技术领域
本发明是一种背压系统，特别是用于流体压力的自动控制。
技术背景
背压阀广泛应用于各种化学反应系统中，在系统末端产生背压从而使系统内部处于设定的压力范围内。在某些场合，背压阀亦可用作安全阀，提高化学反应系统的安全性能。
现有的背压阀如图1所示，物料进入背压阀阀座下腔体，随着物料的聚集，腔体内压力升高，直至压力大于弹簧的压力，将弹簧压缩，活塞柱带动膜片向上移动，出口开启，物料形成通路。系统内部维持在背压阀的设定压力，其由弹簧的初始状态(形变量)决定。
长期以来，背压阀一直使用弹簧来调节升压、降压过程。背压阀的背压能力由弹簧决定，升压、降压过程中需要调节弹簧以改变其形变量。弹簧长期工作后弹性系数发生变化，导致背压能力降低、背压不稳定等故障的发生，维持系统内部压力的能力降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种背压系统，以解决现有的背压阀弹簧长期工作后弹性系数发生变化，而造成内部压力降低的缺陷。
一种背压系统，包括阀座1、流体进口2、流体出口3及活塞4，活塞4挡在在流体进口2和流体出口3之间的通道上，在流体进口2和流体出口3上面连接的阀座1，其特征在于，活塞4上端连接有膜片6，膜片6与活塞4上部密封连接在一起，活塞4与阀座1之间形成一个流体腔61，在活塞4下部套有环形密封垫41，膜片6上端连接一个空气负载室5，空气负载室5外部设有进气阀51、排气阀52和控制器53，控制器53通过气压计P测量空气负载室5的空气压力来对空气负载室5内的压力大小进行调节，打开进气阀51让压缩空气54进入空气负载室5，或通过排气阀52给空气负载室5放气。
通过增加或减少空气负载室5与膜片6的接触面积S2，来调节空气负载室5的空气压力P2。
本发明的技术优势：
本发明避免了弹簧的使用，通过压缩空气负载的方式提供背压侧压力，可长期稳定使用，易于自动控制。
本发明采用金属膜片，背压侧压力由空气负载决定，通过设计膜片两侧不同面积，空气负载的压力可远低于物料侧压力，空气负载易于自动控制。
附图说明
图1、已有技术的背压阀示意图；
图2、本发明结构示意图；
图3、本发明实际使用状态示意图。
具体实施方式
一种背压系统，包括阀座1、流体进口2、流体出口3及活塞4，活塞4挡在在流体进口2和流体出口3之间的通道上，在流体进口2和流体出口3上面连接的阀座1，其特征在于，活塞4上端连接有膜片6，膜片6与活塞4上部密封连接在一起，活塞4与阀座1之间形成一个流体腔61，在活塞4下部套有环形密封垫41，膜片6上端连接一个空气负载室5，空气负载室5外部设有进气阀51、排气阀52和控制器53，控制器53通过气压计P测量空气负载室5的空气压力来对空气负载室5内的压力大小进行调节，打开进气阀51让压缩空气54进入空气负载室5，或通过排气阀52给空气负载室5放气。
通过增加或减少空气负载室5与膜片6的接触面积S2，来调节空气负载室5的空气压力P2。
实施例：
本发明的技术方案：如图2所示，将传统背压阀上部弹簧负载改进为压缩空气负载，同时加装供气系统、电控系统，形成自动控制的背压系统。
调节弹簧改进为空气负载室，金属膜片下部接触活塞柱，接触面积S1；上部接触空气接触面积S2。流体进口侧压力p1，空气负载压力p2。由p1S1＝p2S2，当p2＝p1S1/S2时，当流体压力大于p1时，流体形成通路，压力降低，通路关闭。据此，保持空气负载压力p2，可维持流体压力不低于p1。通过设计S1、S2的面积比，可实现采用低的空气负载压力控制高的流体压力。
空气负载压力通过PLC控制器控制。控制器接收空气负载压力信号，与设定值进行对比，通过打开(或关闭)进气阀、排气阀两个电磁阀，使空气负载压力维持在设定值。
实际使用案例：
如图3所示，水经泵增压后进入实验容器，通过背压系统维持容器内部压力。背压系统进口前设有压力传感器，其信号输入背压系统，通过实际压力与预设压力的差值，PLC控制器对背压系统进行调节，使压力维持在一定范围内。
泵的最高增压能力为30MPa，背压系统预热目标压力25MPa。升压程序设定为：每5min升压1MPa，直至达到预设压力后。通过背压系统，系统压力维持在(25±0.5)MPa压力范围内超过4h。

Claims (2)

1.一种背压系统，包括阀座(1)、流体进口(2)、流体出口(3)及活塞(4)，活塞(4)挡在在流体进口(2)和流体出口(3)之间的通道上，在流体进口(2)和流体出口(3)上面连接的阀座(1)，其特征在于，活塞(4)上端连接有膜片(6)，膜片(6)与活塞(4)上部密封连接在一起，活塞(4)与阀座(1)之间形成一个流体腔(61)，在活塞(4)下部套有环形密封垫(41)，膜片(6)上端连接一个空气负载室(5)，空气负载室(5)外部设有进气阀(51)、排气阀(52)和控制器(53)，控制器(53)通过气压计P测量空气负载室(5)的空气压力来对空气负载室(5)内的压力大小进行调节，打开进气阀(51)让压缩空气(54)进入空气负载室(5)，或通过排气阀(52)给空气负载室(5)放气。
2.根据权利要求1所述的一种背压系统，其特征在于，通过增加或减少空气负载室(5)与膜片(6)的接触面积S2，来调节空气负载室(5)的空气压力P2。
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