CN112268130A - 一种背压系统 - Google Patents

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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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