CN113494681B - 流体压力控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种流体压力控制装置，包括：比例电磁阀，具有螺线管部分和可操作连接在流体入口与流体出口之间的阀部分；压力传感器，流体耦联流体出口；电子控制器，适于接收来自压力传感器的第一信号，接收对应于压力设定点的第二信号并产生和输出控制信号到电磁阀；防火/防爆或加压/净化外壳，电子控制器和比例电磁阀的至少螺线管部分被容纳在外壳中；和歧管块体，歧管块体覆盖并闭合安装有歧管块体的外壳开口，歧管块体在面向外壳的外部的前侧包括流体入口端和流体出口端，歧管块体具有内部通道，内部通道适于在流体入口端与流体出口端之间连接电磁阀的阀部分，压力传感器布置在外壳的外部，并且第一信号经由液密的电引线传导到外壳中。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体压力控制装置。
背景技术
本文所关注的流体压力控制装置提供了等于应用到控制装置的压力设定点值的经调节的流体压力输出。为此，该装置可以包括可操作地连接在流体入口与流体出口之间的比例电磁阀以及在一侧流体耦联到流体出口并且在另一侧流体耦联到周围大气的压力传感器。电子控制器取决于测量或感测到的压力与压力设定点值之间的控制偏差，产生控制信号并将其输出到电磁阀。
上述压力装置或系统可以用于气体分析设备中，例如，以调节过程气相色谱仪中的载气流。气体分析设备通常位于可能存在爆炸性气体的恶劣环境中。因此，必须采取安全预防措施以防止气体点燃。为此，一个或多个控制装置可以布置在使用过压以防止爆炸性气体进入的加压外壳中。替代地，该外壳可以被设计成防火/防爆，以防止外壳内部发生的爆炸扩散并点燃外壳周围的爆炸性环境。
未公开的欧洲专利申请号18196354.7公开了本质安全的流体压力控制装置。为此，电磁阀在打开和关闭之间具有静止位置并且被控制成从其静止位置向相反方向中的任一方向移动，从而减少功耗和热量产生。电子控制器、电磁阀和压力传感器被布置在例如过程气相色谱仪的电子壳体或外壳中。流体入口、流体出口和通向大气的流体端口在连接歧管上实现。另一歧管形式的流体接口提供阀与压力传感器之间的以及到连接歧管的流体连接。
上述流体接口在外壳内部形成了几个潜在的泄漏源，这并不危急只要使用氮气或氦气作为载气，或者更主要作为待被控制压力的气体。然而，如果使用氢气或其它易燃或危险气体，则满足防爆要求可能会变得困难和昂贵。
发明内容
根据本发明，该问题通过本发明的流体压力控制装置或本发明的气相色谱仪得以减轻或基本解决。
因此，本发明的主题是一种流体压力控制装置，该装置包括：
-比例电磁阀，具有螺线管部分和可操作地连接在流体入口与流体出口之间的阀部分，
-压力传感器，流体耦联到流体出口，
-电子控制器，适于接收来自压力传感器的第一信号，接收对应于压力设定点的第二信号，并且产生控制信号并将其输出到电磁阀，
-防火/防爆或加压/净化的外壳，电子控制器和比例电磁阀的至少螺线管部分被容纳在该外壳中，以及
-歧管块体
-覆盖并闭合安装有歧管块体的外壳的开口，
-在面向外壳的外部的前侧包括流体入口端和流体出口端，
-具有内部通道，该内部通道适于在流体入口端与流体出口端之间连接电磁阀的阀部分，
-压力传感器被布置在外壳的外部，并且
-第一信号经由液密的电引线被传导到外壳中。
本发明的主题还是包括至少一个这样的流体压力控制装置的气相色谱仪。
由于压力传感器被布置在外壳的外部并因此与外壳的内部分离，外壳内部的潜在泄漏源的数量被减少到不超过电磁阀与歧管块体之间的数量。
此外，如果电磁阀的阀部分被容纳在歧管块体中，则在外壳的内部将完全没有泄漏源。在这种情况下，电磁阀的阀部分由外壳内部的螺线管部分利用机械力或磁力通过歧管块体背面的操作接口来致动。替代地，阀部分可以被容纳在外壳中，并且在其面向外壳内部的背面永久地接合到歧管块体。永久地接合被理解为不是柔性的或通过插头和插座形成的，而是通过例如焊接或铜焊形成的，使得阀部分是可靠的密封系统，该系统被认为不会将易燃或危险气体释放到电子设备壳体或外壳中。
压力传感器可以被布置在外壳和歧管块体的外部，例如插在歧管块体的前侧或者位于向其提供压力调节气体的设备中。替代地，压力传感器可以被容纳在歧管块体中。在这两种情况下，气密的电引线可以被布置在歧管块体中。
如果在可能存在爆炸性气体或灰尘的危险区域中携带第一信号的电缆或电线在外壳和歧管块体之外延伸，则电缆或电线可被提供一定进入防护等级的壳体包围。为了最大程度地减少工作量，压力传感器可以通过外壳内部的本质安全栅连接到电子控制器。
歧管块体优选地为单件并且一体成型。
附图说明
现在将通过示例并参考附图来描述本发明，其中
图1示出第一示例性流体压力控制装置的简化示意性框图，
图2是流体压力控制装置的第二示例性实施例，以及
图3是流体压力控制装置的第三示例性实施例。
在附图中，具有相同或相似功能的相同或相似的零件或部件设有相同的附图标记。附图是示意性的，未按比例绘制，并且附图中的各种元件的相对尺寸也未按比例绘制。
具体实施方式
图1示出流体压力控制装置1，其被部分地布置在例如用于分析样品4的过程气相色谱仪3的电子器件壳体或外壳2中。样品4被供应给配料单元5，以将确定的剂量注射到载气流6中。最常用作气相色谱仪的载气的气体是氮气、氢气和氦气。载气6将样品输送通过一个或多个分离柱7，在该分离柱中进行样品4的成分的分离。从柱7连续洗脱的气体成分由检测器8检测并定量地识别。
从气体源9(这里是气瓶)中获取载气6。流体压力控制装置1用于将输送到气相色谱仪3的载气6的压力保持在预定水平，以在操作目标范围上提供最佳性能。压力控制装置1包括比例电磁阀10，该比例电磁阀具有螺线管部分11和阀部分12。阀部分12可操作地连接在流体入口端13与流体出口端14之间，气体源9连接到流体入口端，气相色谱仪3的配料单元5连接到流体出口端。流体入口端13与附加流体端口15流体连通，该附加流体端口允许将第二流体压力控制装置(未示出)的流体入口端连接到气体源9。压差传感器16测量流体出口端14处的载气6相对于大气压的压力。为此，压力传感器16在一侧流体地耦联到流体出口端14，并且在另一侧经由大气入口端17与周围大气连通。参考压力入口端18允许替代地将压力传感器16连接到参考压力源(未示出)。关闭未使用的所有端口，例如端口15、18。
压力控制装置1还包括电子控制器19，该电子控制器经由线路20供电，并且取决于由压力传感器16提供的代表测量或感测到的压力的第一信号22与压力设定点值23之间的控制偏差，产生控制信号21并将其输出到比例电磁阀10。
电磁阀10和电子控制器19被布置在外壳2的内部。由于气相色谱仪3可位于可能存在爆炸性气体或灰尘的危险区域中，因此该外壳2被设计成防爆的，或者可以用空气或惰性气体进行净化，以防止可燃气体进入外壳和/或稀释和分散此类气体，从而使外壳2中的气体混合物不爆炸。
端口13、14、15、17、18被实现为歧管块体25的前侧24上的管配件，歧管块体闭合安装有歧管块体的外壳2的开口26。歧管块体25还包括在面向外壳2的内部的背面29上的流体连接器27、28以及内部通道30，该内部通道将流体连接器27连接到流体入口端13，并将流体连接器28连接到流体出口端14，并且进一步连接在流体出口端14与大气和/或参考压力入口端17、18之间的差压传感器16。当压力传感器16被容纳在歧管块体25的内部并与外壳2的内部分离时，电磁阀10的阀部分12被布置在外壳2的内部并永久地接合到歧管块体25的背面29，其中流体连接器27、28在阀部分12与歧管块体25之间提供流体通道。该接合是可靠的并且可以通过例如焊接或夹紧来实现。
由压力传感器16提供的第一信号22经由歧管块体25中的液密的电引线31传导到外壳2中的电子控制器19。
图2示出流体压力控制装置1的第二实施例，其与图1的主要不同之处在于电磁阀10的阀部分12被容纳在歧管块体25中并且与外壳2的内部分离。歧管块体25在背面29包括在电磁阀10的阀部分12与螺线管部分11之间的定位元件形式的操作接口32。
替代地，操作接口32可以包括例如在螺线管部分11的线圈与阀部分12的柱塞之间的磁耦合件。
液密的电引线31被布置在外壳2的壁中。携带第一信号22通过外壳2的外部区域的电缆33被提供一定的进入保护等级的壳体34包围。
图3示出流体压力控制装置1的第三实施例，其与图1的主要不同之处在于压力传感器16被布置在外壳2和歧管块体25这两者的外部。压力传感器16通过外壳2的内部的本质安全栅35连接到电子控制器19。
Claims (12)
1.一种流体压力控制装置(1)，包括：
-比例电磁阀(10)，具有螺线管部分(11)和可操作地连接在流体入口与流体出口之间的阀部分(12)，
-压力传感器(16)，流体耦联到所述流体出口，
-电子控制器(19)，适于接收来自所述压力传感器(16)的第一信号(22)，接收对应于压力设定点的第二信号(23)，并且产生控制信号(21)并将所述控制信号输出到所述电磁阀(10)，
-防火/防爆或加压/净化的外壳(2)，所述电子控制器(19)和所述比例电磁阀(10)的至少所述螺线管部分(11)被容纳在所述外壳中，以及
-歧管块体(25)，
-覆盖并闭合安装有所述歧管块体的所述外壳(2)的开口(26)，
-在面向所述外壳(2)的外部的前侧(24)包括流体入口端(13)和流体出口端(14)，
-具有内部通道(30)，所述内部通道适于在所述流体入口端(13)与所述流体出口端(14)之间连接所述电磁阀(10)的所述阀部分(12)，
-所述压力传感器(16)被布置在所述外壳(2)的外部，并且
-所述第一信号(22)经由液密的电引线(31)被传导到所述外壳(2)中。
2.根据权利要求1所述的流体压力控制装置(1)，其中所述压力传感器(16)被布置在所述歧管块体(25)的外部。
3.根据权利要求1所述的流体压力控制装置(1)，其中所述压力传感器(16)被容纳在所述歧管块体(25)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的流体压力控制装置(1)，其中气密的所述电引线(31)被布置在所述歧管块体(25)中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的流体压力控制装置(1)，其中所述第一信号(22)在所述外壳(2)和所述歧管块体(25)外部的路径被布置在设计成提供对于进入的防护的壳体(34)中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的流体压力控制装置(1)，其中所述压力传感器(16)通过所述外壳(2)内部的本质安全栅(35)被连接到所述电子控制器(19)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的流体压力控制装置(1)，其中所述电磁阀(10)的所述阀部分(12)被容纳在所述外壳(2)中，并且在所述歧管块体的面向所述外壳(2)的内部的背面(29)处永久地接合到所述歧管块体(25)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的流体压力控制装置(1)，其中所述电磁阀(10)的所述阀部分(12)被容纳在所述歧管块体(25)中，所述歧管块体在面向所述外壳(2)的内部的背面(29)处包括在所述阀部分(12)与所述螺线管部分(11)之间的操作接口(32)。
9.根据权利要求8所述的流体压力控制装置(1)，其中所述操作接口(32)包括定位元件。
10.根据权利要求8所述的流体压力控制装置(1)，其中所述操作接口(32)包括磁耦接件。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的流体压力控制装置(1)，其中所述歧管块体(25)是单件并且一体成型。
12.一种气相色谱仪(3)，包括至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的流体压力控制装置(1)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
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