CN113952852A - 一种气体混合配比装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体混合配比装置，包括平衡阀、配比阀和比例调节旋钮，平衡阀包括并排布置的第一阀体、第二阀体和中间阀体，第一阀体和第二阀体内用于控制介质通道的开口大小的阀芯组件；中间阀体的外周密封连接有皮膜，中间阀体上设有与由皮膜隔开的第一气仓和第二气仓，配比阀的内部设有透气筒，比例调节旋钮可以改变活塞在透气筒中的位置，改变两种介质的气体通过透气筒的流量，保证混合气气体的比例。这种气体混合配比装置，输出流量大、一台设备可以满足50－60台焊机同时使用，配比精度高，无需电源接入，可以满足不同场景的使用要求，安全性更好；而且后端不需要配置缓冲罐，设备占地更小，还避免了缓冲罐定期检查的运维成本。

Description

一种气体混合配比装置

技术领域

本发明涉及气体混合装置技术领域，具体涉及一种气体混合配比装置。

背景技术

工业气体作为现代工业的血液被广泛用于广泛用于焊接、激光切割、化工、铁道、冶炼、医疗、汽车、玻璃、化纤、食品、工程机械、工业制造、船舶等各行各业。

目前在焊接用混合气领域，国内无需电源的混合器气体配比器输出流量比较小，只能满足1－2台焊机使用，且配比精度差，输出流量大的混合气体配比贵都需要接入电源，且大流量的配比柜需要配置相应容积的缓冲罐，结构复杂，设备体积大。

因此需要设计一种无须接入电源、输出流量大、配比精度高的气体混合配比装置。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的无需接入电源的气体配比装置存在输出流量小、配比精度差的缺陷，从而提供一种气体混合配比装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种气体混合配比装置，包括：

平衡阀，包括并排布置的第一阀体和第二阀体、以及位于两个所述第一阀体和所述第二阀体之间的中间阀体；所述第一阀体内设有第一介质通道、与所述第一介质通道相通的第一介质输入口和第一介质输出口、以及安装在所述第一阀体上用于控制所述第一介质通道的开口大小的第一阀芯组件；所述第二阀体内设有第二介质通道、与所述第二介质通道相通的第二介质输入口和第二介质输出口、以及安装在所述第二阀体上用于控制所述第二介质通道的开口大小的第二阀芯组件；所述中间阀体的外周密封连接有皮膜，所述中间阀体上设有与所述第一介质通道通过所述皮膜隔开的第一气仓、与所述第二介质通道通过所述皮膜隔开的第二气仓、连通所述第二气仓和所述第一介质输入口的第一平衡通道、以及连通所述第一气仓和所述第二介质输入口的第二平衡通道；

配比阀，包括配比阀阀体；所述配比阀阀体内设有中心阀腔和与所述中心阀腔连通的第一进气口、第二进气口和混合气输出口，所述第一进气口与所述第一介质输出口连通，所述第二进气口与所述第二介质输出口连通；所述中心阀腔内设有透气筒，所述透气筒的外部空间与所述混合气输出口相通，所述透气筒的内部空间与所述第一进气口或所述第二进气口相通；所述透气筒内滑动连接有活塞，所述活塞上连接有一端伸出所述配比阀阀体外的活塞杆；

比例调节旋钮，与所述活塞杆传动连接，用于带动所述活塞杆在所述透气筒内滑动以调节所述透气筒对应所述第一进气口和所述第二进气口的透气面积大小。

进一步地，所述平衡阀串联设置有两个。

进一步地，所述第一阀芯组件和所述第二阀芯组件相同，所述第一阀芯组件包括：固定在所述第一阀体上且具有与所述第一介质通道贯通的第一阀腔的阀芯主体、固定在所述阀芯主体内的阀芯座、固定在所述阀芯座内的耐磨套、滑动设置在所述耐磨套内的阀芯、固定在所述阀芯主体上且具有贯通所述第一阀腔和所述中间阀体的开口的阀座、以及弹性设置在所述阀芯和所述阀芯座之间且弹性力驱动所述阀芯密封所述开口的弹性件。

进一步地，所述第一阀体和所述阀芯主体之间设置有第一密封圈，所述阀芯主体和所述阀芯座之间设置有第二密封圈，所述阀芯主体和所述阀座之间设有第三密封圈。

进一步地，所述皮膜为带金属衬板的皮膜。

进一步地，所述配比阀阀体内还设有与所述中心阀腔相通的缓冲腔。

进一步地，所述配比阀阀体上设有套设在所述活塞杆外周的活塞杆固定套；所述配比阀阀体上安装有与所述比例调节旋钮传动连接的凸轮轴，所述凸轮轴上固定套设有凸轮，所述活塞杆伸出所述配比阀阀体的一端通过连接板固定在所述凸轮上。

进一步地，所述活塞背向所述凸轮的一端和所述配比阀阀体之间还弹性设置有第一弹簧。

进一步地，所述连接板上还连接有第二阀杆，所述阀杆的一端伸进所述缓冲腔内。

进一步地，所述缓冲腔内还设有套设在所述第二阀杆外周的第二弹簧。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的气体混合配比装置，与无需电源的混合器气体配比器相比，输出流量大，一台设备可以满足50－60台焊机同时使用，且配比精度高。与输出流量大的混合气体配比柜相比，不需要电源接入，更好的满足了客户不同场景的使用要求，由于不需要电源所以安装更简单、使用更安全。后端不需要配置缓冲罐，设备占地更小，成本更低，同时避免了缓冲罐定期到特检院进行报备、报检的环节，节省了运维成本。改配比柜代用两组平衡阀串联使用，提高了压力平衡效果，避免了进气压力变化对配比精度的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的气体混合配比装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的平衡阀的剖视图；

图3为本发明实施例中第一阀芯组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的配比阀的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的配比阀的剖视图；

图6为本发明实施例提供的凸轮的结构示意图。

附图标记说明：

1、平衡阀；11、第一阀体；111、第一介质通道；112、第一介质输入口；113、第一介质输出口；114、第一阀芯组件；1141、阀芯主体；1142、阀芯座；1143、耐磨套；1144、阀芯；1145、阀座；1146、弹性件；1147、第一密封圈；1148、第二密封圈；1149、第三密封圈；12、第二阀体；121、第二介质通道；122、第二介质输入口；123、第二介质输出口；124、第二阀芯组件；13、中间阀体；131、第一气仓；132、第二气仓；133、第一平衡通道；134、第二平衡通道；14、皮膜；2、配比阀；21、配比阀阀体；211、中心阀腔；212、第一进气口；213、第二进气口；214、混合气输出口；215、透气筒；216、活塞；217、活塞杆；218、活塞杆固定套；219、第一弹簧；220、连接板；221、凸轮轴；222、凸轮轴套；223、凸轮；224、销轴；225、缓冲腔；3、比例调节旋钮；4、第一介质进气管；5、第二介质进气管；6、调压阀；7、混合气输送管；8、混合气输出压力表；9、第一介质进气压力表；10、第二介质进气压力表。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－6所示的一种气体混合配比装置，包括安装在同一块大底板上的平衡阀1和配比阀2，平衡阀1串联设置有两个；配比阀2固定在其中一个平衡阀1的一端，其中一个平衡阀1的一端连通有第一介质进气管4和第二介质进气管5，第一介质进气管4上连通有用于监控第一介质的进气压力的第一介质进气压力表9，第二介质进气管5上连通有用于监控第二介质的进气压力的第二介质进气压力表10；配比阀2固定在另外一个平衡阀1的另一端，配比阀2上连接有用于调节介质混合比例的比例调节旋钮3，配比阀2的另一端还连通有混合气输送管7，混合气输送管7上设有用于监控混合气输出压力的混合气输出压力表8，混合气输送管7上还设有用于调节混合气输送管7输出混合气流量的调节阀。用两组平衡阀1串联使用，提高了压力平衡效果，避免了进气压力变化对配比精度的影响。

在本实施例中，平衡阀1包括并排布置的第一阀体11和第二阀体12、以及位于两个第一阀体11和第二阀体12之间的中间阀体13。第一阀体11内设有第一介质通道111、与第一介质通道111相通的第一介质输入口112和第一介质输出口113、以及安装在第一阀体11上用于控制第一介质通道111的开口大小的第一阀芯组件114。第二阀体12内设有第二介质通道121、与第二介质通道121相通的第二介质输入口122和第二介质输出口123、以及安装在第二阀体12上用于控制第二介质通道121的开口大小的第二阀芯组件124。中间阀体13的外周密封连接有皮膜14，中间阀体13上设有与第一介质通道111通过皮膜14隔开的第一气仓131、与第二介质通道121通过皮膜14隔开的第二气仓132、连通第二气仓132和第一介质输入口112的第一平衡通道133、以及连通第一气仓131和第二介质输入口122的第二平衡通道134。具体的，皮膜14为带金属衬板的皮膜14。

具体的，第一阀芯组件114和第二阀芯组件124的结构相同，此处以第一阀芯组件114的结构进行详细描述。第一阀芯组件114包括固定在第一阀体11上且具有与第一介质通道111贯通的第一阀腔的阀芯主体1141、固定在阀芯主体1141内的阀芯座1142、固定在阀芯座1142内的耐磨套1143、滑动设置在耐磨套1143内的阀芯1144、固定在阀芯主体1141上且具有贯通第一阀腔和中间阀体13的开口的阀座1145、以及弹性设置在阀芯1144和阀芯座1142之间且弹性力驱动阀芯1144密封开口的弹性件1146。第一阀体11和阀芯主体1141之间设置有第一密封圈1147，阀芯主体1141和阀芯座1142之间设置有第二密封圈1148，阀芯主体1141和阀座1145之间设有第三密封圈1149。

当第一介质输入口112的进气压力大于第二介质输入口112的进气压力时，皮膜14推动第二阀芯组件124的阀芯1144向外移动，第二阀芯组件124的开度增大，增大介质流入第二介质输出口123的量，补充压力损失；当第一介质输入口112的进气压力小于第二介质输入口112的进气压力时，皮膜14推动第二阀芯组件124的阀芯1144向内移动，第二阀芯组件124的开度减小，增大介质流入第二介质输出口123的量，反之亦然，可使第一介质输出口113和第二介质输出口123、第一介质输入口112和第二介质输入口112内的气体压力达成平衡，压力损失小，平衡后的压力几乎与两路进气压力低的一路相等，从而有利于提高两种不同高压介质在后续的配比精度。而且这种平衡阀1的结构简单，压力平衡过程中不需要外接先导气体，操作也更加方便，需要改变平衡压力时，只需要调整第一介质进气管4和第二介质进气管5的进气压力即可，无需调整先导气压；压力平衡效果相对于现有技术，平衡效果很好，在两路介质流量相差很大时，也能保证压力平衡效果。

在本实施例中，配比阀2包括配比阀阀体21，配比阀阀体21内设有中心阀腔和与中心阀腔连通的第一进气口212、第二进气口213和混合气输出口214，第一进气口212与第一介质输出口113连通，第二进气口213与第二介质输出口123连通；中心阀腔内设有透气筒215，透气筒215的外部空间与混合气输出口214相通，透气筒215的内部空间与第一进气口212或第二进气口213相通；透气筒215内滑动连接有活塞216，活塞216上连接有一端伸出配比阀阀体21外的活塞杆217，配比阀阀体21上设有套设在活塞杆217外周的活塞杆固定套218，比例调节旋钮3通过凸轮轴221及凸轮223和活塞杆217传动连接，比例调节旋钮3旋转的过程中可以带动活塞杆217上下运动进而调节透气筒215对应第一进气口212和第二进气口213的透气面积大小，从而实现不同介质之间比例的调节。

具体的，活塞杆217上通过连接轴连接有连接板220，连接板220连接在凸轮223上，凸轮轴221固定在配比阀阀体21上的支架上，凸轮轴221两端套设有凸轮轴221套，比例调节旋钮3的一端通过销轴224与凸轮轴221固定连接，从而使凸轮轴221可以随比例调节旋钮3的转动而转动。

进一步地，配比阀阀体21内还设有与中心阀腔相通的缓冲腔225，缓冲腔225可以平和混合后气体的压力。活塞216背向凸轮223的一端和配比阀阀体21之间还弹性设置有第一弹簧219。连接板220上还连接有第二阀杆，第二阀杆的一端伸进缓冲腔225内；缓冲腔225内还设有套设在第二阀杆外周的第二弹簧，第二弹簧和第一弹簧219的弹性伸缩方向相同。

本发明实施例提供的气体混合配比装置的工作过程如下：两种介质的气体通过第一介质进气管4和第二介质进气管5进入两串联的平衡阀1，两路介质的气体在平衡阀1内经过压力平衡至相同的压力，然后进入配比阀2，由比例调节旋钮3改变配比阀2中活塞216在透气筒215中的位置，改变两介质气体与透气筒215的接触面积，从而改变两种介质的气体通过透气筒215的流量，保证混合气气体的比例，混合气输送管7上的调压阀6用于控制输出气体的最大压力。

这种气体混合配比装置，与无需电源的混合器气体配比器相比，输出流量大，一台设备可以满足50－60台焊机同时使用，且配比精度高。与输出流量大的混合气体配比柜相比，不需要电源接入，更好的满足了客户不同场景的使用要求，由于不需要电源所以安装更简单、使用更安全。后端不需要配置缓冲罐，设备占地更小，成本更低，同时避免了缓冲罐定期到特检院进行报备、报检的环节，节省了运维成本。改配比柜代用两组平衡阀1串联使用，提高了压力平衡效果，避免了进气压力变化对配比精度的影响。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种气体混合配比装置，其特征在于，包括：

平衡阀(1)，包括并排布置的第一阀体(11)和第二阀体(12)、以及位于两个所述第一阀体(11)和所述第二阀体(12)之间的中间阀体(13)；所述第一阀体(11)内设有第一介质通道(111)、与所述第一介质通道(111)相通的第一介质输入口(112)和第一介质输出口(113)、以及安装在所述第一阀体(11)上用于控制所述第一介质通道(111)的开口大小的第一阀芯组件(114)；所述第二阀体(12)内设有第二介质通道(121)、与所述第二介质通道(121)相通的第二介质输入口(122)和第二介质输出口(123)、以及安装在所述第二阀体(12)上用于控制所述第二介质通道(121)的开口大小的第二阀芯组件(124)；所述中间阀体(13)的外周密封连接有皮膜(14)，所述中间阀体(13)上设有与所述第一介质通道(111)通过所述皮膜(14)隔开的第一气仓(131)、与所述第二介质通道(121)通过所述皮膜(14)隔开的第二气仓(132)、连通所述第二气仓(132)和所述第一介质输入口(112)的第一平衡通道(133)、以及连通所述第一气仓(131)和所述第二介质输入口(122)的第二平衡通道(134)；

配比阀(2)，包括配比阀阀体(21)；所述配比阀阀体(21)内设有中心阀腔和与所述中心阀腔连通的第一进气口(212)、第二进气口(213)和混合气输出口(214)，所述第一进气口(212)与所述第一介质输出口(113)连通，所述第二进气口(213)与所述第二介质输出口(123)连通；所述中心阀腔内设有透气筒(215)，所述透气筒(215)的外部空间与所述混合气输出口(214)相通，所述透气筒(215)的内部空间与所述第一进气口(212)或所述第二进气口(213)相通；所述透气筒(215)内滑动连接有活塞(216)，所述活塞(216)上连接有一端伸出所述配比阀阀体(21)外的活塞杆(217)；

比例调节旋钮(3)，与所述活塞杆(217)传动连接，用于带动所述活塞杆(217)在所述透气筒(215)内滑动以调节所述透气筒(215)对应所述第一进气口(212)和所述第二进气口(213)的透气面积大小。

2.根据权利要求1所述的气体混合配比装置，其特征在于，所述平衡阀(1)串联设置有两个。

3.根据权利要求1所述的气体混合配比装置，其特征在于，所述第一阀芯组件(114)和所述第二阀芯组件(124)相同，所述第一阀芯组件(114)包括：固定在所述第一阀体(11)上且具有与所述第一介质通道(111)贯通的第一阀腔的阀芯主体(1141)、固定在所述阀芯主体(1141)内的阀芯座(1142)、固定在所述阀芯座(1142)内的耐磨套(1143)、滑动设置在所述耐磨套(1143)内的阀芯(1144)、固定在所述阀芯主体(1141)上且具有贯通所述第一阀腔和所述中间阀体(13)的开口的阀座(1145)、以及弹性设置在所述阀芯(1144)和所述阀芯座(1142)之间且弹性力驱动所述阀芯(1144)密封所述开口的弹性件(1146)。

4.根据权利要求3所述的气体混合配比装置，其特征在于，所述第一阀体(11)和所述阀芯主体(1141)之间设置有第一密封圈(1147)，所述阀芯主体(1141)和所述阀芯座(1142)之间设置有第二密封圈(1148)，所述阀芯主体(1141)和所述阀座(1145)之间设有第三密封圈(1149)。

5.根据权利要求1所述的气体混合配比装置，其特征在于，所述皮膜(14)为带金属衬板的皮膜(14)。

6.根据权利要求1所述的气体混合配比装置，其特征在于，所述配比阀阀体(21)内还设有与所述中心阀腔相通的缓冲腔(225)。

7.根据权利要求6所述的气体混合配比装置，其特征在于，所述配比阀阀体(21)上设有套设在所述活塞杆(217)外周的活塞杆固定套(218)；所述配比阀阀体(21)上安装有与所述比例调节旋钮(3)传动连接的凸轮轴(221)，所述凸轮轴(221)上固定套设有凸轮(223)，所述活塞杆(217)伸出所述配比阀阀体(21)的一端通过连接板(220)固定在所述凸轮(223)上。

8.根据权利要求7所述的气体混合配比装置，其特征在于，所述活塞(216)背向所述凸轮(223)的一端和所述配比阀阀体(21)之间还弹性设置有第一弹簧(219)。

9.根据权利要求8所述的气体混合配比装置，其特征在于，所述连接板(220)上还连接有第二阀杆，所述第二阀杆的一端伸进所述缓冲腔(225)内。

10.根据权利要求9所述的气体混合配比装置，其特征在于，所述所述缓冲腔(225)内还设有套设在所述第二阀杆外周的第二弹簧。

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