CN115493073A - 一种可准确调节气量的气体配制罐 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可准确调节气量的气体配制罐，涉及混合气设备领域，包括罐体、液压缸、推板、传感器和阀门，若干个液压缸固连在罐体外侧，液压缸伸出端与推板相连，推板滑动连接在罐体内，推板外径与罐体内径相同，液压缸伸缩以使推板在罐体内滑动连接，若干个传感器固连在推板上部以检测推板移动距离，若干个阀门固连在推板下方的罐体处，以使罐体内腔与外界环境相通或封闭，本发明具有能够满足用量较大的混合气配制且气体混配比例精度高的优点。

Description

一种可准确调节气量的气体配制罐

技术领域

本发明涉及混合气设备技术领域，尤其涉及一种可准确调节气量的气体配制罐。

背景技术

混合气的配制主要有静态配气法和动态配气法两种。静态配气法是将气态原料气充入到已知体积的容器中，再充入平衡气，利用气体扩散混匀，或者进行机械混匀。静态配气法不能满足用量较大的混合气的生产；动态配气法是将组分气与平衡气按比例混合，以恒定的比例连续充入气瓶，实现连续配制。动态配气法量值准确性较差，不确定度较大。

目前，重量法配制混合气作为国内气体配制的主要方法。而且，国内的气体配制一般为人工操作，使得产品因人而异，质量差别明显，不确定度相对较大，稳定性不理想。国外配气技术优于国内，质检部门或生产企业均配备自动化生产装置。但价格昂贵，操作复杂，国内很多企业无法接受，从而不能广泛应用。

因此，针对以上不足，需要提供一种可准确调节气量的气体配制罐。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决气体配制时较难控制混合气的比例的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可准确调节气量的气体配制罐，包括罐体、液压缸、推板、传感器和阀门，若干个液压缸固连在罐体外侧，液压缸伸出端与推板相连，推板滑动连接在罐体内，推板外径与罐体内径相同，液压缸伸缩以使推板在罐体内滑动连接，若干个传感器固连在推板上部以检测推板移动距离，若干个阀门固连在推板下方的罐体处，以使罐体内腔与外界环境相通或封闭。

作为对本发明的进一步说明，优选地，罐体包括下罐筒和上罐盖，上罐盖固连在下罐筒上，推板厚度大于上罐盖厚度。

作为对本发明的进一步说明，优选地，推板顶部开设有中空区，中空区深度为推板厚度的三分之二，中空区外径小于推板外径。

作为对本发明的进一步说明，优选地，传感器选用红外测距传感器，传感器安装在中空区内，传感器长度小于中空区深度。

作为对本发明的进一步说明，优选地，上罐盖上固连有线管，线管内穿有线缆，线缆两端分别连接传感器以及控制台，线缆部分呈蛇形堆叠在中空区内。

作为对本发明的进一步说明，优选地，中空区外围间隔固连有若干个三角板状的加强筋。

作为对本发明的进一步说明，优选地，推板外围间隔开设有若干个密封槽，密封槽内嵌有密封圈，推板的部分密封槽高度低于上罐盖与下罐筒接口高度。

作为对本发明的进一步说明，优选地，罐体底部两侧分别设有进气管和出气管，两个阀门分别安装在罐体与进气管和出气管相接端。

作为对本发明的进一步说明，优选地，罐体外围间隔固连有两层钢圈，钢圈上间隔固连有若干根立柱，立柱向下延伸并固连有环形的底板，底板连接所有立柱，进气管和出气管位于底板上方。

作为对本发明的进一步说明，优选地，液压缸固定部外围间隔固连有两层装配环，装配环外径大于液压缸外径，钢圈外侧开设有半圆状的槽口，槽口外径与液压缸外径相同；液压缸嵌入槽口内以使两层装配环分别抵接在两层钢圈的上端面和下端面，装配环与钢圈焊接固定。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明通过设计一种可以调节内容量的配制罐，根据实际需要通过调节推板与罐体底部之间的距离即可实现配制罐内容量的改变，结构简单，再结合传感器的准确位置判定，确保配制罐内容量达到设计要求，进而确保进入配制罐的气体体积达到比例要求，随后再将气体从罐体抽出(或使推板下移将气体压出)至混合罐内进行混合，即可完成准确比例的气体混合，不仅操作简单，生产成本也低。

附图说明

图1是本发明的总装效果图；

图2是本发明的后视图；

图3是本发明的侧视图；

图4是本发明的上罐盖剖视图；

图5是本发明的推板结构图；

图6是本发明的局部剖视图。

图中：1、罐体；11、下罐筒；12、上罐盖；13、进气管；14、出气管；15、钢圈；16、立柱；17、底板；18、封帽；2、液压缸；21、连板；22、推拉柱；23、装配环；24、连接法兰；3、推板；31、中空区；32、密封槽；33、加强筋；4、传感器；41、支架；42、线管；5、阀门。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，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的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。

一种可准确调节气量的气体配制罐，结合图1、图6，包括罐体1、液压缸2、推板3、传感器4和阀门5，两个液压缸2分别固连在罐体1外部两侧，液压缸2伸出端与推板3相连，推板3滑动连接在罐体1内，推板3外径与罐体1内径相同，液压缸2伸缩以使推板3在罐体1内滑动连接，两个传感器4固连在推板3上部以检测推板3移动距离，两个阀门5固连在推板3下方的罐体1处，以使罐体1内腔与外界环境相通或封闭。

结合图1、图6，罐体1包括下罐筒11和上罐盖12，上罐盖12通过螺栓固连在下罐筒11上，上罐盖12与下罐筒11接触面上应嵌有密封条，以提高罐体1的密封性。推板3厚度大于上罐盖12厚度，使得推板3即使复位，推板3的侧壁也能覆盖住下罐筒11和上罐盖12的接缝，以起到阻挡气体向接缝流入的作用，结合上罐盖12和下罐筒11接触面的密封条，进一步提升罐体1的密封性，确保罐体1内气体不溢出使罐体1内气体体积可控，并使外界气体进不来以使气体保持纯净。

结合图1、图2，罐体1底部两侧分别设有进气管13和出气管14，进气管13和出气管14均与罐体1连通，其中进气管13与存放有纯气体单质的缓存罐相连，出气管14与混合罐相连。两个阀门5分别安装在罐体1与进气管13和出气管14相接端，使得进入罐体1内的气体体积几乎和罐体1内腔体积相同。另外生产罐体1时通过对罐体1内径以及内长度的尺寸计算即可控制罐体1内腔体积的大小，进而确保进入罐体1内腔的气体体积可准确把握控制。

结合图1、图2，罐体1外围间隔固连有两层钢圈15，钢圈15上间隔固连有若干根立柱16，立柱16长度方向与罐体1长度方向相同，立柱16向下延伸，且超出罐体1底部的一端固连有环形的底板17，底板17连接所有立柱16，进气管13和出气管14位于底板17上方，底板17与地面接触以起到支撑罐体1的作用。

结合图3、图4，液压缸2为常规的液压缸，液压缸2伸缩方向与罐体1长度方向相同，液压缸2伸出端固连有连板21，连板21长度方向两端分别与液压缸2伸出端固连，连板21中部固连有推拉柱22，推拉柱22贯穿上罐盖12与推板3相连；其中推拉柱22靠近推板3一端固连有连接法兰24，连接法兰24与推板3通过螺栓或焊接固连。上罐盖12位于推拉柱22贯穿部通过螺栓固连有封帽18，封帽18与上罐盖12和推拉柱22抵接且抵接面处均插有密封圈，以避免推板3移动时将外界空气从上罐盖12上方吸入空气或固体杂质。

结合图2、图3，液压缸2固定部外围间隔固连有两层装配环23，装配环23外径大于液压缸2外径，钢圈15外侧开设有半圆状的槽口，槽口外径与液压缸2外径相同；液压缸2嵌入槽口内以使两层装配环23分别抵接在两层钢圈13的上端面和下端面，起到初步卡接的作用。最后将装配环23与钢圈15焊接，以完成对液压缸2的安装固定。

结合图4、图5，推板3为圆盘状结构，推板3顶部开设有中空区31，中空区31深度为推板3厚度的三分之二，中空区31外径小于推板3外径，以使推板3减重，提高可操作性的同时不影响其密封性。推板3外围间隔开设有若干个密封槽32，密封槽32内嵌有密封圈，复位后，推板3的部分密封槽32高度低于上罐盖12与下罐筒11的接口高度，以进一步阻挡气体流向上罐盖12与下罐筒11的接缝。中空区31外围间隔固连有若干个三角板状的加强筋33，以确保推板3具有较高的结构强度。

结合图4、图5，传感器4选用红外测距传感器，两个传感器4间隔安装在中空区31内，其中，中空区31底部平面通过螺栓固连有支架41，传感器4通过两个螺母夹持在支架41上，传感器4和支架41组合的总长度小于中空区31深度，以避免推板3在复位时与上罐盖12发生碰撞。上罐盖12上固连有线管42，线管42内穿有线缆，线缆两端分别连接传感器4以及控制台，线缆大部分呈蛇形堆叠在中空区31内，可使推板3下移时避免产生过度拉拽将线缆扯断，同时线管42伸出上罐盖12的端口处固连有滤网，线缆穿过滤网，并由滤网将线缆卡死，既能使线缆伸出与控制台相连，又能过滤推板3下移时吸入的空气，最大程度限制固体杂质进入罐体1内。

结合图4、图5和图6，在进行气体配制前，通过向控制台内的计算机录入所需混合气的比例，例如需要混合氩气和二氧化碳作为焊接混合气，且体积比为8:2，结合混合气储罐的容量，得到混合所需氩气的体积和二氧化碳的体积。之后由控制台分别控制连接氩气缓存罐的气体配制罐上的液压缸2以及连接二氧化碳的气体配制罐上的液压缸2收缩，此时推板3均下移至罐体1底部。在推板3下移时需将出气管14上的阀门5打开，将推板3与罐体1底部之间的空气排出，关闭出气管14上的阀门5。另外，再通过混合罐上的气泵将混合罐和罐体1之间的管道抽真空。

随后开启进气管13上的阀门5，液压缸2伸出，推板3向上移动，两个气体配制罐内推板3利用真空环境分别将含有纯度不低于99.999％的氩气和纯度不低于99.99％的二氧化碳从各自的缓存罐抽入两个罐体1内。推板3的下移量由所需气体的体积结合罐体1的内腔直径决定。待液压缸2伸长到指定位置后，传感器4向控制台反馈信号，控制台通过分析传感器4在移动前和移动后的距离差，判断推板3是否确实达到了指定位置，若未达到指定位置，则控制液压缸2伸缩实现微调，确保推板3能达到指定位置，以使罐体1内气体体积达到所需要求。最后关闭进气管13上的阀门5，开启出气管14上的阀门5，在压力差以及推板3的挤压下，将罐体1内气体全部压入混合罐内，实现气体的准确配制。其中混合罐和罐体1之间管道内的气体，则在推板3抵接在罐体1底部后，关闭出气管14的阀门5，由靠近混合罐的分子泵将管道内的气体再抽入混合罐中，使管道内中空再关闭管道阀门，确保气体含量准确。

综上所述，利用本发明的气体配制罐，不仅结构简单而且还能配制大体量的气体，不仅能实现精准配制气量，又能大幅减少企业的购置和使用成本，另外根据传感器4的反馈，确保推板3能达到准确位置，避免因液压系统反馈出现问题时而产生误差，而且多个传感器4的数据反馈能减少因传感器4自身问题而产生调节误差，进一步确保推板3能准确定位，进而能精准控制进入罐体1的气量，提高企业产品质量的同时降低其设备购置及维护成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可准确调节气量的气体配制罐，其特征在于：包括罐体(1)、液压缸(2)、推板(3)、传感器(4)和阀门(5)，若干个液压缸(2)固连在罐体(1)外侧，液压缸(2)伸出端与推板(3)相连，推板(3)滑动连接在罐体(1)内，推板(3)外径与罐体(1)内径相同，液压缸(2)伸缩以使推板(3)在罐体(1)内滑动连接，若干个传感器(4)固连在推板(3)上部以检测推板(3)移动距离，若干个阀门(5)固连在推板(3)下方的罐体(1)处，以使罐体(1)内腔与外界环境相通或封闭。

2.根据权利要求1所述的一种可准确调节气量的气体配制罐，其特征在于：罐体(1)包括下罐筒(11)和上罐盖(12)，上罐盖(12)固连在下罐筒(11)上，推板(3)厚度大于上罐盖(12)厚度。

3.根据权利要求2所述的一种可准确调节气量的气体配制罐，其特征在于：推板(3)顶部开设有中空区(31)，中空区(31)深度为推板(3)厚度的三分之二，中空区(31)外径小于推板(3)外径。

4.根据权利要求3所述的一种可准确调节气量的气体配制罐，其特征在于：传感器(4)选用红外测距传感器，传感器(4)安装在中空区(31)内，传感器(4)长度小于中空区(31)深度。

5.根据权利要求4所述的一种可准确调节气量的气体配制罐，其特征在于：上罐盖(12)上固连有线管(42)，线管(42)内穿有线缆，线缆两端分别连接传感器(4)以及控制台，线缆部分呈蛇形堆叠在中空区(31)内。

6.根据权利要求5所述的一种可准确调节气量的气体配制罐，其特征在于：中空区(31)外围间隔固连有若干个三角板状的加强筋(33)。

7.根据权利要求6所述的一种可准确调节气量的气体配制罐，其特征在于：推板(3)外围间隔开设有若干个密封槽(32)，密封槽(32)内嵌有密封圈，推板(3)的部分密封槽(32)高度低于上罐盖(12)与下罐筒(11)接口高度。

8.根据权利要求1所述的一种可准确调节气量的气体配制罐，其特征在于：罐体(1)底部两侧分别设有进气管(13)和出气管(14)，两个阀门(5)分别安装在罐体(1)与进气管(13)和出气管(14)相接端。

9.根据权利要求8所述的一种可准确调节气量的气体配制罐，其特征在于：罐体(1)外围间隔固连有两层钢圈(15)，钢圈(15)上间隔固连有若干根立柱(16)，立柱(16)向下延伸并固连有环形的底板(17)，底板(17)连接所有立柱(16)，进气管(13)和出气管(14)位于底板(17)上方。

10.根据权利要求9所述的一种可准确调节气量的气体配制罐，其特征在于：液压缸(2)固定部外围间隔固连有两层装配环(23)，装配环(23)外径大于液压缸(2)外径，钢圈(15)外侧开设有半圆状的槽口，槽口外径与液压缸(2)外径相同；液压缸(2)嵌入槽口内以使两层装配环(23)分别抵接在两层钢圈(15)的上端面和下端面，装配环(23)与钢圈(15)焊接固定。

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