CN203963165U - 一种电控气体稳压调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电控气体稳压调节装置，包括调节阀体，所述调节阀体一端安装调节阀座，另一端连接步进伺服电机；所述调节阀座内装有平衡弹簧和阀瓣，所述阀瓣连接阀门，阀门通过导杆连接传动座，所述传动座外侧设置波纹管；所述传动座通过调节弹簧连接顶块，所述顶块通过调节螺杆连接步进伺服电机；本实用新型的有益效果是，改变了电子压力控制装置结构和控制系统复杂，加工制造精度要求较高，主要零部件依赖进口，生产制造成本和使用成本过高，易于实现自动控制，且结构简单新颖，大幅度的降低了生产成本。

Description

一种电控气体稳压调节装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于气相色谱仪或其他气体分析仪器的电子气路控制部件，该装置基于电控压力调节阀、压力传感器和控制电路，利用精密闭环反馈控制技术，实现对仪器气路压力、流量等预制标准模块控制，可改善仪器整体性能，提高仪器自动化程度和可靠性，减少气体消耗，消除气体压力、流量漂移，为仪器气路提供非脉冲流量，广泛应用于各种型号气相色谱仪、以及使用气体进行传输的各类分析仪器。

背景技术

目前中国对气相色谱仪的需求量每年将达数千台，其中配EPC的气相色谱仪的需求量每年也在不断增加。由于国内缺少诸如EPC等技术，使国产色谱仪技术长期停留在中低档水平。气相色谱用电子流量/压力控制模块的研制，将能更进一步提升国产色谱仪的整体性能。EPC应用于新一代自动化气相色谱仪上，仪器的综合能力能满足每个实验室的需求，使色谱最佳操作条件的自动选择，也将大大缩短与国外高档色谱仪差距。

随着气相色谱仪自动化程度的不断提高，电子压力控制(Electronic PressureControl,简称EPC)技术已作为基本配置在许多国外厂家的气相色谱仪上安装，从而为色谱条件的再现、优化和自动化提供了更可靠更完善的支持，而国产的气相色谱仪器在这一领域却是长期处于空白状态。目前，国产气相色谱仪所使用的气体压力、流量控制系统，不论是通过流量传感器实现流量恒定，是通过压力传感器实现流量恒定，其主要技术和元器件均需进口，国内研发的的气体压力、流量控制系统(EPC)并未真正实现商品化，同时也说明实现气体压力流量控制国产化，将是国内色谱工作者所面临的重要任务。

电子压力控制(Electronic Pressure Control,简称EPC)是一种气相色谱仪气路电子控制部件，它实质上是采用电子压力、流量传感器和控制器，通过计算机实现压力、流量和气体线速等实现自动控制。日本岛津公司称作自动流量控制系统(AFC)；PE公司叫可编程气路控制(PPC)；瓦里安公司叫电子流量控制(EFC)。EPC已成为国内外高档多功能气相色谱仪必备的部件之一。现有的仪器也可以改装使用EPC部件，使仪器得以升级，EPC通过自动控制载气的柱前压，毛细管柱线速度或色谱柱质量流量，进一步优化现有色谱仪操作参数，实现最佳的色谱分离。在毛细管分析中，它可以方便地实现分流、不分流、直接全进样、柱前压、线速度、流量以及为节省载气减小分流比等的程序全自动控制。

EPC在二十年前开始使用，随着科学技术的不断进步，气相色谱仪已趋于完善。为了不断提高色谱的分离效果，EPC广泛引起了色谱工作者的重视。当前，EPC已发展到第五代，由于诸多新技术，新器件如：传感器、新型阀门、微处理机以及微加工工艺的应用等，无论在性能上、数字化、自动化程度、易于操作上都取得了飞速进步。目前EPC虽然在价格上有所降低，但就它对色谱仪性能的贡献和它的实际价格相比还是偏高，这也可能是在一般气相色谱仪上没有广泛推广使用的一个主要原因。

电子压力/流量控制技术，从控制角度讲，就是采用闭环反馈控制技术，对压力、压差、流量信号进行综合分析与控制，并组成一个易于操作使用的预制模块。模块由带有温度、压力补偿的比例阀、开关阀及压力或流量传感器构成，通过控制电路中的PID设置与参数调节，消除因环境温度、分析系统温度、柱系统阻力、阀件的机械磨损等造成的偏差，使载气在各色谱系统的气路中有非常稳定的流速，从而保证在分析过程中，基线稳定、检测器响应准确、阀的开闭准确；完成对载气流量控制、分流进样控制的综合控制功能。目前这种模块已经从以前的机械式发展成电子式，由精密的压力、流量控制部件取代了过去的手动减压阀、针阀等调节功能。

实用新型内容

为了克服气体电子压力控制装置结构和控制系统复杂，对加工制造精度要求较高，主要零部件进口，生产制造成本和使用成本过高等缺点，实现电子压力控制装置结构和控制简单可靠，降低制造和生产成本，本实用新型提供一种电控气体稳压调节装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为，一种电控气体稳压调节装置，包括调节阀体，所述调节阀体一端安装调节阀座，另一端连接步进伺服电机；所述调节阀座内装有平衡弹簧和阀瓣，所述阀瓣连接阀门，阀门通过导杆连接传动座，所述传动座外侧设置波纹管；所述传动座通过调节弹簧连接顶块，所述顶块通过调节螺杆连接步进伺服电机；

所述调节阀体上安装有压力传感器，压力传感器与调节阀体采用一体式结构。

本实用新型的有益效果是，改变了电子压力控制装置结构和控制系统复杂，加工制造精度要求较高，主要零部件依赖进口，生产制造成本和使用成本过高，易于实现自动控制，且结构简单新颖，大幅度的降低了生产成本。具体的：

1)装置采用自身带有机械自稳压系统的电控压力调节阀，控制安全可靠。

2)装置选用精密闭环反馈控制技术，通过压力传感器采样和步进伺服电机实现对仪器气路压力、流量等预制标准模块控制。

3)选用大减速比步进伺服电机，利用其细分驱动和调节螺杆螺纹的微距功能，实现电控压力调节阀高精度控制，可达到电控压力调节阀阀柄1440步/周高精度控制调节。

4)压力传感器与压力调节阀体采用一体式结构，进行输出压力数据采集。

附图说明

图1是电控气体压力调节稳压装置主剖视图；

图2是电控气体压力调节稳压装置电器控制与驱动示意图；

图3是电控气体压力调节稳压装置压力传感器连接图；

图中：1.调节阀座，2.平衡弹簧，3.阀瓣，4.阀门，5.导杆，6.传动座，7.波纹管，8.调节弹簧，9.顶块，10.调节螺杆，11.步进伺服电机，12.压力传感器，13.调节阀体。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图所示，本实用新型为一种电控气体稳压调节装置，包括调节阀体13，所述调节阀体13一端安装调节阀座1，另一端连接步进伺服电机11；所述调节阀座1内装有平衡弹簧2和阀瓣3，所述阀瓣3连接阀门4，阀门4通过导杆5连接传动座6，所述传动座6外侧设置波纹管7；所述传动座6通过调节弹簧8连接顶块9，所述顶块9通过调节螺杆10连接步进伺服电机11；

所述调节阀体13上安装有压力传感器12，压力传感器12与调节阀体13采用一体式结构。

在图1中，该装置通过调节阀体将步进伺服电机和调节阀座、平衡弹簧、阀瓣、阀门、导杆、传动座、波纹管、调节弹簧、顶块、调节螺杆、压力传感器安装在图示位置上，传感器入口与调节阀出口端密闭连接。

在图2中，步进伺服电机由电机连线提供驱动/控制电源，步进伺服电机输出轴与调节螺杆滑键连接，调节螺杆带动顶块轴向位移，通过调节弹簧及导杆、传动座调节装置、阀瓣、阀门间隙，来实现压力调节。

在图3中，压力传感器固定在调节阀体上，其入口与调节阀出口端腔体密闭连接，并通过传感器连线向装置专用计算机实时传输气体压力参数。

在图1中，装置采用波纹管双腔式结构，气体入口与入口腔相连，气体出口与出口腔相连，其结构原理如图。装置根据设定参数值由步进伺服电机调节调节螺杆，使系统内出口腔和入口腔达到平衡。若此时进气口压力稍有增加，入口腔内气压随之增大，波纹管向右伸张，传动座带动导杆向右移动，使阀瓣和阀门空隙减小，此时气流阻力增大。于是进入出口腔的气体流量减小，则出口压力被自动调节回平衡状态。反之，若进口压力略有降低，同理波纹管向左压缩，使阀瓣和阀门间空隙增大，气流阻力减小，出口压力被自动调节回平衡状态，实现装置系统出口压力稳定。

本装置采用精密闭环反馈控制技术，通过压力传感器采样和步进伺服电机驱动调节实现对仪器气路压力、流量控制。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型启示下做出的结构变化所得出的相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (2)

1.一种电控气体稳压调节装置，其特征在于，包括调节阀体，所述调节阀体一端安装调节阀座，另一端连接步进伺服电机；所述调节阀座内装有平衡弹簧和阀瓣，所述阀瓣连接阀门，阀门通过导杆连接传动座，所述传动座外侧设置波纹管；所述传动座通过调节弹簧连接顶块，所述顶块通过调节螺杆连接步进伺服电机。

2.如权利要求1所述的电控气体稳压调节装置，其特征在于，所述调节阀体上安装有压力传感器，压力传感器与调节阀体采用一体式结构。