CN207454431U - 一种气体压力流量控制阀组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气体压力流量控制阀组，涉及气体压力流量控制技术领域，该气体压力流量控制阀组中，六个电磁阀并列设置，六个喷嘴一一对应地安装在六个电磁阀的输出端，六个喷嘴的口径依次按照二进制编码确定，手动截止阀的输入端用于连接气源，气源压力表连接在气源与手动截止阀之间，手动截止阀的输出端连接于六个电磁阀的输入端，六个电磁阀经过喷嘴连接于空气缓冲器的输入端，空气缓冲器的输出端连接于质量流量计的输入端，质量流量计的输出端用于连接使用气体的设备，通过对多个电磁阀的启闭控制，从而实现对气体压力和流量的控制，使系统结构简单、可靠性高，而且采用的器件通用性高、便于维护、使用寿命长。

Description

一种气体压力流量控制阀组

技术领域

本实用新型涉及气体压力流量控制技术领域，具体而言，涉及一种气体压力流量控制阀组。

背景技术

高压气体因拥有瞬间膨胀性大、爆发力强及温度适应范围广和高能量密度等特性，使得高压气动系统在许多领域得到应用；此外，高压气体所特有的防爆性、易获得性及清洁性等特点使其可以完成很多常规气压及液压技术无法胜任的工作。

首先，如何准确的控制气体的压力及质量流量对于工业成产有着至关重要的影响；现有的气体自动控制管道，通过输入样品气体，通过调压器设置定值进行调压，对气体流速是通过阀门的阈值大小来设置定值使其进入到容器中；由于大多数执行机构都是固定值或手动进行调控，导致在控制大规模的气体管路时，增加了巨大的工作量，人工成本增加。

其次，高压气动系统的自动化水平仍不高，在气体的压力控制方面，以压力阀中应用最广泛的减压阀为例，目前手动控制减压阀发展已较为成熟，但缺乏成熟的通用型电控减压阀；此外，高压气体质量流量难以通过传统方法进行精确控制，现有的控制方法中大多采用数字阀、以满足控制精度的要求，但是数字阀位数越多，控制元件越多，结构也越复杂，价格也越贵，数字阀对流体温度也有限制，限制了其使用范围。

因此，设计一种成本较低、结构简单、控制精度较高的气体压力流量控制阀组，这是目前急需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体压力流量控制阀组，其旨在解决现有的气体压力流量控制阀组结构复杂、成本较高、控制精度低的技术问题。

本实用新型提供一种技术方案：一种气体压力流量控制阀组包括手动截止阀、气源压力表、温度表、空气缓冲器、压力变送器、温度变送器、质量流量计、六个电磁阀和六个喷嘴；六个所述电磁阀并列设置；六个所述喷嘴一一对应地安装在六个所述电磁阀的输出端，六个所述喷嘴的口径依次按照二进制编码确定；所述手动截止阀的输入端用于连接气源，所述气源压力表通过所述第一压力表弯管连接在气源与所述手动截止阀之间，所述手动截止阀的输出端连接于六个所述电磁阀的输入端；六个所述电磁阀经过所述喷嘴连接于所述空气缓冲器的输入端，所述空气缓冲器的输出端连接于所述质量流量计的输入端，所述质量流量计的输出端用于连接使用气体的设备；所述压力变送器安装在所述空气缓冲器上，用于监测所述空气缓冲器内的气体压力；所述温度变送器安装在所述空气缓冲器上，用于监测所述空气缓冲器内的气体温度。

优选地，六个所述喷嘴的口径依次为1毫米、1.41毫米、2毫米、2.82毫米、4毫米和5.64毫米。

优选地，所述气体压力流量控制阀组还包括缓冲器压力表和第二压力表弯管；所述缓冲器压力表通过所述第二压力表弯管与所述空气缓冲器连通。

本实用新型提供的气体压力流量控制阀组的有益效果是：首先通过设置六个电磁阀和六个喷嘴，喷嘴的口径依次按照二进制编码确定，控制精度高，而且相比采用数字阀极大地节约了成本，其次，通过对电磁阀的启闭控制，从而实现对气体压力和流量的控制，使系统结构简单、可靠性高，而且采用的器件通用性高、便于维护、使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的气体压力流量控制阀组的结构示意图。

图标：气体压力流量控制阀组100；手动截止阀110；气源压力表120；温度表130；空气缓冲器140；压力变送器150；温度变送器160；质量流量计170；电磁阀180；喷嘴190；第一压力表弯管200；缓冲器压力表210；第二压力表弯管220。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的气体压力流量控制阀组100的结构示意图，请参阅图1。

本实施例提供了一种气体压力流量控制阀组100，气体压力流量控制阀组100包括手动截止阀110、气源压力表120、温度表130、空气缓冲器140、压力变送器150、温度变送器160、质量流量计170、六个电磁阀180、六个喷嘴190、第二压力表弯管220和缓冲器压力表210。

六个电磁阀180并列设置，六个喷嘴190一一对应地安装在六个电磁阀180的输出端，六个喷嘴190的口径依次按照二进制编码确定，六个喷嘴190的口径依次为1毫米、1.41毫米、2毫米、2.82毫米、4毫米和5.64毫米。

手动截止阀110的输入端用于连接气源，手动截止阀110的输出端连接于六个电磁阀180的输入端，手动截止阀110与电磁阀180之间采用直径25mm的管道连通，手动截止阀110选用具有不锈钢阀芯和阀体的类型，并采用法兰与管道连接，气源压力表120通过第一压力表弯管200连接在气源与手动截止阀110之间，用于监测气源输出的气体的压力。

六个电磁阀180经过喷嘴190连接于空气缓冲器140的输入端，空气缓冲器140的输出端连接于质量流量计170的输入端，质量流量计170的输出端用于连接使用气体的设备，电磁阀180与空气缓冲器140之间采用直径25mm的软管连通。

质量流量计170选用的型号为DMF-1-2-BC，其相关参数如下，介质: 气体；压力：0-2.0MPa；温度：-5-150℃ ；显示：瞬时+累计+密度+温度；电源：24V；输出:0-10KHz；脉冲：4-20mA；流量范围：12-120g/s,精度：±0.2%；测量管材质：316L不锈钢；防爆等级：EXdibIICT5Gb；口径：DN15mm（进口件)。

六个电磁阀180中，第一个和第二个（也就是图中位于上方的两个）采用德国GSR型号的电磁阀180，其相关参数为：口径G1/2，通径2mm，KV等于0.13，压力0.5至40BAR，对应的喷嘴190的口径依次为：φ1 mm、φ1.41 mm。

六个电磁阀180中，第三个至第六个可采用德国GSR型号的电磁阀180，其相关参数为：口径G1/2，通径15mm，KV等于1.8，压力0.5至20BAR，对应的喷嘴190的口径依次为：φ2mm、φ2.82mm、φ4mm以及φ5.64mm。

空气缓冲器140型号规格为：承压2.5MPa，容积300L，不锈钢材质，压力表为YC100，泄污阀ＤＮ１５、ＰＮ２５，空气缓冲器140可以起到空气缓冲、减小噪音、使气体流动平稳的作用，如果直接将高压气体通入质量流量计170或其他使用设备，易出现负载运动的反弹、对缩短后续设备的使用寿命。

缓冲器压力表210通过第二压力表弯管220与空气缓冲器140连通，缓冲器压力表210用于实时监测空气缓冲器140的压力，避免空气缓冲器140承受的压力过大、造成损坏，第二压力表弯管220用于缓冲空气缓冲器140中流向缓冲器压力表210的气体，避免第二压力表弯管220遭受的冲击过大、造成损坏。

压力变送器150安装在空气缓冲器140上，用于监测空气缓冲器140内的气体压力，压力变送器150选用的型号为GEDRUCK-PMP5076-TB-A3-2MPa，其相关参数如下：0.04%精度，24DC，4-20mA。

温度变送器160安装在空气缓冲器140上，用于监测空气缓冲器140内的气体温度。温度变送器160选用的型号为德国久茂-902020/981，其相关参数如下：24DC，0-500摄氏度，精度0.5°（K型）。

本实施例提供的气体压力流量控制阀组100的工作原理：在电磁阀180的输入端一侧安装有气源压力表120和温度表130，相当于监测出进气压力P_i和进气温度T_i。安装在空气缓冲器140上的压力变送器150和温度变送器160，相当于监测出出气压力P_o和出气温度T_o。当出气压力P_o低于目标压力时，控制器根据误差大小组合启闭六个电磁阀180，以提高出气压力P_o，能够使精度能够达到1/64。当出气压力P_o高于目标压力时，控制器同样可通过控制六个电磁阀180的启闭，以降低出气压力P_o。

质量流量计170用于监测空气缓冲器140输出气体的质量流量。当质量流量计170监测到气体的质量流量超出目标范围，控制器可以根据进气压力P_i、进气温度T_i、出气压力P_o和出气温度T_o控制六个电磁阀180的启闭，以调节气体的质量流量大小，气体的质量流量的计算如公式(1)所示：

式(1)中，q₃为气体的质量流量，α为缩流系数，A₃为六个喷嘴190的通孔面积之和，p_i为进气压力，T_i为进气温度，k为比热容比，对于空气k＝1.4，R为气体常数，对于空气R＝287J/(kg·K)，p_o为出气压力，T_o为出气温度，b为电磁阀180输出端与电磁阀180输入端气体临界压力比。

容易理解的是，本实施例提供的气体压力流量控制阀组100还可以并列设置更多的电磁阀180和喷嘴190，可进一步提高控制精度，电磁阀180和喷嘴190的具体数量可根据设计需要灵活确定。

本实施例提供的气体压力流量控制阀组100，首先通过设置六个电磁阀180和六个喷嘴190，喷嘴190的口径依次按照二进制编码确定，能够使控制精度达到1/64，而且相比采用数字阀极大地节约了成本；其次，气体压力流量控制阀组100结构简单、采用的器件通用性高、便于维护、使用寿命长。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种气体压力流量控制阀组，其特征在于：所述气体压力流量控制阀组包括手动截止阀、气源压力表、第一压力表弯管、温度表、空气缓冲器、压力变送器、温度变送器、质量流量计、六个电磁阀和六个喷嘴；六个所述电磁阀并列设置；六个所述喷嘴一一对应地安装在六个所述电磁阀的输出端，六个所述喷嘴的口径依次按照二进制编码确定；

所述手动截止阀的输入端用于连接气源，所述气源压力表通过所述第一压力表弯管连接在气源与所述手动截止阀之间，所述手动截止阀的输出端连接于六个所述电磁阀的输入端；六个所述电磁阀经过所述喷嘴连接于所述空气缓冲器的输入端，所述空气缓冲器的输出端连接于所述质量流量计的输入端，所述质量流量计的输出端用于连接使用气体的设备；

所述压力变送器安装在所述空气缓冲器上，用于监测所述空气缓冲器内的气体压力；

所述温度变送器安装在所述空气缓冲器上，用于监测所述空气缓冲器内的气体温度。

2.根据权利要求1所述的一种气体压力流量控制阀组，其特征在于：六个所述喷嘴的口径依次为1毫米、1.41毫米、2毫米、2.82毫米、4毫米和5.64毫米。

3.根据权利要求1所述的一种气体压力流量控制阀组，其特征在于：所述气体压力流量控制阀组还包括缓冲器压力表和第二压力表弯管；所述缓冲器压力表通过所述第二压力表弯管与所述空气缓冲器连通。