CN212180747U

CN212180747U - 一种气体分割器

Info

Publication number: CN212180747U
Application number: CN202020945370.3U
Authority: CN
Inventors: 周建华
Original assignee: Shanghai Tocell Engine Testing Equipment Co ltd
Current assignee: Shanghai Tocell Engine Testing Equipment Co ltd
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2030-05-29

Abstract

本实用新型为一种气体分割器，其特征在于：包括第一进气口、第二进气口、第一减压阀、第二减压阀、板式换热器、保温箱、第一开关阀组、第二开关阀组和混合腔，所述保温箱内设有第一稳压箱、第二稳压箱、第一文丘里管组和第二文丘里管组，所述第一进气口、第一减压阀、板式换热器、第一稳压箱、第一文丘里管组、第一开关阀组及混合腔依次连接，所述第二进气口、第二减压阀、板式换热器、第二稳压箱、第二文丘里管组、第二开关阀组及混合腔依次连接，所述第一减压阀与第一稳压箱连接，所述第二减压阀与第二稳压箱连接，所述混合腔通过输出开关阀连接输出口，混合腔通过溢流阀连接排放口。本实用新型控制精度高，输出的混合气流量和浓度稳定。

Description

一种气体分割器

技术领域

本实用新型涉及气体分析仪的检验领域，特别是公开一种气体分割器。

背景技术

气体分析仪在使用过程中，为了保持一定精度，要定期进行标定，气体分割器是标定的关键设备。

气体分割器就是将不同的标准气体按一定比例混合，从而得到不同浓度的混合气。决定浓度值精度的主要因素是各种气体的准确流量，并且要求流量比恒定。通常采用的方法有：渗透法、临界锐孔法、流量计法、文丘里管法等。

用文丘里管法来确定流量的优点是流量稳定，精度高，但通常文丘里管前的滞止压力和温度要准确测量和控制比较困难。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种气体分割器，其控制精度高，操作简便，输出的混合气流量和浓度稳定。

本实用新型是这样实现的：一种气体分割器，其特征在于：所述气体分割器包括第一进气口、第二进气口、第一减压阀、第二减压阀、板式换热器、保温箱、第一开关阀组、第二开关阀组、混合腔、输出口和排放口，所述保温箱内设有第一稳压箱、第二稳压箱、第一文丘里管组和第二文丘里管组，所述第一进气口、第一减压阀、板式换热器、第一稳压箱、第一文丘里管组、第一开关阀组及混合腔依次连接，所述第二进气口、第二减压阀、板式换热器、第二稳压箱、第二文丘里管组、第二开关阀组及混合腔依次连接，所述第一减压阀与第一稳压箱连接，所述第二减压阀与第二稳压箱连接，所述混合腔通过输出开关阀与输出口气路连接，所述混合腔通过溢流阀与排放口气路连接。

所述第一减压阀通过控制器与第一稳压箱上的第一压力传感器电连接，所述第二减压阀通过控制器与第二稳压箱上的第二压力传感器电连接，所述第一稳压箱和第二稳压箱的压力设定值相同，所述控制器接收第一压力传感器和第二压力传感器信号，通过与第一稳压箱及第二稳压箱的压力设定值比较，调节第一减压阀和第二减压阀开度，控制第一稳压箱和第二稳压箱内的气体压力保持相同。

当第一减压阀和第二减压阀均采用自力式减压阀时，无需设置控制器和压力传感器，所述第一减压阀的气动膜片一侧压力室通过管路与第一稳压箱气路连通，所述第二减压阀的气动膜片一侧压力室通过管路与第二稳压箱气路连通，所述第一减压阀和第二减压阀设定的气压目标值相同，所述第一减压阀和第二减压阀分别通过第一稳压箱和第二稳压箱内的气压驱动气动膜片调节开度，控制第一稳压箱和第二稳压箱内的压力保持相同。

所述第一文丘里管组和第二文丘里管组分别包括至少一个文丘里管，当第一文丘里管组或第二文丘里管组设有多个文丘里管时，多个文丘里管并联设置，所述第一文丘里管组中的各文丘里管分别连接第一稳压箱，所述第二文丘里管组中的各文丘里管分别连接第二稳压箱。

所述第一开关阀组和第二开关阀组分别包括至少一个开关阀，当第一开关阀组或第二开关阀组设有多个开关阀时，多个开关阀并联设置，所述第一开关阀组中的开关阀与第一文丘里管组中的文丘里管一一对应连接，所述第一开关阀组中的各开关阀分别连接混合腔，所述第二开关阀组中的开关阀与第二文丘里管组中的文丘里管一一对应连接，所述第二开关阀组中的各开关阀分别连接混合腔。

本实用新型的有益效果是：本实用新型不需要准确测量两组文丘里管组前的滞止压力和滞止温度，由于各文丘里管前的滞止压力和滞止温度相同，它们的流量比就和各路气体通过的文丘里管喉口面积和之比成正比。本实用新型通过控制两组开关阀组中各开关阀的开闭组合，可以得到不同比例的混合气。本实用新型控制精度高，操作简便，输出的混合气流量和浓度稳定。

附图说明

图1 是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2 是本实用新型实施例2的结构示意图。

图中：1、第一进气口； 2、第二进气口； 3、第一减压阀； 4、第二减压阀； 5、板式换热器； 6、保温箱； 7、第一稳压箱； 8、第二稳压箱； 9、第一文丘里管组； 10、第二文丘里管组； 11、混合腔； 12、输出开关阀； 13、溢流阀； 14、输出口； 15、排放口； 16、第一开关阀组； 17、第二开关阀组； 18、第一压力传感器； 19、第二压力传感器； 20、控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

根据附图1，本实施例的气体分割器包括第一进气口1、第二进气口2、第一减压阀3、第二减压阀4、板式换热器5、保温箱6、第一开关阀组16、第二开关阀组17、混合腔11、输出口14和排放口15，所述保温箱6内设有第一稳压箱7、第二稳压箱8、第一文丘里管组9和第二文丘里管组10，所述第一进气口1、第一减压阀3、板式换热器5、第一稳压箱7、第一文丘里管组9、第一开关阀组16及混合腔11依次连接，所述第二进气口2、第二减压阀4、板式换热器5、第二稳压箱8、第二文丘里管组10、第二开关阀组17及混合腔11依次连接，所述第一减压阀3与第一稳压箱7连接，所述第二减压阀4与第二稳压箱8连接，所述混合腔11通过输出开关阀12与输出口14气路连接，所述混合腔11通过溢流阀13与排放口15气路连接。

当第一减压阀3和第二减压阀4均采用自力式减压阀时，所述第一减压阀3的气动膜片一侧压力室通过管路与第一稳压箱7气路连通，所述第二减压阀4的气动膜片一侧压力室通过管路与第二稳压箱8气路连通，两个减压阀的主阀分别通过各自对应的两个稳压箱内的气压驱动气动膜片控制开度，两个减压阀设定的气压目标值相同，从而使两个稳压箱内的压力保持相同。两个自力式减压阀的调节精度均不大于2%。

所述第一文丘里管组9和第二文丘里管组10均包括四个并联的文丘里管，所述第一文丘里管组9中的四个文丘里管分别连接第一稳压箱7，所述第二文丘里管组10中的四个文丘里管分别连接第二稳压箱8。

所述第一开关阀组16和第二开关阀组17均包括四个并联的开关阀，所述第一开关阀组16中的四个开关阀与第一文丘里管组9中的四个文丘里管一一对应连接，所述第一开关阀组16中的四个开关阀分别连接混合腔11，所述第二开关阀组17中的四个开关阀与第二文丘里管组10中的四个文丘里管一一对应连接，所述第二开关阀组17中的四个开关阀分别连接混合腔11。

所述板式换热器5采用高传热性能紧凑型板式换热器，本实施例中采用中国台湾高力公司的K025型25片铜钎焊板式换热器。

所述第一稳压箱7和第二稳压箱8的容积和最高输出流量有关，容积要足够大，使得两个稳压箱内的气体流速足够小。

所述第一文丘里管组9和第二文丘里管组10中的文丘里管的大小和最高输出流量及输出浓度有关，每组文丘里管组中文丘里管的数量和规格与要求的分割点数有关，不同大小的文丘里管可以组合出若干种不同流量。

所述第一开关阀组16和第二开关阀组17中的开关阀均采用球阀。所述输出开关阀12采用球阀。

所述混合腔11的容积和最高输出流量有关，容积足够大，使得各文丘里管流出的各路气流不互相干扰，混合腔11采用圆柱形，混合腔11的形状有利于两种气体的均匀混合，各文丘里管流出的各路气流朝同一方向倾斜一定角度进入混合腔11内，使气流在混合腔11内形成旋流。混合腔11的入口设置在混合腔11的一端，混合腔11的出口设置在混合腔11的另一端中心位置处。

所述溢流阀13用于排放多余的混合气，确保输出口14的压力稳定，不超过限值。

本实用新型的工作流程为：

第一气体从第一进气口1进入，经第一减压阀3后进入板式换热器5，然后进入第一稳压箱7，然后通过第一文丘里管组9和第一开关阀组16进入混合腔11；第二气体从第二进气口2进入，经第二减压阀4后进入板式换热器5，然后进入第二稳压箱8，然后通过第二文丘里管组10和第二开关阀组17进入混合腔11，两种气体在混合腔11内混合均匀后，再通过输出开关阀12从输出口14输出。两种气体在第一稳压箱7和第二稳压箱8内的压力和温度都相同。通过改变各开关阀的开闭，可以调节两种气体的比例，得到不同比例的混合气。混合腔11上还安装了溢流阀13，当混合腔11内的压力高于设定值时，混合气通过溢流阀13从排放口15排放。

两种气体以相同方向流入和流出板式换热器5，并在板式换热器5内进行换热，使得进入两个稳压箱内的两种气体的温度相同。

两种气体分别从板式换热器5出来到两个稳压箱之间的管路，保温箱6内的第一稳压箱7、第二稳压箱8、第一文丘里管组9和第二文丘里管组10，第一稳压箱7与第一文丘里管组9之间的连接管路，第二稳压箱8与第二文丘里管组10之间的连接管路，这些部件及连接管路都在保温箱内，保温箱内各处温度相同，将两种气体控制到相同温度。

所述第一稳压箱7、第二稳压箱8内的压力和混合腔11内的压力比都控制在大于临界压力，通过文丘里管都达到临界状态。

实施例2：

根据附图2，本实施例中的第一减压阀3通过控制器20与第一稳压箱7上的第一压力传感器18电连接，所述第二减压阀4通过控制器20与第二稳压箱8上的第二压力传感器19电连接。

所述第一减压阀3和第二减压阀4均采用可控制开度的精密减压阀，精度不大于0.2%FS，本实施例中采用SMC公司的精密减压阀，型号为IR3120-03。两个减压阀分别以各自相对应的稳压箱内的压力为调节对象，通过控制器20分别控制两个减压阀的开度，使两个稳压箱内的气压保持在相同的气压目标值。

所述第一压力传感器18和第二压力传感器19分别测量各自对应的稳压箱内气体的压力，两个压力传感器均采用德国KOBO公司的PAS型压力传感器，精度0.075%。

所述第一稳压箱7和第二稳压箱8的压力设定值相同，所述控制器20接收第一压力传感器18和第二压力传感器19的信号，通过与第一稳压箱7及第二稳压箱8的压力设定值比较，调节第一减压阀3和第二减压阀4开度，使第一稳压箱7和第二稳压箱8内的气体压力保持在相同的气压目标值。

其他同实施例1。

上述实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，应理解，在阅读了本实用新型阐述的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作不同形式但效果相同的各种改动或修改，这些等同形式修改同样落于本申请权利要求书所限定保护的范围之内。

Claims

1.一种气体分割器，其特征在于：所述气体分割器包括第一进气口、第二进气口、第一减压阀、第二减压阀、板式换热器、保温箱、第一开关阀组、第二开关阀组、混合腔、输出口和排放口，所述保温箱内设有第一稳压箱、第二稳压箱、第一文丘里管组和第二文丘里管组，所述第一进气口、第一减压阀、板式换热器、第一稳压箱、第一文丘里管组、第一开关阀组及混合腔依次连接，所述第二进气口、第二减压阀、板式换热器、第二稳压箱、第二文丘里管组、第二开关阀组及混合腔依次连接，所述第一减压阀与第一稳压箱连接，所述第二减压阀与第二稳压箱连接，所述混合腔通过输出开关阀与输出口气路连接，所述混合腔通过溢流阀与排放口气路连接。

2.根据权利要求 1 所述的一种气体分割器，其特征在于：所述第一减压阀通过控制器与第一稳压箱上的第一压力传感器电连接，所述第二减压阀通过控制器与第二稳压箱上的第二压力传感器电连接，所述第一稳压箱和第二稳压箱的压力设定值相同，所述控制器接收第一压力传感器和第二压力传感器信号，通过与第一稳压箱及第二稳压箱的压力设定值比较，调节第一减压阀和第二减压阀开度，控制第一稳压箱和第二稳压箱内的气体压力保持相同。

3.根据权利要求 1 所述的一种气体分割器，其特征在于：当第一减压阀和第二减压阀均采用自力式减压阀时，所述第一减压阀的气动膜片一侧压力室通过管路与第一稳压箱气路连通，所述第二减压阀的气动膜片一侧压力室通过管路与第二稳压箱气路连通，所述第一减压阀和第二减压阀设定的气压目标值相同，所述第一减压阀和第二减压阀分别通过第一稳压箱和第二稳压箱内的气压驱动气动膜片调节开度，控制第一稳压箱和第二稳压箱内的压力保持相同。

4.根据权利要求 1 所述的一种气体分割器，其特征在于：所述第一文丘里管组和第二文丘里管组分别包括至少一个文丘里管，当第一文丘里管组或第二文丘里管组设有多个文丘里管时，多个文丘里管并联设置，所述第一文丘里管组中的各文丘里管分别连接第一稳压箱，所述第二文丘里管组中的各文丘里管分别连接第二稳压箱。

5.根据权利要求 1 所述的一种气体分割器，其特征在于：所述第一开关阀组和第二开关阀组分别包括至少一个开关阀，当第一开关阀组或第二开关阀组设有多个开关阀时，多个开关阀并联设置，所述第一开关阀组中的开关阀与第一文丘里管组中的文丘里管一一对应连接，所述第一开关阀组中的各开关阀分别连接混合腔，所述第二开关阀组中的开关阀与第二文丘里管组中的文丘里管一一对应连接，所述第二开关阀组中的各开关阀分别连接混合腔。