CN214846400U - 一种数字型流体流量快速调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字型流体流量快速调节装置，包括控制器、流体分流管系、流体汇流管系、若干恒流器及若干通断型控制阀；一个通断型控制阀对应一个恒流器，各通断型控制阀的入口与流体分流管系相连通，各通断型控制阀的出口与对应恒流器的入口相连通，各恒流器的出口与流体汇流管系相连通，控制器与各通断型控制阀的控制端相连接，该装置具有响应时间短、调节精度高及稳定性高的特点。

Description

一种数字型流体流量快速调节装置

技术领域

本实用新型涉及一种流量调节装置，具体涉及一种数字型流体流量快速调节装置。

背景技术

流体流量调节是工业控制领域最常见、最重要的工艺流程控制手段之一，其调节性能优劣直接影响相关工艺过程的运行指标，甚至关系到整套工艺系统的运行效果。常见的流体流量调节装置，其基本原理是利用外部动力改变流体通流截面积，进而改变流体流量。这种流量调节方法的特点是流量以连续变化的方式达到目标值，使得改变流量的过程存在一定的滞后。另外，为了使流体流量调节具有更高的精度，调节执行机构通常需要配合精密的定位器，对流量调节过程进行修正。

在需要对小流量流体进行高精度的流量调节操作时，传统的流量调节方式需要付出更高的设备成本，流量调节响应时间也会增加。同时，在调节过程中，有很大概率会发生超调现象，导致流体的流量波动，影响系统运行稳定性。另外，高精度的流量调节执行机构由于其内部包含许多复杂、精密的元件及结构，其对通流介质及使用环境有一定的要求，如高温、灰尘、高湿、振动、腐蚀等因素都会直接影响装置的运行效果和使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种数字型流体流量快速调节装置，该装置具有响应时间短、调节精度高及稳定性高的特点。

为达到上述目的，本实用新型所述的数字型流体流量快速调节装置包括控制器、流体分流管系、流体汇流管系、若干恒流器及若干通断型控制阀；

一个通断型控制阀对应一个恒流器，各通断型控制阀的入口与流体分流管系相连通，各通断型控制阀的出口与对应恒流器的入口相连通，各恒流器的出口与流体汇流管系相连通，控制器与各通断型控制阀的控制端相连接。

各通断型控制阀的型号相同。

各通断型控制阀的通流能力均大于所有恒流器的通流能力。

在工作时，控制器根据接收到的外部指令信号控制各通断控制阀的通断状态，使得所有导通状态下通断控制阀对应的恒流器的通流能力之和与外部指令信号对应的通流能力相匹配。

各恒流器的通流能力不同。

第n个恒流器的通流能力为k×2^n-1，其中，k为流量调节分辨率。

还包括流体入口管；流体入口管与流体分流管系的入口相连通。

还包括流体出口管；流体出口管与流体汇流管系相连通。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的数字型流体流量快速调节装置在具体操作时，利用恒流器流通能力稳定的特点，在流体汇流管系与流体分流管系之间设置有若干支路，其中，各支路上均设置有恒流器及通断型控制阀，通过各通断型控制阀控制各支路的通断，通过流通状态下恒流器的通流能力之和作为整个装置的流通能力，以实现这个装置的流通能力的调节，另外，需要说明的是，本实用新型的响应时间等于控制器控制各通断型控制阀的时间与各通断型控制阀的响应时间之和，响应时间较短，同时响应稳定性较高，并且不存在过调的可能性，也无需结果修正，具有较高的调节精度，结构简单，元件成熟稳定，对各种使用环境具有较强的适应性。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图。

其中，1为恒流器、2为通断型控制阀、3为控制器、4为流体入口管、5为流体分流管系、6为流体汇流管系、7为流体出口管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本实用新型所述的数字型流体流量快速调节装置包括控制器3、流体入口管4、流体分流管系5、流体汇流管系6、流体出口管7、若干恒流器1及若干通断型控制阀2；

流体入口管4与流体分流管系5的入口相连通，其中，一个通断型控制阀2对应一个恒流器1，各通断型控制阀2的入口与流体分流管系5相连通，各通断型控制阀2的出口与对应恒流器1的入口相连通，各恒流器1的出口与流体汇流管系6相连通，流体出口管7与流体汇流管系6相连通，控制器3与各通断型控制阀2的控制端相连接。

实施例一

参考图1，本实施例的调节范围为0～255k，调节分辨率为k，内部流道为8组，即恒流器1及通断型控制阀2的数目均为八个，分辨率k的单位表示流体流量的工程值单位。

控制器3根据外部信号指令对各通断型控制阀2进行控制，其中，通断型控制阀2的通流能力大于对应恒流器1的通流能力，以免通断型控制阀2对恒流器1的正常工作造成影响。从实用性角度出发，各通断型控制阀2的型号相同，且保证各通断型控制阀2的通流能力均大于所有恒流器1的通流能力。

本实施例中的分辨率为1mL/min，则八个恒流器1的通流能力依次为1mL/min、2mL/min、4mL/min、8mL/min、16mL/min、32mL/min、64mL/min及128mL/min，本实施例的流量调节范围为0～255mL/min。

在应用时，先关闭各通断型控制阀2，再将调节流体引入流体入口管4中，再进入到流体分流管系5中。

当控制器3接收到外部指令信号时，则对各通断型控制阀2发出开关指令，以制各通断型控制阀2所在支路的通断，其中，各支路的流通汇集形成整个系统的通流，例如，外部指令信号表示整个系统的通流为150mL/min时，则控制器3控制第二个通断型控制阀2、第三个通断型控制阀2、第五个通断型控制阀2及第八个通断型控制阀2开启，其他通断型控制阀2关闭，第二个恒流器1、第三个恒流器1、第五个恒流器1及第八个恒流器1的通流能力分别为2mL/min、4mL/min、16mL/min及128mL/min，以形状系统整体的150mL/min通流能力，然后流体汇集到流体汇流管系6中，并最终经流体出口管7排出，完成流量调节过程。

本实用新型从接收到外部指令信号到系统形成整体通流能力，响应时间仅为控制器3控制及通断型控制阀2的动作时间，与工艺过程相比，该过程用时基本可以忽略，因此调节响应时间极短。

另外，由于恒流器1的基本特性，即特定工况下流体通流能力恒定不变，因此本实用新型在调节过程完成后，整体通流能力能够快速保持恒定，具有极高的流量调节精度。

当本实用新型需要提高调节流量的分辨率时，仅需调整系统的k值，如k＝0.1mL/min，则系统的最小调节分辨率为0.1mL/min，流量调节范围为0～25.5mL/min。而最小的调节分辨率取决于恒流器1的最小通流能力。

另外，当需要增加系统的流量调节范围时，则只需扩展流道数量即可，即增加恒流器1及通断型控制阀2的数目。

本实用新型结构简单，所有元器件及管路可以通过合理的工业设计进行集成，且元器件对使用环境要求较低，对应用环境的适应性强。

本实用新型将多组具备不同通流能力的流道进行巧妙的组合，使系统整体具备流体流量的快速调节能力，彻底解决流体流量调节响应时间过长及流体参数波动等问题。对小流量流体的高精度流量调节工况具有更强的适应性。并且，本实用新型结构简单，性能稳定可靠，具备较强的使用环境适应能力，为小流量流体的高精度快速流量调节提供了全新的技术。

Claims (8)

1.一种数字型流体流量快速调节装置，其特征在于，包括控制器(3)、流体分流管系(5)、流体汇流管系(6)、若干恒流器(1)及若干通断型控制阀(2)；

一个通断型控制阀(2)对应一个恒流器(1)，各通断型控制阀(2)的入口与流体分流管系(5)相连通，各通断型控制阀(2)的出口与对应恒流器(1)的入口相连通，各恒流器(1)的出口与流体汇流管系(6)相连通，控制器(3)与各通断型控制阀(2)的控制端相连接。

2.根据权利要求1所述的数字型流体流量快速调节装置，其特征在于，各通断型控制阀(2)的型号相同。

3.根据权利要求1所述的数字型流体流量快速调节装置，其特征在于，各通断型控制阀(2)的通流能力均大于所有恒流器(1)的通流能力。

4.根据权利要求1所述的数字型流体流量快速调节装置，其特征在于，在工作时，控制器(3)根据接收到的外部指令信号控制各通断型控制阀(2)的通断状态，使得所有导通状态下通断型控制阀(2)对应的恒流器的通流能力之和与外部指令信号对应的通流能力相匹配。

5.根据权利要求1所述的数字型流体流量快速调节装置，其特征在于，各恒流器(1)的通流能力不同。

6.根据权利要求1所述的数字型流体流量快速调节装置，其特征在于，第n个恒流器(1)的通流能力为k×2^n-1，其中，k为流量调节分辨率。

7.根据权利要求1所述的数字型流体流量快速调节装置，其特征在于，还包括流体入口管(4)；流体入口管(4)与流体分流管系(5)的入口相连通。

8.根据权利要求1所述的数字型流体流量快速调节装置，其特征在于，还包括流体出口管(7)；流体出口管(7)与流体汇流管系(6)相连通。

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