多元?dú)怏w混配系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，其包含流量控制系統(tǒng)和混合系統(tǒng)，該流量控制系統(tǒng)包含至少兩條并行連接的單一氣體支路，和與所有單一氣體支路出口端相連，并將所有單一氣體輸送至混合系統(tǒng)的輸入主氣路，每一條單一氣體支路上，沿進(jìn)氣氣流方向依次設(shè)有進(jìn)氣連接口、過濾器、流量控制計(jì)、第一單向截止閥和第二截止閥，該流量控制計(jì)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或可編程邏輯控制器連接，混合系統(tǒng)包含與輸入主氣路相連的靜態(tài)混配器，與靜態(tài)混配器通過管路相連的流量計(jì)和混合氣輸出口。本發(fā)明提高了多元?dú)怏w的混合精度，可控制混合氣體中各組分實(shí)際濃度和濃度設(shè)定值的差別在濃度設(shè)定值的±2.0%范圍內(nèi)，可用于火焰切割時(shí)混合可燃?xì)怏w或焊接時(shí)保護(hù)氣的混合配制。
【專利說明】
多元?dú)怏w混配系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及氣體混配系統(tǒng)，特別是，高混合精度的氣體混配系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代醫(yī)療中，常常需要將兩種及兩種以上氣體進(jìn)行混合后使用，例如 工業(yè)混合氣體保護(hù)焊接所需的二元混合氣、三元混合氣和四元混合氣，主要以氬氣為基本 組元，分別加入惰性氣體，還原性氣體及氧化性氣體的一種或幾種?；旌蠚獾姆N類和成分不 同，應(yīng)用效果也千差萬別。當(dāng)采用單一氣體為氣源，通過管路混合用于焊接或切割時(shí)，需要 將兩種以上的氣體進(jìn)行精確配比，得到濃度確定且穩(wěn)定的混合氣體。目前氣體混合裝置多 種多樣，授權(quán)公告號(hào)為CN102128285B的中國發(fā)明專利"一種氣體比例配比閥、多元?dú)怏w比例 配比組合閥和氣體混配系統(tǒng)"公開了一種氣體混配系統(tǒng)，通過閥體和閥芯的簡單機(jī)構(gòu)組合， 不需氣體分析儀，僅用一個(gè)旋鈕控制，即可制得二元及多元混合氣體。授權(quán)公告號(hào)為 CN202921183U的中國發(fā)明專利"一種氧氣和氬氣自動(dòng)混氣設(shè)備"公開了一種設(shè)備，能在不同 切削加工條件下自動(dòng)混合配比富氧氣氛。但上述技術(shù)都存在混合氣實(shí)際濃度計(jì)量不準(zhǔn)，混 合不均勻的問題，尤其在連續(xù)供氣時(shí)，混合不均勻尤為嚴(yán)重，對(duì)切割或焊接效果有影響很 大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)上述混合氣體濃度不均勻的問題，提供了一種多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，可 以配制濃度確定且穩(wěn)定的多元混合氣體，提高多元?dú)怏w的混合精度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本 發(fā)明采用下述技術(shù)方案： 一種多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，包含了流量控制系統(tǒng)和混合系統(tǒng)，其中流量控制系統(tǒng)包含了 至少兩條并行連接的單一氣體支路，和與所有單一氣體支路出口端相連，并將所有單一氣 體輸送至混合系統(tǒng)的輸入主氣路，每一條單一氣體支路上，沿進(jìn)氣氣流方向依次設(shè)有單一 氣體氣源相連的進(jìn)氣連接口、過濾器、流量控制計(jì)、第一單向截止閥和第二截止閥，所述流 量控制計(jì)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或可編程邏輯控制器連接，混合系統(tǒng)沿進(jìn)氣氣流方向依次設(shè)有與輸 入主氣路相連的靜態(tài)混配器、與靜態(tài)混配器通過管路相連的第三截止閥和混合氣輸出口。
[0004] 優(yōu)選地，所述流量控制計(jì)通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或可編程邏輯控制器相連，可 以通過程序（如流量控制計(jì)廠家Bronkhorst為其流量控制計(jì)提供的控制程序Flowview)精 確設(shè)定、控制和調(diào)節(jié)氣體質(zhì)量流量或體積流量。
[0005] 優(yōu)選地，所述第二截止閥、第三截止閥均為隔膜閥。
[0006] 優(yōu)選地，所述的多元?dú)怏w混配系統(tǒng)還包含真空發(fā)生系統(tǒng)。
[0007] 優(yōu)選地，所述真空發(fā)生系統(tǒng)與靜態(tài)混合器和第三截止閥之間的管路上引出的一條 支路相連，包含依次設(shè)置的第二單向截止閥、第四截止閥和真空發(fā)生器。
[0008] 優(yōu)選地，所述流量控制計(jì)的流量范圍是:0-50 L/min 優(yōu)選地，所述流量控制計(jì)的流量控制精度為設(shè)定值的± 1. 〇%之內(nèi)。
[0009 ]優(yōu)選地，多元?dú)怏w混配系統(tǒng)設(shè)置在可移動(dòng)的操作臺(tái)上。
[0010] 優(yōu)選地，所述進(jìn)氣連接口、過濾器、流量控制計(jì)、第一單向截止閥、第二截止閥和 靜態(tài)混配器中的一個(gè)或幾個(gè)部分固定于操作臺(tái)的一塊操作面板上。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是:可通過程序精確設(shè)定多元?dú)怏w混配系統(tǒng)氣路中氣源氣體的 流量，在線調(diào)節(jié)待混合氣體的流量(質(zhì)量流量或體積流量）以達(dá)到精確濃度，可控制實(shí)際流 量和設(shè)定流量間的誤差在±1.0%設(shè)定值范圍內(nèi)，進(jìn)而精準(zhǔn)地控制多種氣源的混合比例，控 制混合氣體中各組分實(shí)際濃度和濃度設(shè)定值的差別在濃度設(shè)定值的± 2.0%范圍內(nèi)；氣源氣 體通過管路匯合后輸入靜態(tài)混配器，經(jīng)過靜態(tài)混配器混合后，多元混合氣體的濃度更加均 勻，輸出的混合氣體的成分更精確且穩(wěn)定;切換氣源氣體時(shí)更加方便，整體氣路的主要部件 如流量控制計(jì)、靜態(tài)混配器、相關(guān)閥門及部件可以安裝在一個(gè)可移動(dòng)面板上，便于移動(dòng)和更 換部件。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 1-進(jìn)氣連接口；2-第一截止閥；3-過濾器;4-流量控制計(jì);5-第一單向截止閥;6-第二截止閥；7-輸入主氣路;8-靜態(tài)混配器;9-壓力表；10-第三截止閥；11-混合氣輸 出口；12-第二單向截止閥；13-第四截止閥；14-真空發(fā)生器；15-第五截止閥；16-流量 控制系統(tǒng)；17-混合系統(tǒng)；18-真空發(fā)生系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1所示，多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，包含了流量控制系統(tǒng)16和混合系統(tǒng)17，其中流量 控制系統(tǒng)16包含了至少兩條并行連接的單一氣體支路，和與所有單一氣體支路出口端相 連，并將所有單一氣體輸送至混合系統(tǒng)的輸入主氣路7,每一條單一氣體支路上，沿進(jìn)氣氣 流方向依次設(shè)有單一氣體氣源相連的進(jìn)氣連接口 1、第一截止閥2、過濾器3、流量控制計(jì)4、 第一單向截止閥5和第二截止閥6,所述流量控制計(jì)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，混合系統(tǒng)17沿進(jìn)氣 氣流方向包含與輸入主氣路7相連的靜態(tài)混配器8,與靜態(tài)混配器通過管路相連的第三截止 閥10和混合氣輸出口 11。流量控制計(jì)通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，可以通過計(jì)算機(jī)程序 Flowview(由流量控制計(jì)廠家Bronkhorst為其流量控制計(jì)提供)精確設(shè)定、控制和調(diào)節(jié)氣體 流量。氣路內(nèi)設(shè)有真空發(fā)生系統(tǒng)18,其與靜態(tài)混合器8和第三截止閥10之間的管路上引出的 一條支路相連，其包含依次設(shè)置的第二單向截止閥12、第四截止閥13和真空發(fā)生器14,第四 截止閥13通過管路與真空發(fā)生器14的吸附腔入口相連。真空發(fā)生器可選擇但不限于文丘里 型真空發(fā)生器，可利用壓縮空氣或氮?dú)庾鳛檎龎簹庠?，正壓氣源管路上處可設(shè)第五截止閥 15,正壓氣源流經(jīng)第五截止閥15后進(jìn)入真空發(fā)生器的氣源入口。流量控制計(jì)的量程是：0~ 50L/min，流量控制范圍為滿量程的2-100%，精度為設(shè)定值的± 1.0%，穩(wěn)定性彡±0.2%滿量 程。上述所有接口、部件、閥門和管路都固定在一個(gè)可移動(dòng)的操作臺(tái)面板上。
[0015]該系統(tǒng)的工作原理描述如下：使用前對(duì)每一氣源的氣路分別抽真空，關(guān)閉混合氣 出口第三截止閥10和其他單一氣體支路上的第二截止閥6,抽真空后用該氣源置換四次，在 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上設(shè)定好至少兩種單一氣體的種類和流量后，打開相應(yīng)氣路的開關(guān)及閥門，在 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上操作開始進(jìn)氣，氣體經(jīng)第一截止閥、過濾器，進(jìn)入流量控制計(jì)，定量流出后通 過第一單向截止閥、隔膜閥（即第二截止閥），和其他待混合氣體一起進(jìn)入輸入主管路，接著 流入靜態(tài)混配器的進(jìn)氣口，靜態(tài)混配器可以讓多元?dú)怏w良好地混合，從而確保從靜態(tài)混配 器出氣口輸出的多元?dú)怏w的混合精度，最終混合均勻的氣體通過混和氣輸出口進(jìn)行輸出。
[0016] 流量控制計(jì)在計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)程序上顯示氣體在工作溫度下的體積流量，上述系統(tǒng) 可以在2-5種氣體混合比例為1-100%時(shí)，總流量為5L/min-50L/min條件下實(shí)現(xiàn)多種氣體的 均勻混合，實(shí)時(shí)的混合氣體中各組分實(shí)際濃度和濃度設(shè)定值(vol%)的差別在濃度設(shè)定值的 ±2.0%范圍內(nèi)。
[0017] 其中一個(gè)實(shí)施案例的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)如下：
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明所作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技 術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù) 方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，其特征在于，該多元?dú)怏w混配系統(tǒng)包含流量控制系統(tǒng)（16) 和混合系統(tǒng)（17)，其中流量控制系統(tǒng)（16)包含至少兩條并行連接的單一氣體支路，和，與所 有單一氣體支路出口端相連，并將所有單一氣體輸送至混合系統(tǒng)的輸入主氣路(7)，每一條 單一氣體支路上，沿進(jìn)氣氣流方向依次設(shè)有進(jìn)氣連接口（ 1 )、過濾器(3)、流量控制計(jì)(4)、第 一單向截止閥（5)和第二截止閥（6)，所述流量控制計(jì)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或可編程邏輯控制器連 接，混合系統(tǒng)（17)沿進(jìn)氣氣流方向依次設(shè)有與輸入主氣路(7)相連的靜態(tài)混配器(8)、與靜 態(tài)混配器(8)通過管路相連的第三截止閥（10)和混合氣輸出口（11)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，其特征在于，流量控制計(jì)(4)通過數(shù)據(jù)線 與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或可編程邏輯控制器相連，通過程序?qū)ο鄳?yīng)的質(zhì)量流量或體積流量進(jìn)行精確 設(shè)定、控制和調(diào)節(jié)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，其特征在于，所述第二截止閥（6)、第三截 止閥（10)均為隔膜閥。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，其特征在于，該多元?dú)怏w混配系統(tǒng)還包含 真空發(fā)生系統(tǒng)（18)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，其特征在于，所述真空發(fā)生系統(tǒng)（18)與靜 態(tài)混合器(8)和第三截止閥（10)之間的管路上引出的一條支路相連，包含依次設(shè)置的第二 單向截止閥（12)、第四截止閥（13)和真空發(fā)生器(14)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，其特征在于，所述的流量控制計(jì)(4)的流 量范圍在:0-50 L/min。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，其特征在于，所述流量控制計(jì)(4)的流量 控制精度為設(shè)定值的± 1. 〇%之內(nèi)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，其特征在于，該多元?dú)怏w混配系統(tǒng)設(shè)置在 可移動(dòng)的操作臺(tái)上。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多元?dú)怏w混配系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)氣連接口（ 1)、過濾器 (3)、流量控制計(jì)(4)、第一單向截止閥（5)、第二截止閥（6)和靜態(tài)混配器(8)中的一個(gè)或幾 個(gè)部分固定于操作臺(tái)的一塊操作面板上。
【文檔編號(hào)】B01F3/20GK106064026SQ201610593066
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日
【發(fā)明人】周昀, 黃巍
【申請(qǐng)人】液化空氣（中國）研發(fā)有限公司