一種電控氣體穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電控氣體穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，包括調(diào)節(jié)閥體，所述調(diào)節(jié)閥體一端安裝調(diào)節(jié)閥座，另一端連接步進(jìn)伺服電機(jī)；所述調(diào)節(jié)閥座內(nèi)裝有平衡彈簧和閥瓣，所述閥瓣連接閥門，閥門通過導(dǎo)桿連接傳動座，所述傳動座外側(cè)設(shè)置波紋管；所述傳動座通過調(diào)節(jié)彈簧連接頂塊，所述頂塊通過調(diào)節(jié)螺桿連接步進(jìn)伺服電機(jī)；本實(shí)用新型的有益效果是，改變了電子壓力控制裝置結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)復(fù)雜，加工制造精度要求較高，主要零部件依賴進(jìn)口，生產(chǎn)制造成本和使用成本過高，易于實(shí)現(xiàn)自動控制，且結(jié)構(gòu)簡單新穎，大幅度的降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種電控氣體穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于氣相色譜儀或其他氣體分析儀器的電子氣路控制部件，該裝置基于電控壓力調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器和控制電路，利用精密閉環(huán)反饋控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對儀器氣路壓力、流量等預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)模塊控制，可改善儀器整體性能，提高儀器自動化程度和可靠性，減少氣體消耗，消除氣體壓力、流量漂移，為儀器氣路提供非脈沖流量，廣泛應(yīng)用于各種型號氣相色譜儀、以及使用氣體進(jìn)行傳輸?shù)母黝惙治鰞x器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前中國對氣相色譜儀的需求量每年將達(dá)數(shù)千臺，其中配EPC的氣相色譜儀的需求量每年也在不斷增加。由于國內(nèi)缺少諸如EPC等技術(shù)，使國產(chǎn)色譜儀技術(shù)長期停留在中低檔水平。氣相色譜用電子流量/壓力控制模塊的研制，將能更進(jìn)一步提升國產(chǎn)色譜儀的整體性能。EPC應(yīng)用于新一代自動化氣相色譜儀上，儀器的綜合能力能滿足每個實(shí)驗(yàn)室的需求，使色譜最佳操作條件的自動選擇，也將大大縮短與國外高檔色譜儀差距。
[0003]隨著氣相色譜儀自動化程度的不斷提高，電子壓力控制(Electronic PressureControl,簡稱EPC)技術(shù)已作為基本配置在許多國外廠家的氣相色譜儀上安裝，從而為色譜條件的再現(xiàn)、優(yōu)化和自動化提供了更可靠更完善的支持，而國產(chǎn)的氣相色譜儀器在這一領(lǐng)域卻是長期處于空白狀態(tài)。目前，國產(chǎn)氣相色譜儀所使用的氣體壓力、流量控制系統(tǒng)，不論是通過流量傳感器實(shí)現(xiàn)流量恒定，是通過壓力傳感器實(shí)現(xiàn)流量恒定，其主要技術(shù)和元器件均需進(jìn)口，國內(nèi)研發(fā)的的氣體壓力、流量控制系統(tǒng)(EPC)并未真正實(shí)現(xiàn)商品化，同時也說明實(shí)現(xiàn)氣體壓力流量控制國產(chǎn)化，將是國內(nèi)色譜工作者所面臨的重要任務(wù)。
[0004]電子壓力控制(Electronic Pressure Control,簡稱EPC)是一種氣相色譜儀氣路電子控制部件，它實(shí)質(zhì)上是采用電子壓力、流量傳感器和控制器，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)壓力、流量和氣體線速等實(shí)現(xiàn)自動控制。日本島津公司稱作自動流量控制系統(tǒng)(AFC) ;PE公司叫可編程氣路控制(PPC);瓦里安公司叫電子流量控制(EFC)。EPC已成為國內(nèi)外高檔多功能氣相色譜儀必備的部件之一。現(xiàn)有的儀器也可以改裝使用EPC部件，使儀器得以升級，EPC通過自動控制載氣的柱前壓，毛細(xì)管柱線速度或色譜柱質(zhì)量流量，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有色譜儀操作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)最佳的色譜分離。在毛細(xì)管分析中，它可以方便地實(shí)現(xiàn)分流、不分流、直接全進(jìn)樣、柱前壓、線速度、流量以及為節(jié)省載氣減小分流比等的程序全自動控制。
[0005]EPC在二十年前開始使用，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，氣相色譜儀已趨于完善。為了不斷提高色譜的分離效果，EPC廣泛引起了色譜工作者的重視。當(dāng)前，EPC已發(fā)展到第五代，由于諸多新技術(shù)，新器件如:傳感器、新型閥門、微處理機(jī)以及微加工工藝的應(yīng)用等，無論在性能上、數(shù)字化、自動化程度、易于操作上都取得了飛速進(jìn)步。目前EPC雖然在價格上有所降低，但就它對色譜儀性能的貢獻(xiàn)和它的實(shí)際價格相比還是偏高，這也可能是在一般氣相色譜儀上沒有廣泛推廣使用的一個主要原因。
[0006]電子壓力/流量控制技術(shù)，從控制角度講，就是采用閉環(huán)反饋控制技術(shù)，對壓力、壓差、流量信號進(jìn)行綜合分析與控制，并組成一個易于操作使用的預(yù)制模塊。模塊由帶有溫度、壓力補(bǔ)償?shù)谋壤y、開關(guān)閥及壓力或流量傳感器構(gòu)成，通過控制電路中的PID設(shè)置與參數(shù)調(diào)節(jié)，消除因環(huán)境溫度、分析系統(tǒng)溫度、柱系統(tǒng)阻力、閥件的機(jī)械磨損等造成的偏差，使載氣在各色譜系統(tǒng)的氣路中有非常穩(wěn)定的流速，從而保證在分析過程中，基線穩(wěn)定、檢測器響應(yīng)準(zhǔn)確、閥的開閉準(zhǔn)確；完成對載氣流量控制、分流進(jìn)樣控制的綜合控制功能。目前這種模塊已經(jīng)從以前的機(jī)械式發(fā)展成電子式，由精密的壓力、流量控制部件取代了過去的手動減壓閥、針閥等調(diào)節(jié)功能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]為了克服氣體電子壓力控制裝置結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)復(fù)雜，對加工制造精度要求較高，主要零部件進(jìn)口，生產(chǎn)制造成本和使用成本過高等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電子壓力控制裝置結(jié)構(gòu)和控制簡單可靠，降低制造和生產(chǎn)成本，本實(shí)用新型提供一種電控氣體穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為，一種電控氣體穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，包括調(diào)節(jié)閥體，所述調(diào)節(jié)閥體一端安裝調(diào)節(jié)閥座，另一端連接步進(jìn)伺服電機(jī)；所述調(diào)節(jié)閥座內(nèi)裝有平衡彈簧和閥瓣，所述閥瓣連接閥門，閥門通過導(dǎo)桿連接傳動座，所述傳動座外側(cè)設(shè)置波紋管；所述傳動座通過調(diào)節(jié)彈簧連接頂塊，所述頂塊通過調(diào)節(jié)螺桿連接步進(jìn)伺服電機(jī)；
[0009]所述調(diào)節(jié)閥體上安裝有壓力傳感器，壓力傳感器與調(diào)節(jié)閥體采用一體式結(jié)構(gòu)。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是，改變了電子壓力控制裝置結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)復(fù)雜，加工制造精度要求較高，主要零部件依賴進(jìn)口，生產(chǎn)制造成本和使用成本過高，易于實(shí)現(xiàn)自動控制，且結(jié)構(gòu)簡單新穎，大幅度的降低了生產(chǎn)成本。具體的:
[0011]I)裝置采用自身帶有機(jī)械自穩(wěn)壓系統(tǒng)的電控壓力調(diào)節(jié)閥，控制安全可靠。
[0012]2)裝置選用精密閉環(huán)反饋控制技術(shù)，通過壓力傳感器采樣和步進(jìn)伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)對儀器氣路壓力、流量等預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)模塊控制。
[0013]3)選用大減速比步進(jìn)伺服電機(jī)，利用其細(xì)分驅(qū)動和調(diào)節(jié)螺桿螺紋的微距功能，實(shí)現(xiàn)電控壓力調(diào)節(jié)閥高精度控制，可達(dá)到電控壓力調(diào)節(jié)閥閥柄1440步/周高精度控制調(diào)節(jié)。
[0014]4)壓力傳感器與壓力調(diào)節(jié)閥體采用一體式結(jié)構(gòu)，進(jìn)行輸出壓力數(shù)據(jù)采集。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是電控氣體壓力調(diào)節(jié)穩(wěn)壓裝置主剖視圖；
[0016]圖2是電控氣體壓力調(diào)節(jié)穩(wěn)壓裝置電器控制與驅(qū)動示意圖；
[0017]圖3是電控氣體壓力調(diào)節(jié)穩(wěn)壓裝置壓力傳感器連接圖；
[0018]圖中:1.調(diào)節(jié)閥座，2.平衡彈簧，3.閥瓣，4.閥門，5.導(dǎo)桿，6.傳動座，7.波紋管，8.調(diào)節(jié)彈簧，9.頂塊，10.調(diào)節(jié)螺桿，11.步進(jìn)伺服電機(jī)，12.壓力傳感器，13.調(diào)節(jié)閥體。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0020]如圖所示，本實(shí)用新型為一種電控氣體穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，包括調(diào)節(jié)閥體13，所述調(diào)節(jié)閥體13 —端安裝調(diào)節(jié)閥座1，另一端連接步進(jìn)伺服電機(jī)11 ;所述調(diào)節(jié)閥座I內(nèi)裝有平衡彈簧2和閥瓣3，所述閥瓣3連接閥門4，閥門4通過導(dǎo)桿5連接傳動座6，所述傳動座6外側(cè)設(shè)置波紋管7 ;所述傳動座6通過調(diào)節(jié)彈簧8連接頂塊9，所述頂塊9通過調(diào)節(jié)螺桿10連接步進(jìn)伺服電機(jī)11;
[0021]所述調(diào)節(jié)閥體13上安裝有壓力傳感器12，壓力傳感器12與調(diào)節(jié)閥體13采用一體式結(jié)構(gòu)。
[0022]在圖1中，該裝置通過調(diào)節(jié)閥體將步進(jìn)伺服電機(jī)和調(diào)節(jié)閥座、平衡彈簧、閥瓣、閥門、導(dǎo)桿、傳動座、波紋管、調(diào)節(jié)彈簧、頂塊、調(diào)節(jié)螺桿、壓力傳感器安裝在圖示位置上，傳感器入口與調(diào)節(jié)閥出口端密閉連接。
[0023]在圖2中，步進(jìn)伺服電機(jī)由電機(jī)連線提供驅(qū)動/控制電源，步進(jìn)伺服電機(jī)輸出軸與調(diào)節(jié)螺桿滑鍵連接，調(diào)節(jié)螺桿帶動頂塊軸向位移，通過調(diào)節(jié)彈簧及導(dǎo)桿、傳動座調(diào)節(jié)裝置、閥瓣、閥門間隙，來實(shí)現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)。
[0024]在圖3中，壓力傳感器固定在調(diào)節(jié)閥體上，其入口與調(diào)節(jié)閥出口端腔體密閉連接，并通過傳感器連線向裝置專用計(jì)算機(jī)實(shí)時傳輸氣體壓力參數(shù)。
[0025]在圖1中，裝置采用波紋管雙腔式結(jié)構(gòu)，氣體入口與入口腔相連，氣體出口與出口腔相連，其結(jié)構(gòu)原理如圖。裝置根據(jù)設(shè)定參數(shù)值由步進(jìn)伺服電機(jī)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺桿，使系統(tǒng)內(nèi)出口腔和入口腔達(dá)到平衡。若此時進(jìn)氣口壓力稍有增加，入口腔內(nèi)氣壓隨之增大，波紋管向右伸張，傳動座帶動導(dǎo)桿向右移動，使閥瓣和閥門空隙減小，此時氣流阻力增大。于是進(jìn)入出口腔的氣體流量減小，則出口壓力被自動調(diào)節(jié)回平衡狀態(tài)。反之，若進(jìn)口壓力略有降低，同理波紋管向左壓縮，使閥瓣和閥門間空隙增大，氣流阻力減小，出口壓力被自動調(diào)節(jié)回平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)裝置系統(tǒng)出口壓力穩(wěn)定。
[0026]本裝置采用精密閉環(huán)反饋控制技術(shù)，通過壓力傳感器采樣和步進(jìn)伺服電機(jī)驅(qū)動調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對儀器氣路壓力、流量控制。
[0027]本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施方式，任何人應(yīng)得知在本實(shí)用新型啟示下做出的結(jié)構(gòu)變化所得出的相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0028]本實(shí)用新型未詳細(xì)描述的技術(shù)、形狀、構(gòu)造部分均為公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種電控氣體穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括調(diào)節(jié)閥體，所述調(diào)節(jié)閥體一端安裝調(diào)節(jié)閥座，另一端連接步進(jìn)伺服電機(jī)；所述調(diào)節(jié)閥座內(nèi)裝有平衡彈簧和閥瓣，所述閥瓣連接閥門，閥門通過導(dǎo)桿連接傳動座，所述傳動座外側(cè)設(shè)置波紋管；所述傳動座通過調(diào)節(jié)彈簧連接頂塊，所述頂塊通過調(diào)節(jié)螺桿連接步進(jìn)伺服電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的電控氣體穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)閥體上安裝有壓力傳感器，壓力傳感器與調(diào)節(jié)閥體采用一體式結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F16K17/20GK203963165SQ201420368672
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月5日
【發(fā)明者】劉春生, 賈文藝, 李超遠(yuǎn), 劉厚防, 賈長龍 申請人:滕州京魯偉業(yè)科學(xué)儀器有限公司