CN106064026A - 多元气体混配系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多元气体混配系统，其包含流量控制系统和混合系统，该流量控制系统包含至少两条并行连接的单一气体支路，和与所有单一气体支路出口端相连，并将所有单一气体输送至混合系统的输入主气路，每一条单一气体支路上，沿进气气流方向依次设有进气连接口、过滤器、流量控制计、第一单向截止阀和第二截止阀，该流量控制计与计算机系统或可编程逻辑控制器连接，混合系统包含与输入主气路相连的静态混配器，与静态混配器通过管路相连的流量计和混合气输出口。本发明提高了多元气体的混合精度，可控制混合气体中各组分实际浓度和浓度设定值的差别在浓度设定值的±2.0%范围内，可用于火焰切割时混合可燃气体或焊接时保护气的混合配制。
Description
技术领域
本发明涉及气体混配系统，特别是，高混合精度的气体混配系统。
背景技术
工业生产和现代医疗中，常常需要将两种及两种以上气体进行混合后使用，例如工业混合气体保护焊接所需的二元混合气、三元混合气和四元混合气，主要以氩气为基本组元，分别加入惰性气体，还原性气体及氧化性气体的一种或几种。混合气的种类和成分不同，应用效果也千差万别。当采用单一气体为气源，通过管路混合用于焊接或切割时，需要将两种以上的气体进行精确配比，得到浓度确定且稳定的混合气体。目前气体混合装置多种多样，授权公告号为CN102128285B的中国发明专利“一种气体比例配比阀、多元气体比例配比组合阀和气体混配系统”公开了一种气体混配系统，通过阀体和阀芯的简单机构组合，不需气体分析仪，仅用一个旋钮控制，即可制得二元及多元混合气体。授权公告号为CN202921183U的中国发明专利“一种氧气和氩气自动混气设备”公开了一种设备，能在不同切削加工条件下自动混合配比富氧气氛。但上述技术都存在混合气实际浓度计量不准，混合不均匀的问题，尤其在连续供气时，混合不均匀尤为严重，对切割或焊接效果有影响很大。
发明内容
本发明针对上述混合气体浓度不均匀的问题，提供了一种多元气体混配系统，可以配制浓度确定且稳定的多元混合气体，提高多元气体的混合精度。为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种多元气体混配系统，包含了流量控制系统和混合系统，其中流量控制系统包含了至少两条并行连接的单一气体支路，和与所有单一气体支路出口端相连，并将所有单一气体输送至混合系统的输入主气路，每一条单一气体支路上，沿进气气流方向依次设有单一气体气源相连的进气连接口、过滤器、流量控制计、第一单向截止阀和第二截止阀，所述流量控制计与计算机系统或可编程逻辑控制器连接，混合系统沿进气气流方向依次设有与输入主气路相连的静态混配器、与静态混配器通过管路相连的第三截止阀和混合气输出口。
优选地，所述流量控制计通过数据线与计算机系统或可编程逻辑控制器相连，可以通过程序（如流量控制计厂家Bronkhorst为其流量控制计提供的控制程序Flowview）精确设定、控制和调节气体质量流量或体积流量。
优选地，所述第二截止阀、第三截止阀均为隔膜阀。
优选地，所述的多元气体混配系统还包含真空发生系统。
优选地，所述真空发生系统与静态混合器和第三截止阀之间的管路上引出的一条支路相连，包含依次设置的第二单向截止阀、第四截止阀和真空发生器。
优选地，所述流量控制计的流量范围是：0-50 L/min
优选地，所述流量控制计的流量控制精度为设定值的±1.0%之内。
优选地，多元气体混配系统设置在可移动的操作台上。
优选地， 所述进气连接口、过滤器、流量控制计、第一单向截止阀、第二截止阀和静态混配器中的一个或几个部分固定于操作台的一块操作面板上。
本发明的有益效果是：可通过程序精确设定多元气体混配系统气路中气源气体的流量，在线调节待混合气体的流量（质量流量或体积流量）以达到精确浓度，可控制实际流量和设定流量间的误差在±1.0%设定值范围内，进而精准地控制多种气源的混合比例，控制混合气体中各组分实际浓度和浓度设定值的差别在浓度设定值的±2.0%范围内；气源气体通过管路汇合后输入静态混配器，经过静态混配器混合后，多元混合气体的浓度更加均匀，输出的混合气体的成分更精确且稳定；切换气源气体时更加方便，整体气路的主要部件如流量控制计、静态混配器、相关阀门及部件可以安装在一个可移动面板上，便于移动和更换部件。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
1- 进气连接口；2- 第一截止阀；3- 过滤器；4- 流量控制计；5- 第一单向截止阀；6-第二截止阀；7- 输入主气路；8- 静态混配器；9- 压力表；10- 第三截止阀；11- 混合气输出口；12- 第二单向截止阀；13- 第四截止阀；14- 真空发生器；15- 第五截止阀；16- 流量控制系统；17- 混合系统； 18- 真空发生系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，多元气体混配系统，包含了流量控制系统16和混合系统17，其中流量控制系统16包含了至少两条并行连接的单一气体支路，和与所有单一气体支路出口端相连，并将所有单一气体输送至混合系统的输入主气路7，每一条单一气体支路上，沿进气气流方向依次设有单一气体气源相连的进气连接口1、第一截止阀2、过滤器3、流量控制计4、第一单向截止阀5和第二截止阀6，所述流量控制计与计算机系统连接，混合系统17沿进气气流方向包含与输入主气路7相连的静态混配器8，与静态混配器通过管路相连的第三截止阀10和混合气输出口11。流量控制计通过数据线与计算机系统相连，可以通过计算机程序Flowview（由流量控制计厂家Bronkhorst为其流量控制计提供）精确设定、控制和调节气体流量。气路内设有真空发生系统18，其与静态混合器8和第三截止阀10之间的管路上引出的一条支路相连，其包含依次设置的第二单向截止阀12、第四截止阀13和真空发生器14，第四截止阀13通过管路与真空发生器14的吸附腔入口相连。真空发生器可选择但不限于文丘里型真空发生器，可利用压缩空气或氮气作为正压气源，正压气源管路上处可设第五截止阀15，正压气源流经第五截止阀15后进入真空发生器的气源入口。流量控制计的量程是：0~50L/min，流量控制范围为满量程的2-100%，精度为设定值的±1.0% ，稳定性≤±0.2%满量程。上述所有接口、部件、阀门和管路都固定在一个可移动的操作台面板上。
该系统的工作原理描述如下：使用前对每一气源的气路分别抽真空，关闭混合气出口第三截止阀10和其他单一气体支路上的第二截止阀6，抽真空后用该气源置换四次，在计算机系统上设定好至少两种单一气体的种类和流量后，打开相应气路的开关及阀门，在计算机系统上操作开始进气，气体经第一截止阀、过滤器，进入流量控制计，定量流出后通过第一单向截止阀、隔膜阀（即第二截止阀），和其他待混合气体一起进入输入主管路，接着流入静态混配器的进气口，静态混配器可以让多元气体良好地混合，从而确保从静态混配器出气口输出的多元气体的混合精度，最终混合均匀的气体通过混和气输出口进行输出。
流量控制计在计算机计算机程序上显示气体在工作温度下的体积流量，上述系统可以在2-5种气体混合比例为1-100%时，总流量为5L/min-50L/min条件下实现多种气体的均匀混合，实时的混合气体中各组分实际浓度和浓度设定值（vol%）的差别在浓度设定值的±2.0%范围内。
其中一个实施案例的实际测量数据如下：
| 气体 | 设定流量值 (mL/min) | 浓度设定值 (vol %) | 误差为±2%设定值的浓度范围(vol%) | 实际测量浓度（三个数据） (vol %) |
| He | 1200 | 90.29 | 88.48~92.1 | 90.29， 88.49， 92.1 |
| CO2 | 540 | 4.06 | 3.98~4.14 | 4.06， 3.98， 4.14 |
| N2 | 510 | 3.84 | 3.76~3.92 | 3.84， 3.76， 3.91 |
| O2 | 240 | 1.81 | 1.77~1.85 | 1.81， 1.77， 1.84 |
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明所作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种多元气体混配系统，其特征在于，该多元气体混配系统包含流量控制系统（16）和混合系统（17），其中流量控制系统（16）包含至少两条并行连接的单一气体支路，和，与所有单一气体支路出口端相连，并将所有单一气体输送至混合系统的输入主气路（7），每一条单一气体支路上，沿进气气流方向依次设有进气连接口（1）、过滤器（3）、流量控制计（4）、第一单向截止阀（5）和第二截止阀（6），所述流量控制计与计算机系统或可编程逻辑控制器连接，混合系统（17）沿进气气流方向依次设有与输入主气路（7）相连的静态混配器（8）、与静态混配器（8）通过管路相连的第三截止阀（10）和混合气输出口（11）。
2.根据权利要求1所述的多元气体混配系统，其特征在于，流量控制计（4）通过数据线与计算机系统或可编程逻辑控制器相连，通过程序对相应的质量流量或体积流量进行精确设定、控制和调节。
3.根据权利要求1所述的多元气体混配系统，其特征在于，所述第二截止阀（6）、第三截止阀（10）均为隔膜阀。
4.根据权利要求1所述的多元气体混配系统，其特征在于，该多元气体混配系统还包含真空发生系统（18）。
5.根据权利要求4所述的多元气体混配系统，其特征在于，所述真空发生系统（18）与静态混合器（8）和第三截止阀（10）之间的管路上引出的一条支路相连，包含依次设置的第二单向截止阀（12）、第四截止阀（13）和真空发生器（14）。
6.根据权利要求1所述的多元气体混配系统，其特征在于，所述的流量控制计（4）的流量范围在：0-50 L/min。
7.根据权利要求1所述的多元气体混配系统，其特征在于，所述流量控制计（4）的流量控制精度为设定值的±1.0%之内。
8.根据权利要求1所述的多元气体混配系统，其特征在于，该多元气体混配系统设置在可移动的操作台上。
9.根据权利要求8所述的多元气体混配系统，其特征在于，所述进气连接口（1）、过滤器（3）、流量控制计（4）、第一单向截止阀（5）、第二截止阀（6）和静态混配器（8）中的一个或几个部分固定于操作台的一块操作面板上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161102 |