一种气体混合配比的装置的制作方法

本实用新型属于流体机械技术领域，涉及一种气体混合配比的装置。

背景技术：

随着科学技术的发展，流体流量需要精确的控制，很多行业比如焊接、表面处理、医疗器械消毒以及食品加工为了获得更好的加工效果，常常需要将多种气体按比例混合后投入使用。为了保证流体混合比例的正确，需要精确控制单元流体的流量。

目前，流体流量控制装置主要有机械式和电控式两种方式。机械式一般是通过节流阀调节节流孔的面积，来保证工况下流体流量，但如果流体温度压力的发生变化，不能相应调整调整节流口的面积，流体工况流量产生误差。该方式结构简单，价格便宜，但精度较低。电控式，可以实现压力和温度补偿，或者测量质量流量，通过PLC或者计算机精确计算，控制节流口的面积，实现设定比例的工况流量，该方式精度较高，流量准确，价格较贵，需要电源，同时环境要求较高。

对于一些特殊现场，如空气潮湿，较强电磁场，环境恶劣，而且流量控制精度要求较高，需要温度和压力补偿，这两种流量控制装置，不适用于这种工况。

技术实现要素：

本实用新型是鉴于现有技术的问题，为了满足特殊现场流体流量控制的需求，提出的一个可以实现精确配比，在机械调节的基础上也能实现温度和压力补偿的装置。

本实用新型是通过如下技术方案得以实现的：

一种气体混合配比的装置，包括箱体、压力补偿机构、温度补偿机构、手动调节机构和四板机构；所述压力补偿机构、温度补偿机构、手动调节机构和四板机构都安装在箱体内；

所述箱体包括上箱体和下箱体；所述上箱体和下箱体可拆卸连接；所述下箱体为中间高两侧低的凸台结构；所述上箱体包括腔体和腔盖；所述腔体为中空的圆柱；所述腔盖安装在腔体出口处；所述腔盖中心开设有孔；

所述压力补偿机构包括软管接头A、软管接头B、软管、腔体、腔盖、活塞、连杆、齿条、第一螺纹孔和第二螺纹孔；所述腔体底端开有第二螺纹孔，第二螺纹孔通过螺栓与软管接头A连接；所述软管接头A与软管一端相连通；软管的另一端与软管接头B相连通；所述软管接头B安装在第一螺纹孔内；所述第一螺纹孔开设在腔体的左侧壁上；所述腔体内部开设有阶梯孔；所述腔体阶梯孔内安装有活塞；所述活塞通过连杆带动可实现左右滑动；所述连杆上套装有第一压缩弹簧；所述第一压缩弹簧置于腔体内；且置于活塞与腔体右侧壁之间；所述连杆另一端伸出腔体并通过螺栓与Y型扇形齿轮相连接；所述扇形齿轮通过支撑架固定在下箱体上；所述扇形齿轮与第一齿条相啮合；所述第一齿条一端固定在四板机构上的右侧板上；

所述温度补偿机构包括双金属片、阶梯轴、扇形齿轮和第二齿条；所述双金属片置于腔体内；双金属片下端与阶梯轴一端固定；所述阶梯轴的另一端开有键槽，并通过键与扇形齿轮连接；所述扇形齿轮与第二齿条啮合；所述第二齿条一端通过螺钉固定在左侧板上；

所述手动调节机构包括第三齿条、齿轮和旋杆组件；所述第三齿条一端固定在右后板上；所述第三齿条与齿轮相啮合；所述齿轮通过平键安装在旋杆组件上；所述旋杆组件通过轴承安装在支架上；所述支架固定在下箱体上；所述旋杆组件一端伸出上箱体，且伸出上箱体部分上设置有刻度；

所述四板机构包括前板、右后板和左后板、左侧板和右侧板；所述前板和导轨都固定在下箱体上；所述左侧板和右侧板一端安装在前板开设的滑轨内；另一端安装在导轨内；所述右后板和左后板安装在左侧板和右侧板开设的滑轨上；所述右后板为中空结构，内部安装有第二压缩弹簧；所述左后板可在右后板中移动。

进一步的，所述腔盖与腔体之间套装有T型套筒；所述T型套筒置于腔体内。

进一步的，所述T型套筒上带有螺旋形凹槽，且螺旋线凹槽形状与双金属片的形状相同。

进一步的，所述双金属片的直径大于腔盖开的孔的直径。

进一步的，所述腔体右侧安装有腔盖，腔盖中心开设有孔。

有益效果：

本实用新型所述的一种气体混合配比的装置，在箱体上设置温度补偿机构、压力补偿机构、手动调节机构和四板机构。根据标况流量的要求，旋转旋杆改变四板机构开口大小，得到设定的标况流量。当流体的温度和压力发生变化时，箱体里面的温度补偿机构和压力补偿机构会同时工作，根据流体的温度和压力的变化，自动改变四板机构开口大小进行补偿，改变工况流量的大小，保证设定的标况流量的恒定。本实用新型装置本实用新型结构简单，精度高，适于特殊环境应用。

附图说明

图1为本实用新型所述流体流量控制装置的轴测图；

图2为本实用新型所述流体流量控制装置的剖面图；

图3为本实用新型内部结构俯视图；

图4为本实用新型压力补偿机构中腔体组件剖面图；

图5为本实用新型四板机构爆炸示意图；

图6为本实用新型四板机构置于下箱体内结构示意图；

图7为本实用新型旋杆组件剖面图。

附图标记如下：

1-箱体，101－上箱体，101a－腔体，101b－T型套筒，101c－腔盖，102－下箱体，2－压力补偿机构，201－软管接头A，202－软管接头B，203－软管，204－腔体，205－腔盖，206－活塞，207－连杆，208－第一齿条，209a－Y型扇形齿轮，210－第一螺纹孔，211－第二螺纹孔，212－第一压缩弹簧，213－支撑架，3－温度补偿机构，301－双金属片，302－阶梯轴，303－扇形齿轮，304－第二齿条，4－手动调节机构，401－第三齿条，402－齿轮，403－旋杆组件，405－平键，406－支架，407－轴承，5－四板机构，501－前板，502－左侧板，503－右侧板，504－右后板，505－左后板，506－第二压缩弹簧，507－导轨。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

结合附图1和2，一种气体混合配比的装置，包括箱体1、压力补偿机构2、温度补偿机构3、手动调节机构4和四板机构5；所述压力补偿机构2、温度补偿机构3、手动调节机构4和四板机构5都安装在箱体1内；所述箱体1包括上箱体101和下箱体102；所述上箱体101和下箱体102可拆卸连接；所述下箱体102为中间高两侧低的凸台结构；所述上箱体101包括腔体101a和腔盖101c；所述腔体101a为中空的圆柱；所述腔盖101c安装在腔体101a出口处；所述腔盖101c中心开设有孔；所述腔盖101c与腔体101a之间套装有T型套筒101b；所述T型套筒101b置于腔体101a内；所述T型套筒101b上带有螺旋形凹槽，且螺旋线凹槽形状与双金属片301的形状相同；所述压力补偿机构2包括软管接头A201、软管接头B202、软管203、腔体204、腔盖205、活塞206、连杆207、第一齿条208、第一螺纹孔210和第二螺纹孔211；所述腔体101a底端开有第二螺纹孔211，第二螺纹孔211通过螺栓与软管接头A201连接；所述软管接头A201与软管203一端相连通；软管203的另一端与软管接头B202相连通；所述软管接头B202安装在第一螺纹孔210内；所述第一螺纹孔210开设在腔体204的左侧壁上；所述腔体204内部开设有阶梯孔；所述腔体204阶梯孔内安装有活塞206；所述活塞206通过连杆207带动可实现左右滑动；所述连杆207上套装有第一压缩弹簧212；所述第一压缩弹簧212置于腔体204内；且置于活塞206与腔体204右侧壁之间；所述连杆207另一端伸出腔体204并通过螺栓209b与Y型扇形齿轮209a相连接；所述扇形齿轮209a通过支撑架213固定在下箱体102上；所述扇形齿轮209a与第一齿条208相啮合；所述第一齿条208一端固定在四板机构5上的右侧板503上；所述温度补偿机构3包括双金属片301、阶梯轴302、扇形齿轮303和第二齿条304；所述双金属片301置于腔体101a内；双金属片301下端与阶梯轴302一端固定；所述阶梯轴302的另一端开有键槽，并通过键与扇形齿轮303连接；所述扇形齿轮303与第二齿条304啮合；所述第二齿条304一端通过螺钉固定在左侧板502上；所述双金属片301的直径大于腔盖101c开的孔的直径；所述手动调节机构4包括第三齿条401、齿轮402和旋杆组件403；所述第三齿条401一端固定在右后板504上；所述第三齿条401与齿轮402相啮合；所述齿轮402通过平键405安装在旋杆组件403上；所述旋杆组件403通过轴承407安装在支架406上；所述支架406固定在下箱体102上；所述旋杆组件403一端伸出上箱体101，且伸出上箱体101部分上设置有刻度；

结合图5和图6，所述四板机构5包括前板501、右后板504和左后板505、左侧板502和右侧板503；所述前板501和导轨507都固定在下箱体102上；所述左侧板502和右侧板503一端安装在前板501开设的滑轨内；另一端安装在导轨507内；所述右后板504和左后板505安装在左侧板502和右侧板503开设的滑轨上；所述右后板504为中空结构，内部安装有第二压缩弹簧506；所述左后板505可在右后板504中移动。

结合图2所示，箱体1包括上箱体101和下箱体102；所述上箱体101包括腔体101a、T型套筒101b和腔盖101c；所述腔盖101c圆周方向均布120°三个通孔，T型套筒101b的端面上对应位置上三个螺纹孔，通过三个螺钉把腔盖101c固定在T型套筒101b的端面上；所述腔盖101c设有内螺纹作为整个装置的进气口；所述下箱体102呈中间凸两侧凹形状，凸出部分设有一个腔体，所述腔体设有内螺纹作为出气口；所述上箱体101和下箱体102是通过四个相同的螺栓固定。

结合图3和图4，所述压力补偿机构2包括软管接头A201、软管接头B202、软管203、腔体204、腔盖205、活塞206、连杆207、第一齿条208；所述腔体左端开有第一螺纹孔210，并与软管接头B202连接；软管203两端分别于软管接头A201和软管接头B202连接，同时软管接头A201与上箱体101上第二螺纹孔211连接，这样气体就可以进入腔体左端；所述腔体204内壁呈阶梯形状，并且设置有一个第一压缩弹簧212，第一压缩弹簧212两端分别与活塞206和腔盖205接触并呈压紧状态；所述腔盖205开有3个完全一样的孔，各个孔之间夹角为120°，并通过螺钉拧紧在腔体上；所述活塞206在气体压力和弹簧压力的作用下可以在腔体里面左右滑动；所述连杆207左端通过轴销与活塞206连接，右端通过螺栓209b与所述第一齿条208末端开有两个小孔，并通过螺钉固定在右侧板503上；

结合图2和图3，所述温度补偿机构3包括双金属片301、阶梯轴302、扇形齿轮303和齿条304；所述双金属片301是由两种不同材料，拥有不同热膨胀系数的金属组合形成，上端卡在带有螺旋凹槽的T型套筒101b上，下端与阶梯轴302的一端焊接固定；所述阶梯轴302的另一端开有键槽，并通过键与扇形齿轮303连接；所述第二齿条304末端开有两个小孔，并通过螺钉固定在左侧板502上。

结合图3和图5，所述手动调节机构4包括第三齿条401、齿轮402和旋杆组件403；所述齿条401末端开有两个小孔，并通过螺钉固定在右后板504上；所述旋杆组件403的一端设有一键槽404；所述齿轮402与旋杆组件通过键405连接；所述旋杆组件403贯穿箱体，并且在另一端设有指针，靠近旋杆组件403的上箱体外侧设有刻度；所述手动调节机构4通过支架406固定在下箱体上；所示支架406和旋杆之间设有一轴承407，用来承受较大的径向力；轴承407与旋杆组件403通过过盈配合，轴承407与支架406通过两个端盖409固定；端盖上开有3个呈120°同样大小的孔，并通过螺钉固定在支架406上。

结合图3、5、6，所述四板机构5包括前板501、后板、左侧板502和右侧板503；其中所述后板包括右后板504和左后板505；所述右后板504为中空结构，并且装有两个相同的压缩弹簧506；所述左后板505在左右侧板的推力和弹簧506的压力作用下可以在右后板504中左右移动；所述前板501和导轨507通过焊接固定在下箱体102上；所述左右侧板可在水平面上沿着导轨左右移动；所述后板可在水平面上沿着左右侧板上的导轨前后移动；四板机构5的开口大小可以控制流体的流量大小。

工作过程：

假设生产需要一种二元混合气体，包括气体A和气体B，气体A和气体B的比例是2:1工况下，温度和压力相同；为得到这种混合气体，需要将两个本实用新型装置并联使用，通过旋转手动调节机构4中的旋杆组件403使得通有气体A的本实用新型装置的开口大小是通有气体B的本实用新型装置开口大小的2倍，保证正确的比例。

在气体进入箱体1之前，首先要根据混合气体的配比比例进行手动调节。通过旋转旋杆组件403控制四板机构5的开口大小，从而能控制气体出口流量。当旋杆组件403逆时针旋转时，齿轮402驱动齿条401向上运动，第三齿条401带动右后板504和左后板505沿左侧板502和右侧板503的滑槽向上运动，开口变大，气体出口流量变大；同时在第二压缩弹簧506作用下，右后板504和左后板505紧密贴合在左侧板502和右侧板503的滑槽表面；当旋杆组件403顺时针旋转时，开口变小，气体出口流量也相应变小。

当进行手动调节之后，便可将气体A通到箱体里；气体A首先经过上箱体101的进气口101c进入腔体101a里，由于双金属片301的直径大于进气口101c的直径以及腔体101a底端设有的一块薄板，因此进气口101c较大的气压并不会对悬挂着的双金属片301和焊接在双金属片上的阶梯轴302产生很大的影响而致使其脱落；当腔体101a的气体A温度变高时，由于双金属片301的外层金属变形系数比内层金属大，因而双金属片301呈蜷缩状态，并且带动阶梯轴302和扇形齿轮303顺时针转动，然后通过齿轮与齿条传动，齿条304向左移动并且带动左侧板502向左移动，同时左后板505在弹簧的作用下，在右后板504内部滑槽向左移动，左后板505紧密贴合左侧板502，相应的四板机构5开口变大，反之亦然，这样就完成了温度补偿；

如果输入气体压力增大，腔体101a中的气体A，经由上箱体101中的第二螺纹孔211、软管接头A201、软管203、软管接头B202和腔体204上的第一螺纹孔210进入腔体204的左腔体，左腔体的气压大于右腔大气压力和弹簧压力之和时，推动活塞206向右移动，该运动通过活塞206、连杆207，使得放大机构呈顺时针转动，然后通过齿轮与齿条传动，第一齿条208向左移动并且带动右侧板向左移动，四板机构5开口变小，反之亦然，这样就完成了压力补偿。在整个工作过程中，根据流体温度和压力的变化，始终进行着温度补偿和压力补偿。气体A经过腔体101a右端的开口进入下箱体102，然后通过四板机构5进入下箱体102的腔体里面，最后通过出气口进入气体混合腔体中得到所需的二元混合气体。

所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。