专利名称：一种耐腐蚀精密气体稳压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体压力稳定装置，具体涉及一种耐强腐蚀性气体介质压力自动调节精密装置。
背景技术：
中国专利(专利号为200680009421. 4)公开了一种气体压力调节器，其通过一节气门在第一限定线纵向移动，改变节气门开口大小，调节气体通过量。抵抗节气门运动的为调节器弹簧单元。中国专利(专利号为01803599. χ)还公开了另一种压力调节器，通过控制压力介质入口处的闭合件，在闭合件上支承有一阀弹簧，阀弹簧另一端支承在弹簧导向套筒中。压力变化时阀弹簧被压缩或伸长，闭合件开启或关闭，调节气体通过量。现有气体压力稳定装置，在使用强腐蚀气体介质时，其压力感受元件均为弹簧元件并直接作用于闭合元件，易受腐蚀气体的影响，整体结构简单，但存在精度低，寿命短，长期运行稳定性差等缺点，不适宜在特种气体介质条件下长期稳定使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可实现在强腐蚀性气体介质中的压力自动调节，达到恒压作用，压力调节精度高，运行稳定、寿命长、易维护的一种耐腐蚀精密气体稳压器。实现本发明目的的技术方案一种耐腐蚀精密气体稳压器，该装置包括圆柱形的气罐，在气罐上方固定有平板；气罐一端连接气体输入管，另一端连接气体输出管；阀座上安装阀门后装于气体输入管或气体输出管一端；阀门另一端对应设置在气罐内的阀门体； 阀门体连接阀门杆，阀门杆上端连接设置在平板上的转叉。在平板上固定有膜片，平板对应膜片处开有通孔，通过该通孔使得气罐与膜片相通；膜片上方罩有零位腔盖。下针形杆放置在零位腔盖内，呈“ Π ”形的传感器杠杆的一个支腿固定在零位腔盖侧壁，下针形杆的底端放在膜片上表面，下针形杆的顶端顶着上述传感器杠杆的一个支腿。呈“Π”形的传感器杠杆的另一个支腿设在零位腔盖上方，上针形杆的底端放置在该支腿上表面，上针形杆的顶端顶着小杠杆一端；小杠杆另一端搭在小球上；小球放置在气流管上；气流管上方对应大杠杆的一端，大杠杆的另一端连接转叉。气流管下部放置于伺服装置内，在伺服装置内、气流管下部固定有盘座，通过固定在盘座上的伺服装置弹簧箱伸长或收缩带动盘座动作，从而带动气流管在伺服装置壳体内上下移动；伺服装置底端连接压缩空气管。如上所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其所述的膜片采用铍青铜材料制成。所述的气罐、阀座、阀门、阀门杆和平板均采用碳钢制成后先镀铜再镀镍，或者采用不锈钢制成。如上所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其在平板上固定有罩壳，膜片、零位腔盖、下针形杆、传感器杠杆、上针形杆、小杠杆、气流管、伺服装置、大杠杆以及转叉放置在罩壳内。
如上所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其在膜片和零位腔盖之间设有膜上弹
ο如上所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其小杠杆左右二边绕支点二上下摆动， 大杠杆左右二边绕支点一上下摆动；在大杠杆和零位腔盖之间连接有平衡弹簧，以控制大杠杆摆动量；在大杠杆与转叉连接处设有闭合弹簧，以确保大杠杆与转叉的有效连接；在小杠杆与大杠杆间设置有恢复弹簧，以使小杠杆摆动量受到抑制。如上所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其远距离调整弹簧一端连接“Π”形的传感器杠杆端部，另一端连接传动机构，传动机构连接带电动机的减速器。如上所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其所述的带电动机的减速器处设有接圆光栅编码器；所述的气流管上部设有光栅位移传感器。如上所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，由膜片和零位腔盖构成的零位腔连接一根气体管路，通过该气体管路始终保持零位腔内的压力为一恒定值且压力小于lOOPa。本发明的效果在于本发明所述的耐腐蚀精密气体稳压器可实现在强腐蚀性气体介质中的压力自动调节，达到恒压作用；通过更换不同直径的阀门和阀门体，可适应一定范围的压力和流量工作区间；能够实现远距离调整及监测参数的目的；具有压力适用范围广，压力调节精度高， 运行稳定，寿命长，易维护等特点。具体效果如下(1)本发明中气罐采用碳钢制做，镀铜镀镍后可达到高抗腐蚀性；(2)膜片采用铍青铜材料，解决了感应元件即要具有高强度，又要具有高的抗强腐蚀性能，同时还能准确地感受压力的微小变化并传递给传动机构；(3)通过零位腔盖、下针形杆、传感器杠杆、上针形杆等构成的传动机构，能够有效地接收到膜片任意大小的位移量，并放大传递；采用气流管、盘座等构成的伺服装置，利用压缩空气作为稳压器调节动力，有效地保障了装置长期稳定的工作。(4)通过采用阀座与阀门体间隙的变化，来改变气体通道面积，达到压力的自动稳定作用，精确且及时；(5)通过光栅位移传感器及圆光栅编码器，成功实现数字化测量和远程调整与监控。
图1为本发明所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器的主视图；图2为本发明所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器的俯视图；图3为本发明所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器的局部视图。图中1.气罐；2.平板；3.转叉；4.罩壳；5.闭合弹簧；6.传动机构；7.大杠杆； 8.远距离调整弹簧；9.上针形杆；10.支点一 ；11.小杠杆；12.传感器杠杆；13.平衡弹簧； 14.支点二；15.恢复弹簧；16.小球；17.光栅位移传感器；18.伺服装置弹簧箱；19.伺服装置；20.气流管；21.盘座；22.压缩空气管；23.零位腔盖；24.下针形杆；25.膜上弹簧； 26.膜片；27.圆光栅编码器；28.带电动机的减速器；29.阀门杆；30.气体输出管；31.阀门体；32.阀门；33.阀座；34.气体输入管。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器作进一步描述。如图1至图3所示，本发明所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器包括气罐1，气罐1 的筒身为圆柱形，在气罐1上方固定有平板2，在平板2上固定有罩壳4，罩壳4内放置有膜片26、零位腔盖23、下针形杆对、传感器杠杆12、上针形杆9、小杠杆11、气流管20、伺服装置19、大杠杆7以及转叉3等部件。气罐1相对位置上设置有二个直径相等的连接管，一个为气体输入管34，另一个为气体输出管30。标准的阀座33装配于气体输入管34(或气体输出管30)上，阀座33上安装有不同规格的阀门32，气罐1内相对位置设置有对应规格的阀门体31。阀门体31连接阀门杆29，阀门杆四上端连接设置在平板2上的转叉3。通过转叉3带动阀门杆四动作，从而实现阀门体31与阀门32的开与关，即可调节气体压力或流量。当阀门杆四摆动时，阀门体31与阀门32间隙发生变化，流经稳压器的气体流量增大或减少，压力随之变化。 当间隙为0时，稳压器关闭。气罐1、阀门32、阀座33、阀门杆四、平板2这些与工作物质接触的部件均采用碳钢制作后镀铜镀镍或直接采用不锈钢制作，解决了耐腐蚀的问题。在平板2上固定有膜片沈，平板2对应膜片沈处开有通孔，通过该通孔使得气罐1 与膜片26相通。膜片沈上方罩有零位腔盖，在膜片沈和零位腔盖之间设有膜上弹簧25。 膜片26下方与气罐1构成工作腔；膜片沈上方和零位腔盖23构成零位腔。膜片沈是稳压器的关键元件，采用铍青铜材料制做。在零位腔处可连接一根气体管路，通过该气体管路保持零位腔内的压力小于工作腔内的压力，并保持零位腔内的恒低压(彡1001^)，确保工作腔与零位腔形成一定的压力差。下针形杆M放置在零位腔盖内，呈“Π”形的传感器杠杆12的一个支腿固定在零位腔盖侧壁。下针形杆M的底端放置在膜片沈上表面中心点，下针形杆M的顶端顶着传感器杠杆12的上述支腿。呈“Π”形的传感器杠杆12的另一个支腿设在零位腔盖上方，上针形杆9的底端放置在该支腿上表面。上针形杆9的顶端顶着小杠杆11 一端，小杠杆11另一端搭在小球 16上。小球16放置在气流管20上，气流管20上方对应大杠杆7的一端，大杠杆7的另一端连接转叉3的摇臂。小杠杆11左右二边绕支点二 14上下摆动，大杠杆7左右二边绕支点一 10上下摆动，支点一 10固定在零位腔盖23上，支点二 14固定在大杠杆7上。在大杠杆7和零位腔盖23之间连接有平衡弹簧13，以控制大杠杆7摆动量。在大杠杆7与转叉3 连接处设有闭合弹簧5，以确保大杠杆7与转叉3的有效连接。在小杠杆11与大杠杆7间设置有恢复弹簧15，以使小杠杆11摆动量受到抑制。气流管20下部放置于伺服装置19内，在伺服装置19内、气流管20下部固定有盘座21，可通过固定在盘座21上的伺服装置弹簧箱18伸长或收缩带动盘座21动作，从而带动气流管20在伺服装置19壳体内上下移动。伺服装置19底端连接压缩空气管22。气流管20上部连接有光栅位移传感器17。远距离调整弹簧8 —端连接“Π”形的传感器杠杆12，另一端连接传动机构6，传动机构6连接带电动机的减速器观，带电动机的减速器观上连接圆光栅编码器27。本发明所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器工作时
先通过压缩空气管22向伺服装置19内通入气流，使得气流管20内有向上的气流，从而吹起气流管20上方的小球16，使得小球16与气流管20之间存在间隙。当气 罐1内工作压力上升时，膜片26的中心向上鼓，推动下针形杆24向上移动， 传感器杠杆12随之移动，传感器杠杆12上端的上针形杆9也向上移动，推动小杠杆11 一侧(左侧)向上，使得小杠杆11另一侧(右侧)向下压小球16，小球16与气流管20的间隙减小，使得气流管20出气口面积减小；此时，伺服装置19内压缩空气压力升高，伺服装置弹簧箱18带动盘座21进而带动气流管20在伺服装置19内向上移动，将大杠杆7 —侧 (右侧)顶起，大杠杆7另一侧(左侧)向下压闭合弹簧5，然后通过转叉3带动阀门杆29 位移，使阀门体31与阀门32间隙减小，气体通道面积减小，工作腔内压力下降。当气流管20在伺服装置19内向上移动时，其移动距离可通过光栅位移传感器17 实时监测。当上述过程开始后，相关弹性元件同时开始反向作用。当气流管20上移顶起大杠杆右侧时，小杠杆11右侧同时上升。在小杠杆11与大杠杆7间恢复弹簧15的作用下，小杠杆11右侧上升受到抑制。而小球16在压缩空气作用下将上升，其与气流管20间隙变大，部分压缩空气从气流管20排出，伺服装置19内压力将停止增长，稳压器恢复稳定状态。此时压力变动至整定值，气罐1内工作压力与膜片26达成平衡，压力稳定在要求值。当气罐1内工作压力下降，上述过程反向进行。当气罐1内工作压力下降时，膜片26的中心向下鼓，下针形杆24向下移动，传感器杠杆12随之移动，传感器杠杆12上端的上针形杆9也向下移动，带动小杠杆11 一侧(左侧)向下，使得小杠杆11另一侧(右侧)向上移动，小球16与气流管20的间隙增大，部分压缩空气从气流管20排出；此时，伺服装置19内压缩空气压力下降，伺服装置弹簧箱18带动盘座21进而带动气流管20在伺服装置19内向下移动，使大杠杆7—侧(右侧)下移， 大杠杆7另一侧(左侧)向上移动，通过闭合弹簧5、转叉3带动阀门杆29位移，使阀门体 31与阀门32间隙增大，气体通道面积增大，工作腔内压力上升。当气流管20下移，大杠杆右侧与小杠杆11右侧同时下移时，小球16与气流管20 间隙减小，伺服装置19内压缩空气排出量减小，伺服装置19内压力增长，稳压器恢复稳定状态。在小杠杆11与大杠杆7间恢复弹簧15的作用下，小杠杆11右侧下降受到抑制。此时压力变动至整定值，气罐1内工作压力与膜片26达成平衡，压力稳定在要求值。本发明中稳压器工作腔的压力设置，采用远距离调整弹簧8进行。当需要进行压力调整时，通过带电动机的减速器28的转动，将远距离调整弹簧8的拉伸量进行调整，带动 “Π”形的传感器杠杆12上下动作，传感器杠杆12上下动作使得下针形杆24上下动作，从而调整膜片26上施加的预紧力，实现工作压力的人工设定。通过圆光栅编码器27可实时监测远距离调整弹簧8的调整量。本发明中可通过更换不同特性参数的膜上弹簧25，实现压力调节范围的变化。本发明所述的稳压器各部件连接处采用耐氟橡胶或四氟乙烯衬垫。可通过更换不同尺寸的阀门体31与阀门32，即可实现小流量到大流量的变化。
权利要求
1.一种耐腐蚀精密气体稳压器，该装置包括圆柱形的气罐(1)，在气罐(1)上方固定有平板O)；气罐(1) 一端连接气体输入管(34)，另一端连接气体输出管(30)；阀座(33)上安装阀门(3 后装于气体输入管(34)或气体输出管(30) —端；阀门(3 另一端对应设置在气罐⑴内的阀门体(31)；阀门体(31)连接阀门杆09)，阀门杆09)上端连接设置在平板⑵上的转叉⑶；其特征在于在平板( 上固定有膜片(26)，平板( 对应膜片06)处开有通孔，通过该通孔使得气罐(1)与膜片06)相通；膜片06)上方罩有零位腔盖03)；下针形杆04)放置在零位腔盖内，呈“Π”形的传感器杠杆(1 的一个支腿固定在零位腔盖侧壁，下针形杆04)的底端放在膜片06)上表面，下针形杆04)的顶端顶着上述传感器杠杆(1 的一个支腿；呈“Π”形的传感器杠杆(12)的另一个支腿设在零位腔盖03)上方，上针形杆(9)的底端放置在该支腿上表面，上针形杆(9)的顶端顶着小杠杆(11) 一端；小杠杆(11)另一端搭在小球(16)上；小球(16)放置在气流管00)上；气流管00)上方对应大杠杆(7)的一端，大杠杆(7)的另一端连接转叉(3)；气流管00)下部放置于伺服装置(19)内，在伺服装置(19)内、气流管00)下部固定有盘座(21)，通过固定在盘座上的伺服装置弹簧箱(18)伸长或收缩带动盘座动作，从而带动气流管00)在伺服装置(19)壳体内上下移动；伺服装置(19)底端连接压缩空气管(22)。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其特征在于所述的膜片06) 采用铍青铜材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其特征在于所述的气罐(1)、 阀座(33)、阀门(32)、阀门杆09)和平板( 均采用碳钢制成后先镀铜再镀镍，或者采用不锈钢制成。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其特征在于在平板( 上固定有罩壳，膜片( )、零位腔盖(23)、下针形杆(M)、传感器杠杆(12)、上针形杆(9)、 小杠杆(11)、气流管(20)、伺服装置(19)、大杠杆(7)以及转叉(3)放置在罩壳(4)内。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其特征在于在膜片06)和零位腔盖之间设有膜上弹簧05)。
6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其特征在于小杠杆(11)左右二边绕支点二(14)上下摆动，大杠杆(7)左右二边绕支点一(10)上下摆动；在大杠杆(7) 和零位腔盖之间连接有平衡弹簧(1 ，以控制大杠杆(7)摆动量；在大杠杆(7)与转叉(3)连接处设有闭合弹簧( ，以确保大杠杆(7)与转叉(3)的有效连接；在小杠杆(11) 与大杠杆(7)间设置有恢复弹簧(15)，以使小杠杆(11)摆动量受到抑制。
7.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其特征在于远距离调整弹簧 ⑶一端连接“Π”形的传感器杠杆(12)端部，另一端连接传动机构(6)，传动机构(6)连接带电动机的减速器08)。
8.根据权利要求7所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其特征在于所述的带电动机的减速器0 处设有接圆光栅编码器07)。
9.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其特征在于由膜片06)和零位腔盖构成的零位腔连接一根气体管路，通过该气体管路始终保持零位腔内的压力为一恒定值且压力小于lOOPa。
10.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀精密气体稳压器，其特征在于所述的气流管 (20)上部设有光栅位移传感器(17)。
全文摘要
本发明涉及耐腐蚀精密气体稳压器，其在气罐上方固定有平板；平板上的膜片开有通孔，使得气罐与膜片相通；膜片上方罩有零位腔盖；下针形杆的底端放在膜片上表面，下针形杆的顶端顶着传感器杠杆的一个支腿；上针形杆的底端放置在传感器杠杆的另一个支腿上，上针形杆的顶端顶着小杠杆一端；小杠杆另一端搭在小球上；小球放置在气流管上；气流管上方对应大杠杆的一端，大杠杆的另一端连接转叉；气流管下部放置于伺服装置内，通过固定在盘座上的伺服装置弹簧箱伸长或收缩带动盘座动作，从而带动气流管在伺服装置壳体内上下移动。本发明的稳压器可实现在强腐蚀性气体介质中的压力自动调节，达到恒压作用，压力调节精度高，运行稳定。
文档编号F17D3/01GK102155619SQ20101060661
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者张上昆, 杜伟华, 王道胜, 高燕子 申请人:四川红华实业有限公司