一种稳压安全阀及基于稳压安全阀的气体净化装置的制作方法

1.本实用新型涉及气体净化技术领域，尤其涉及一种稳压安全阀及基于稳压安全阀的气体净化装置。


背景技术：

2.气体净化装置是为实验室中h2、n2、空气等气体进行净化处理的小型净化装置，可有效去除载气和检测器气体中的水分、氧气和烃类等杂质。可广泛应用于高分子材料、有机合成、物理化学、元素分析、光纤材料、半导体材料、无机材料、金属冶炼、环境分析、食品分析和气相色谱等实验室及工艺流程中的气体净化。气体净化装置在色谱分析前端的重要性不言而喻。市场上现售的气体净化装置基本构造只有两个部分，即控制单元和净化单元。
3.一般地，气体净化装置连接的供气单元都会进行一定的减压处理，目前市场上销售的气体净化装置标识的最大供气压力要求必须在 2mpa以下。但是当出现一些误操作或者供气单元的减压模块性能下降等因素时，可能会造成供气单元的压力偏大，就会给后端的气体净化装置带来一定的安全风险，严重时会因为超压造成物理性爆炸。
4.总之，目前的气体净化装置作为一个小型的气体压力容器，本身规避风险的能力严重不足，存在一定的安全风险，只能在保证供气压力后，才能安全使用。这就急需开发一种小型的气体稳压装置，以保证气体净化装置的安全运行。


技术实现要素：

5.为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提供一种稳压安全阀及基于稳压安全阀的气体净化装置。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种稳压安全阀，其包括壳体，所述壳体的一端开设有进气口，另一端开设有出气口；所述壳体内设有活塞，所述活塞两端的侧壁均与相应位置的所述壳体的内壁相贴合，所述活塞上套接有复位弹簧；所述壳体内的所述进气口与活塞之间形成有进气缓冲腔，所述壳体内的所述出气口与活塞之间形成有出气缓冲腔，所述进气缓冲腔与出气缓冲腔通过导气管相连通。
7.优选地，所述活塞靠近所述进气口一端的侧壁上套设有第一密封环，所述活塞靠近所述出气口一端的侧壁上套设有第二密封环，所述活塞靠近所述出气口一端的顶部固定有密封塞。
8.优选地，所述壳体包括开设有所述出气口的第一半壳和开设有所述进气口的第二半壳，所述第一半壳与所述第二半壳活动连接。
9.优选地，所述活塞靠近所述进气口一侧的顶端抵触在所述进气缓冲腔远离所述进气口一侧的所述壳体内壁上。
10.优选地，所述活塞的截面呈t型，所述复位弹簧靠近所述出气口的一侧抵触在所述壳体上，所述复位弹簧靠近所述进气口的一侧，抵触在所述活塞头部或者固定在所述活塞壁上。
11.优选地，所述导气管设置在所述壳体外部。
12.本实用新型还提供一种稳压安全阀的气体净化装置，其包括控制气体流路通断的控制单元和用于净化气体的净化单元，所述稳压安全阀、控制单元以及净化单元通过管路依次相连。
13.本实用新型一种基于稳压安全阀，其气体流路为，气体经进气口通入进气缓冲腔，活塞受到气体的压力推动，当压力较大时，活塞被推动着挤压复位弹簧向出气口移动迅速使活塞的另一端将出气口和/ 或导气管封堵，停止气流从出气口流出实现自行切断气体流路，避免后序设备超压运行；待气体压力减小后，复位弹簧推动活塞复位，出气口和/或导气管打开，气体从出气口排出。
14.优选地，在进气口处设置由压力传感器形成的压力监测模块，在活塞靠近所述进气口一端设置机械臂，所述压力监测模块将实时采集到的压力信息发送至控制单元，控制单元得出后一次压力信息与前一次压力信息差值，若差值超过预设值，控制单元向异常判断模块发送信号，经判断后由预警模块发出预警信号，同时由动作处理模块向机械臂发出执行命令，推动活塞和/或复位弹簧将出气口和/或导气管封堵，同时根据预警信号停止向进气口输送气体。
15.本实用新型的有益效果是：该安全阀通过壳体内活塞与复位弹簧的联动配合，当进气缓冲腔内气体超压时，在强压推动下，活塞向着出气口一侧移动，进而将出气口堵塞，避免后序设备超压运行，起到安全保护作用，当进气压力恢复正常后，复位弹簧带动活塞复位，进气口与出气口通过导气管再次连通，恢复通气。该安全阀的设计结构简单，可解决因供气压力过大引入的安全风险，提高净化器在使用过程中的安全性，杜绝超压爆炸的风险。该安全阀的导气管设置在安全阀的壳体外部，就算因为气体中含水或含油导致堵塞时，也方便疏通或更换。此外，该安全阀的适用范围广，不但适用于对气体压力的控制，对其他流体如液体的压力也同样能够控制。所述的气体净化装置与该稳压安全阀相结合，解决了因气压过大而可能引起的安全隐患。
附图说明
16.图1是安全阀的剖面结构示意图。
17.图2是气体净化装置的气体流路控制结构框图。
18.其中：1-出气口，2-壳体，21-第一半壳，22-第二半壳，3-复位弹簧，4-活塞，5-螺母，6-进气口，7导气管，8-进气缓冲腔，9-出气缓冲腔，10-第一密封环，11-第二密封环，12-密封塞，31-控制单元，32-净化单元，33-异常判断模块，34-压力监测模块，35-预警模块、36动作处理模块。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
20.一种稳压安全阀，如图1所示，包括壳体2，壳体2的一端开设有进气口6，另一端开设有出气口1，进气口6一端可与供气设备连通后，向本安全阀内通入气体；壳体2内设有活塞4，活塞4两端的侧壁均与相应位置的壳体2内壁相贴合，这样有利于避免进气缓冲腔 8和出气缓冲腔9内漏气，活塞4上套接有复位弹簧3，能够为活塞 4的复位提供推力，保证气压
恢复正常后，活塞4也恢复如图1所示的原位置，需要说明的是，在正常压力通气时，复位弹簧呈压缩状态或自由伸长状态；壳体2内的进气口6与活塞4之间形成有进气缓冲腔8，壳体2内的出气口1与活塞4之间形成有出气缓冲腔9，进气缓冲腔8与出气缓冲腔9通过导气管7相连通，进气缓冲腔8的容积大于出气缓冲腔9的容积。
21.供气设备中出来的气体经本安全阀的进气口6通入到进气缓冲腔8，在通入气体的压力正常时(未超压)，气体经导气管7进入到出气缓冲腔9，然后从出气口1排出到下一工序的设备中；而当通入的气体超压时，在进气缓冲腔8中气体压力的作用下，活塞4被推动着向出气口1一侧移动，进而使活塞4的另一端将出气口1堵塞，停止出气口1出气，而当进气口6的进气压力恢复正常后，复位弹簧3 在弹力作用下推动活塞4复位，使安全阀恢复通畅。该安全阀能够稳定通入气体的气压，当气体压力过大时，可自行切断气体流路，以对后续设备起到保护作用。
22.在有些实施例中，活塞4靠近进气口6一端的侧壁上套设有第一密封环10；活塞4靠近出气口1一端的侧壁上套设有第二密封环11。这样设置，能够进一步提高活塞4的密封性，防止进气缓冲腔8、出气缓冲腔9中的气体通过活塞4与壳体2内壁之间的间隙流出。
23.在有些实施例中，活塞4靠近出气口1一端的顶部固定有密封塞 12，密封塞12的形状与出气口1处的开口形状(包括出气缓冲腔9) 相适配，以便于对出气口1进行封堵，密封塞12和上述的密封环均可以为橡胶材质。
24.在有些实施例中，壳体2包括开设有出气口1的第一半壳21和开设有进气口6的第二半壳22，第一半壳21与第二半壳22可拆卸拼装为一体。进一步地，如图1所示，第一半壳21与第二半壳22之间通过螺母5拼接为一体，第二半壳22插接到第一半壳21内，并通过螺母5进行紧固连接。将壳体2设计成可拼接的两个部分，方便活塞4和复位弹簧3放入到壳体2内，方便安全阀的拆装维修。
25.在有些实施例中，第一半壳21与第二半壳22的连接处开设有相互适配的内螺纹和外螺纹，第一半壳21与第二半壳22螺纹连接为一体(图中未示出)。
26.在有些实施例中，活塞4靠近进气口6一侧的顶端抵触在进气缓冲腔8远离进气口6一侧的壳体2内壁上，这样能够防止活塞4在复位弹簧3推力的作用下，侵占进气缓冲腔8的空间。
27.在有些实施例中，活塞4的截面呈t型，复位弹簧3靠近出气口 1的一侧抵触在壳体2上，复位弹簧3靠近进气口6的一侧，抵触在活塞4头部或者固定在活塞4壁上，通过这两种装配结构，都能够使复位弹簧3对活塞4起到推动复位作用，保证通气压力正常时，安全阀的顺利工作。
28.一种气体净化装置，如图1、图2所示，包括上述的稳压安全阀，安全阀负责监控供气端的气体压力，当气体压力过大时，直接切断气体流路；本实用新型还涉及一种用于气体净化技术领域的防护系统，包括压力监测模块34，安全阀、控制单元31、净化单元32，稳压安全阀、控制单元31以及净化单元32通过管路依次相连；其中的控制单元31可以为开关阀，用于控制气体流路的通断，净化单元32可以为内部填充有活性炭、分子筛等填料的气体净化器。控制单元31包括异常判断模块33、预警模块35、动作处理模块36。压力监测模块34实时监控管路压力，当压力超过阈值时，异常判断模块33给出异常信号，预警模块35通过指示灯和扬声器给出明显的报警信息，同时动作处理模块36执行切断气路的动作，安全阀会因为
气压过大的原因，推动活塞4阻断气路，保护后端的净化单元不会因为过压造成安全隐患。另外当压力监测模块34监控到管路压力波动明显时，异常判断模块33给出异常信号，预警模块35给出明显的报警信息，同时动作处理模块36执行切断气路的动作，保证后端的净化单元正常使用。
29.具体的，在进气口6处设置压力传感器，在活塞4靠近进气口6 一端设置控制终端如机械臂或智能弹簧，智能弹簧由主支撑弹簧、副支撑弹簧、作动器及和摩擦盘组成。控制终端的另一端固定设置在壳体2上。压力传感器将实时采集到的压力信息发送至控制单元31，控制单元31得出后一次压力信息与前一次压力信息差值，若单次压力信息超过阈值或差值超过预设值，或单位时间(如连续监测10min、 30min)压力信息变动程度明显变化，即虽然压力信息未超过预设值，但是其数值变动的斜率过高、过低或显著变化也会被判定为异常压力数据，此时控制单元31向预警模块35和动作处理模块36预警信号和执行信号，执行信号使机械臂活动或作动器带动智能弹簧活动进而使活塞4或复位弹簧3发生位移进而将出气口1和/或导气管7封堵，同时根据预警信号停止向进气口6输送气体。
30.本实用新型从软件程序控制、电子器件组合联防、机械式物理阻断三个方面，构建了一套完善的防护体系，防护保障机制由简入繁、层层递进，提供多层次有效防护，通过这种机械式安全阀的接入，结合只能预警提示阻断系统，实现气流的瞬间切断，进而有效提高净化器在使用过程中的安全性，杜绝超压爆炸的风险。
31.以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域普通技术人员，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属本实用新型的范畴，本实用新型专利保护范围应由权利要求限定。