一种双组份气体比例配送装置
技术领域
本发明设计一种能较精确的按一定比例配送双组份气体的装置。
背景技术
气体比例配送装置是一种能够比较精确地配送一定比例和量的混合气体的装置，在生物，化学，半导体，新能源等行业中，都需要小流量气体的精确配送。但目前小流量配送标准装置匮乏且价格昂贵。因此，开发气体小流量比例配送装置具有重要意义。
而在多组分气体的生物、化学反应中，混合气的组分配比和配送数量，是控制反应产物和反应进程的关键因素。尤其在对沼气原位纯化研究过程中，H2与CO2的精确混合与定量供给问题是限制实验成功率及效率的两个主要因素，设计出符合桌面设备要求的双组份气体自动混合与配送装置，不但可以减轻传统方法的人力劳动，还可以促进试验的配气精度和执行效率。
因此需要设计一种可以对双组份气体进行精量的比例配送的装置，实现一些实验中对于定量混合气体的需求。针对以上问题，本发明设计了一种能较精确的按一定比例配送双组份气体的装置。
发明内容
为了克服现有方法的不足和缺陷，本发明目的在于提供一种用U型管控制气压并通过液位变化精确配送双组份气体的的装置，以解决上述背景中提出的问题。此装置不但成本较低，也可以较精确的混合和配送双组份气体。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种用U型管控制气压并通过液位变化精确配送双组份气体的的装置，包括：单向阀1，电动推杆2，量气缸3，二位二通电磁阀4，行程开关5，重物6，混合缸7，手动换向阀8，U型管9，液位传感器10，排气口电磁阀11，集气瓶12，进气阀13，进气口电磁阀14，出气口电磁阀15，压力传感器16，液位传感器17，容器18，继电器开关19，水泵20，排水电磁阀21，水泵单向阀22，其特征在于：所述的装置主要分为两部分，即气体比例混合装置与气体精量配送装置，气体比例混合装置包括所述两个电动推杆2固装于所述两个量气缸3上部，所述重物6固装于所述量气缸3可移动顶的上部，用于避免通入气体时，所述量气缸3可移动顶部上升过快，所述量气缸3可移动顶部上固装有所述两个行程开关5，用于判断两个量气缸3是否集满，所述两个单向阀1固装于所述两个量气缸3底部，并与所述两个集气瓶12相连，以收集溢出气体。在所述量气缸3底部固装有两个所述二位二通电磁阀4，其一个方向用于进气，另一方向与所述U型管9相连，所述U型管9上其左右各固装所述液位传感器10，配合单片机用于判断两侧气压是否相等。在所述量气缸3底部固连有所述出气口电磁阀11，所述两侧出气口电磁阀11与所述混合缸7相连，在所述混合缸7下部装有所述手动换向阀8。
气体精量配送装置包括与所述手动换向阀8相连的所述容器18，所述进气口电磁阀14连接在所述容器18上方，用于在所述手动换向阀8打开后放入比例混合气体，所述出气口电磁阀15连接在所述容器18的上部，用于配送定量气体。所述溢流阀13连接在所述容器18上部用于在压强过高时溢出多余气体，所述水位传感器17固装在所述容器18的内部，当水位达到某些数值时，将数据传给单片机，综合分析所述压力传感器16所测的数据，以控制所述水泵20的开始泵水与停止泵水，所述压力传感器16固装于所述容器18的顶部，用于测定所述容器18内压强，当压强达到设定值时，单片机控制所述水泵20开始泵水，从而定量排出一定量的混合气体。所述水泵20一端的水管与容器18底部相连，另一端与水池相连，所述继电器19与所述水泵20相连用于控制水泵，所述水泵单向阀22连接在所述水泵20与所述容器18之间，所述排水电磁阀21连接在所述容器18下部，所述进气阀13连接在所述容器18上部，用于在排气结束后留一个进气孔方便排水进入水池。
所述.电动推杆2，二位二通电磁阀4，液位传感器10，排气口电磁阀11，进气口电磁阀14，出气口电磁阀15,压力传感器16,液位传感器17,继电器开关19排水电磁阀21都由单片机端口控制输出或是输入模拟量进入单片机处理。
本发明一种双组份气体比例配送的装置的工作原理是：
气体比例混合装置：两种气源由两个二位二通电磁阀4打开进气，进气气压选择1.06bar，气体充入量气缸3，单向阀1的设定压强为1.05bar，可初步控制量气缸3内气压(气压高时部分气体冲开单向阀进入集气瓶)，充满后左右触动行程开关5，使二位二通换向阀4换向，进入压强比较；压强比较阶段，U型管9(内装一定液体)处的液位传感器10开始起作用，当两侧有压力差时U型管9两侧液位传感器10检测到液位变化，给一个脉冲信号，使压强小的那边进一小股气，当传感器一段时间两边都不响应时说明两个量气缸3内气体压强相等，进入气体混合阶段；气体混合阶段，压强比较完之后按下开关，使电机推杆2推动比例大的气体先充入混合缸3，完全充入后触发行程开关5，使二位二通电磁阀4换向重新充入气体，如此循环，比例达到后所需要求后同时按下两侧的电动推杆开关，使所有气体进行混合。
气体精量配送装置：一开始容器18中没有水，先控制水泵20向容器18内注水，当水位达到较低设定值时，开启进气口电磁阀14，通入气体，并打开出气口电磁阀15，排出容器18内原有气体，一段时间后关闭出气口电磁阀15并继续通气，压力传感器16会监测容器18内压强，当容器18内气压达到设定值时，水泵20开始注水，同时打开出气口电磁阀15，当水位到达较高设定值时，停止泵水，并关闭出气口电磁阀15，排水口电磁阀21开启，排出容器18内的液体，从而达到较精量的气体配送。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
由于用U型管液位是否相平来判断两容器气压是否相等，因此可以比较精确地控制左右两容器的气压，即得到比较精确的两组分气体的量，多次排气从而精确控制混合气体比例。
由于用液位变化的方式配送气体，而很多气体在水中溶解度都很低，同时气压传感器控制容器内气压恒定，因此用液位变化的方式排水可以比较精确的配送混合气体。
附图说明
图1是本装置中气体比例混合装置结构图。
图2是本装置中气体精量配送装置结构图。
具体实施方式
下面结合附图1，附图2作进一步的说明：
本发明是一种能较精确的按一定比例配送双组份气体的装置，包括：单向阀1电动推杆2量气缸3二位二通电磁阀4行程开关5重物6混合缸7手动换向阀8U型管9液位传感器10出气口电磁阀11集气瓶12溢流阀13进气口电磁阀14出气口电磁阀15压力传感器16液位传感器17容器18继电器开关19水泵20排水电磁阀21水泵单向阀22其特征在于：所述的装置主要分为两部分，即气体比例混合装置与气体精量配送装置，气体比例混合装置包括所述两个电动推杆2固装于所述两个量气缸3上部，所述重物6固装于所述量气缸3可移动顶的上部，用于避免通入气体时，所述量气缸3可移动顶部上升过快，所述量气缸3可移动顶部上固装有所述两个行程开关5，所述两个单向阀1固装于所述量气缸3底部，并与所述集气瓶12相连，以收集溢出气体。在所述量气缸3底部固装有两个所述二位二通电磁阀4，其一个方向用于进气，另一方向与所述U型管9相连，所述U型管9上其左右各固装所述液位传感器10，配合单片机用于判断两侧气压是否相等。在所述量气缸3底部固连有所述出气口电磁阀11，所述两侧出气口电磁阀11与所述混合缸7相连，在所述混合缸7下部固装有所述手动换向阀8。
气体精量配送装置包括有与所述手动换向阀8相连的所述容器18，所述进气口电磁阀14连接在所述容器18上方，用于在所述手动换向阀8打开后放入比例混合气体，所述出气口电磁阀15连接在所述容器18的上部，用于排出定量气体。所述溢流阀13连接在所述容器18上部用于在压强过高时溢出多余气体，所述水位传感器17固装在所述容器18的内部，当水位达到某些数值时，将数据传给单片机，综合分析所述压力传感器将侧的数据，以控制所述水泵20的开始泵水与停止泵水，所述压力传感器16固装于所述容器18的顶部，用于测定所述容器18内压强，当压强达到设定值时，单片机控制所述水泵20开始泵水，从而定量排出一定量的混合气体。所述水泵20一端的水管与容器18底部相连，另一端与水池相连，所述继电器19与所述水泵20相连用于控制水泵，所述水泵单向阀22连接在所述水泵20与所述容器18之间，所述排水电磁阀21连接在所述容器18下部，所述进气阀13接在容器18上部，用于在排气结束后留一个气孔方便排水进入水池。
所述.电动推杆2，二位二通电磁阀4，液位传感器10，排气口电磁阀11，进气口电磁阀14，出气口电磁阀15,压力传感器16,液位传感器17,继电器开关19排水电磁阀21都由单片机端口控制输出或是输入模拟量进入单片机处理。
