[發(fā)明專利]一種微流量高壓液化氣體的恒壓恒流量注入裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110159337.3
• 申請日: 2011-06-14
• 公開（公告）號: CN102310515A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建華;左國坤;徐佳琳;鄭華文;鄭文革;吳飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: B29C44/34
• 分類號: B29C44/34
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體流量注入裝置，尤其涉及一種微流量高壓液化氣體的恒壓恒流量注入裝置，用于聚合物微孔發(fā)泡等對氣體注入有嚴(yán)格要求的系統(tǒng)中。

背景技術(shù)

聚合物微孔發(fā)泡的生產(chǎn)過程是以熱塑性的聚合物材料為基體，通過注入液態(tài)氣體和特殊加工工藝，使最終制品中密布尺寸從小于一微米到幾十微米的泡孔，從而一方面減少材料用量，另一方面提高制品的剛性，同時(shí)避免對制品的強(qiáng)度等性能造成大的影響。

在微孔發(fā)泡過程中，氣體的定量均勻注入是微孔發(fā)泡的關(guān)鍵技術(shù)，氣體注入量的大小直接導(dǎo)致發(fā)泡后制品中泡孔的大小與分布密度，泡孔的大小和分布的密度又直接反應(yīng)了產(chǎn)品的最終質(zhì)量。

因此，目前急需研發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)微流量高壓液化氣體的恒壓恒流量注入系統(tǒng)，以滿足聚合物微孔發(fā)泡等應(yīng)用中的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)目的是提供一種微流量高壓液化氣體的恒壓恒流量注入裝置，能夠方便、均勻穩(wěn)定地進(jìn)行高壓微流量氣體的注入。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案為：一種微流量高壓液化氣體的恒壓恒流量注入裝置，包括氣體增壓液化部分和氣體輸出部分，其特征是：氣體增壓液化部分和氣體輸出部分之間設(shè)置壓力流量控制部分與壓力流量反饋部分；所述的氣體增壓液化部分包含氣體增壓泵；所述的壓力流量控制部分由直線往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)、雙作用缸以及組成橋路的四個電磁閥、四個單向閥組成，直線往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動帶動雙作用缸的活塞桿進(jìn)行精密直線運(yùn)動，與雙作用缸和四個電磁閥、四個單向閥往復(fù)切換配合，進(jìn)行氣體連續(xù)輸出控制；所述的壓力流量反饋部分由三個壓力傳感器組成，用于實(shí)現(xiàn)五級反饋，分別是設(shè)置在氣體增壓泵輸出端、作為第一級壓力反饋的第一級壓力傳感器，設(shè)置在壓力流量控制部分輸出端、作為第二級壓力反饋的第二級壓力傳感器，設(shè)置在氣體輸出部分輸出端、作為第三級壓力反饋的第三級壓力傳感器，所述的第一級壓力傳感器與第二級壓力傳感器組合形成用于調(diào)節(jié)氣體壓力平衡的第四級壓力反饋，所述的第二級壓力傳感器與第三級壓力傳感器組合形成用于調(diào)節(jié)氣體壓力流量的第五級壓力反饋。

所述的直線往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、行星減速機(jī)、微型絲杠和限位開關(guān)。

所述的待注氣體輸出部分由不銹鋼螺旋形管組成。

所述的直線往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動精密誤差小于10um，直線運(yùn)動速度由電機(jī)調(diào)節(jié)，電機(jī)速度范圍為0～3000rpm。

所述的氣體增壓泵的輸出壓力為0～32MPa。

所述的氣體增壓泵采用空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣作為驅(qū)動，空氣壓縮機(jī)的輸出壓力為0～0.8MPa。

所述的空氣壓縮機(jī)優(yōu)選采用微型靜音無油空氣壓縮機(jī)。

所述的壓力控制范圍為0～32MPa，流量控制范圍為0～100mL。

所述的行星減速機(jī)的減速比為30∶1～80∶1。

所述的微型絲杠的螺距小于或等于2mm。

所述的雙作用缸的有效面積小于或等于5平方厘米。

本發(fā)明的氣體注入裝置可以采用單片機(jī)或者計(jì)算機(jī)通過模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換進(jìn)行壓力傳感檢測和計(jì)算，通過數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換控制伺服電機(jī)驅(qū)動器的電機(jī)速度控制，以及通過輸入輸出口進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)方向檢測、限位開關(guān)位置檢測、電磁閥控制、增壓泵控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在氣體增壓液化部分和氣體輸出部分之間設(shè)置了壓力流量控制部分與壓力流量反饋部分，實(shí)現(xiàn)了氣體壓力流量的控制與五級傳感反饋。氣體首先經(jīng)氣體增壓泵增壓控制后進(jìn)入由直線往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)、雙作用缸以及組成橋路的四個換向電磁閥組成的壓力流量控制部分，通過直線往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)帶動雙作用缸的活塞桿進(jìn)行精密直線運(yùn)動，使雙作用缸與四個電磁閥、四個單向閥往復(fù)切換配合，進(jìn)行氣體連續(xù)輸出控制。進(jìn)而，通過由三個壓力傳感器組成的壓力流量反饋部分實(shí)現(xiàn)了待注氣體壓力流量的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，使待注氣體方便、恒壓力恒流量地注入待注容器或設(shè)備中。因此，本發(fā)明是的氣體注入裝置能夠?qū)⒏邏何⒘髁繗怏w方便、恒壓恒流量地注入到待注容器或設(shè)備中，可廣泛應(yīng)用于如聚合物CO2超臨界發(fā)泡、高壓CO2萃取等對氣體注入有嚴(yán)格要求的系統(tǒng)中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明氣體高壓微流量恒壓恒流量注入裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中壓力流量控制部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中氣體增壓液化部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。