[實用新型]一種大量程高精度氣體壓力和流量快速調節裝置

有效

• 申請號: 202021930896.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN212433647U
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 曹永飛;馬曉光;杜羽
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽空氣動力研究所
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 桑林艷

本實用新型涉及氣體流量調節技術領域，具體為一種大量程高精度氣體壓力和流量快速調節裝置，是針對現有流量控制裝置難以滿足高壓力、快速、大量程、高精度調節的缺陷所提出，調節裝置包括主調節閥、多通路快速調節閥和反饋控制系統，主調節閥與多通路快速調節閥并聯，設置在主管路上的主調節閥根據需要調節高壓氣流的流量、設置在次管路上的多通路快速調節閥快速及高精度地調節高壓氣流的流量、反饋控制系統控制主調節閥實現對高壓氣流的大流量控制，同時控制多通路快速調節閥實現對高壓氣流的小流量、快速、精確控制。本實用新型有利于縮短整個流量校準過程的氣源消耗，節省校準成本，提高工作效率。

技術領域：

本實用新型屬于氣體流量調節技術領域，具體涉及一種大量程高精度氣體壓力和流量快速調節裝置。

背景技術：

氣體流量精確控制在石油、天然氣、化工、節能、環保、航空航天等領域有著廣泛的需求，有多種形式的閥門可以實現氣體流量控制，可以滿足一般的工業現場需求。但是在流量計量校準領域，被校流量裝置工作工況范圍廣，尤其是航空航天行業的被校流量裝置，其流通流量越來越大，流量從幾克每秒到幾千克每秒；工作壓力變化范圍廣，從負壓到正壓，導致壓力變化工況多。因此，提出了流量和壓力組合工況校準的需求。為了滿足這類校準需求，需要一套適用于流量計量領域的大量程高精度氣體壓力和流量快速調節系統，為流量校準裝置提供所需的流量和壓力，以匹配被校流量裝置流量和壓力工況變化范圍廣的客觀情況。這套系統一個難點在于，整個量程范圍內都需要精確控制流量，流量調節分辨率最小可到0.5g/s以內；另一個難點在于，如何使被校流量裝置在如此大量程流量和壓力工作范圍內，確保該系統能夠快速調節流量和壓力，同時這也這意味著能夠節省大量高壓氣源，提高校準工作效率，節約客觀的經濟成本。而當前單純的獨立閥門式流量控制裝置，難以同時滿足這類高壓力、大流量范圍工況、高精度氣體流量快速調節的需求。例如：實用新型名稱為一種流體流量調節閥和實用新型名稱為流量調節閥，公布了相同類型的調節閥，且都能夠實現穩定的高精度流量調節，但在流量調節范圍和控制速度方面受限。因此，本實用新型提出一種適用于高壓力、大流量范圍工況、高精度氣體流量快速控制裝置，對一些特殊的壓力和流量控制需求具有重要作用。

發明內容：

本實用新型為解決現有流量控制裝置難以滿足高壓力、大流量范圍工況、高精度氣體流量、快速調節的缺陷，提供了一種大量程高精度氣體壓力和流量快速調節裝置，通過設置不同的調節管路，縮短整個流量校準過程的氣源消耗，進而節省校準成本，提高工作效率。

本實用新型采用的技術方案在于：一種大量程高精度氣體壓力和流量快速調節裝置，包括：

主調節閥，安裝在主管路上，用來根據需要調節高壓氣流的流量；反饋控制系統，用來根據主管路內高壓氣流的流量目標或壓力目標來控制主調節閥的開度，還包括與主調節閥并聯設置的多通路快速調節閥，所述多通路快速調節閥安裝在與主管路并聯的次管路上，用來調節高壓氣流的流量；所述多通路快速調節閥包括多個并聯設置的節流噴嘴和分別與每個節流噴嘴串聯的快速閥，所述反饋控制系統用來控制每個快速閥的開閉。

優選地，每個節流噴嘴的噴嘴尺寸不同，且不同節流噴嘴的噴嘴喉道面積按倍數關系設置，根據調節精度的需要設置節流噴嘴的最小喉道面積。

優選地，所述主調節閥為線性節流閥，其包括線性節流頭和用來驅動線性節流頭運動的驅動裝置，所述反饋控制系統通過控制驅動裝置實現線性節流頭對管路節流面積的調節。

優選地，所述反饋控制系統包括控制器、運算器、第一傳感器和第二傳感器，所述第一傳感器用來采集裝置入口處高壓氣流的總壓力值P01和總溫度值T01，并反饋給運算器；所述第二傳感器用來采集主管路與次管路調節混合后位于裝置出口處高壓氣流的總壓力值P02和氣體質量流量m3，并反饋給運算器，所述控制器根據運算器反饋數據，對主調節閥的開度和多通路快速調節閥的開閉進行控制。

本實用新型的有益效果是：