[发明专利]一种微流量高压液化气体的恒压恒流量注入装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体流量注入装置，尤其涉及一种微流量高压液化气体的恒压恒流量注入装置，用于聚合物微孔发泡等对气体注入有严格要求的系统中。

背景技术

聚合物微孔发泡的生产过程是以热塑性的聚合物材料为基体，通过注入液态气体和特殊加工工艺，使最终制品中密布尺寸从小于一微米到几十微米的泡孔，从而一方面减少材料用量，另一方面提高制品的刚性，同时避免对制品的强度等性能造成大的影响。

在微孔发泡过程中，气体的定量均匀注入是微孔发泡的关键技术，气体注入量的大小直接导致发泡后制品中泡孔的大小与分布密度，泡孔的大小和分布的密度又直接反应了产品的最终质量。

因此，目前急需研发一种能够实现微流量高压液化气体的恒压恒流量注入系统，以满足聚合物微孔发泡等应用中的要求。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种微流量高压液化气体的恒压恒流量注入装置，能够方便、均匀稳定地进行高压微流量气体的注入。

本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种微流量高压液化气体的恒压恒流量注入装置，包括气体增压液化部分和气体输出部分，其特征是：气体增压液化部分和气体输出部分之间设置压力流量控制部分与压力流量反馈部分；所述的气体增压液化部分包含气体增压泵；所述的压力流量控制部分由直线往复运动机构、双作用缸以及组成桥路的四个电磁阀、四个单向阀组成，直线往复运动机构的往复运动带动双作用缸的活塞杆进行精密直线运动，与双作用缸和四个电磁阀、四个单向阀往复切换配合，进行气体连续输出控制；所述的压力流量反馈部分由三个压力传感器组成，用于实现五级反馈，分别是设置在气体增压泵输出端、作为第一级压力反馈的第一级压力传感器，设置在压力流量控制部分输出端、作为第二级压力反馈的第二级压力传感器，设置在气体输出部分输出端、作为第三级压力反馈的第三级压力传感器，所述的第一级压力传感器与第二级压力传感器组合形成用于调节气体压力平衡的第四级压力反馈，所述的第二级压力传感器与第三级压力传感器组合形成用于调节气体压力流量的第五级压力反馈。

所述的直线往复运动机构包括伺服电机、行星减速机、微型丝杠和限位开关。

所述的待注气体输出部分由不锈钢螺旋形管组成。

所述的直线往复运动机构的直线运动精密误差小于10um，直线运动速度由电机调节，电机速度范围为0～3000rpm。

所述的气体增压泵的输出压力为0～32MPa。

所述的气体增压泵采用空气压缩机的压缩空气作为驱动，空气压缩机的输出压力为0～0.8MPa。

所述的空气压缩机优选采用微型静音无油空气压缩机。

所述的压力控制范围为0～32MPa，流量控制范围为0～100mL。

所述的行星减速机的减速比为30∶1～80∶1。

所述的微型丝杠的螺距小于或等于2mm。

所述的双作用缸的有效面积小于或等于5平方厘米。

本发明的气体注入装置可以采用单片机或者计算机通过模拟-数字转换进行压力传感检测和计算，通过数字-模拟转换控制伺服电机驱动器的电机速度控制，以及通过输入输出口进行直线往复运动机构方向检测、限位开关位置检测、电磁阀控制、增压泵控制。

与现有技术相比，本发明在气体增压液化部分和气体输出部分之间设置了压力流量控制部分与压力流量反馈部分，实现了气体压力流量的控制与五级传感反馈。气体首先经气体增压泵增压控制后进入由直线往复运动机构、双作用缸以及组成桥路的四个换向电磁阀组成的压力流量控制部分，通过直线往复运动机构带动双作用缸的活塞杆进行精密直线运动，使双作用缸与四个电磁阀、四个单向阀往复切换配合，进行气体连续输出控制。进而，通过由三个压力传感器组成的压力流量反馈部分实现了待注气体压力流量的精准调节，使待注气体方便、恒压力恒流量地注入待注容器或设备中。因此，本发明是的气体注入装置能够将高压微流量气体方便、恒压恒流量地注入到待注容器或设备中，可广泛应用于如聚合物CO2超临界发泡、高压CO2萃取等对气体注入有严格要求的系统中。

附图说明

图1为本发明气体高压微流量恒压恒流量注入装置的整体结构示意图；

图2为图1中压力流量控制部分的结构示意图；

图3为图1中气体增压液化部分的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。