[发明专利]流体挤压装置及流体出口流量控制方法

说明书

本发明涉及一种流体挤压装置及流体出口流量控制方法，包括：挤压管，所述挤压管的一端设有挤出头；活塞，所述活塞滑动设于所述挤压管的内壁；弹性件，所述弹性件与所述活塞远离所述挤出头的一端固定连接；以及驱动器，所述驱动器与所述弹性件远离所述活塞的一端固定连接；当推动所述驱动器时，所述驱动器带动所述活塞推压所述挤压管内的流体，以使流体从所述挤出头排出。本发明缩短了流体达到稳态流速的响应时间以及减轻了流体“流口水”的现象，且可以方便用户通过控制位移来精确控制流体的稳态流速。

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，特别是涉及一种流体挤压装置及流体出口流量控制方法。

背景技术

在流体控制技术领域，一般采用定压气动方式或机械活塞方式从挤压管内获得定量的流体。其中，定压气动方式是指利用气缸推动活塞，活塞进而推动挤压管内的流体，使流体从挤出口排出，或利用气缸直接作用于挤压管内的流体。机械活塞方式是指利用刚体连接驱动器和活塞，进而活塞通过驱动器的作用推动挤压管内的流体，使流体从挤出头排出。

在上述两种方式中，由于流体所在腔体内部经常会有残余气体，在驱动器开始驱动活塞匀速运动使流体达到稳态流动之前，残余气体会经历一个压缩过程，残余气体被压缩量不断增大，使其作用于流体的压强也不断增大，最终使流体加速达到系统期望的稳态流速。因此上述流体达到所期望稳态流动的响应时间较长。在驱动器停止驱动活塞工作时，残余气体会依靠其被压缩的力继续作用于流体，使流体从挤出头挤出，该力的大小来源于被压缩的残余气体与大气压间的压差，流体从挤出头停止挤出的时间节点相对滞后，流体还会继续从出口排出一段时间，出现“流口水”的现象。

发明内容

基于此，有必要针对流体达到期望稳态流速的响应时间较长以及“流口水”的问题，提供一种流体挤压装置及流体出口流量控制方法。

一种流体挤压装置，包括：

挤压管，所述挤压管的一端设有挤出头；

活塞，所述活塞滑动设于所述挤压管的内壁；

弹性件，所述弹性件与所述活塞远离所述挤出头的一端固定连接；以及

驱动器，所述驱动器与所述弹性件远离所述活塞的一端固定连接；

当推动所述驱动器时，所述驱动器带动所述活塞推压所述挤压管内的流体，以使流体从所述挤出头排出。

在其中一个实施例中，所述弹性件为气囊。

在其中一个实施例中，所述气囊的容积为所述挤压管容积的十分之一以上。

在其中一个实施例中，所述弹性件为弹簧。

在其中一个实施例中，所述弹簧的弹性系数为具有所述挤压管十分之一以上容积的气体弹簧的弹性系数。

在其中一个实施例中，所述挤出头的内径值为所述挤压管的内径值的十分之一以下。

在其中一个实施例中，所述流体挤压装置还包括位移检测模块，所述位移检测模块用于检测所述驱动器与所述弹性件连接端产生的位移。

同时，本发明还提供一种流体出口流量控制方法，适用于上述流体挤压装置，所述流体出口流量控制方法包括如下步骤：

根据流体所需稳态出口流量Q或稳态出口流速v_f计算弹性件对流体产生的压强P，其由如下公式计算得出；

公式(1)和(2)中，Q为流体的稳态出口流量,v_f为流体的稳态出口流速，P为弹性件对流体产生的压强，R为挤出头的内径，μ为流体的动态黏度，l为挤出头的流道长度；