[发明专利]一种带流量示值的大气采样瓶流量控制阀

说明书

本发明公开了一种带流量示值的大气采样瓶流量控制阀，其主要包括采样接头，真空口，阀体，与阀体连接的螺塞，金属弹性隔膜，喷嘴，环形垫板和螺纹压盖；还包括机芯，刻度盘，指针和压力表透明窗；机芯安装在环形垫板和金属隔膜中心上；刻度盘和指针安装在机芯上；压力表透明窗安装在螺纹压盖的外圈上；本方案由机芯，刻度盘，指针和压力表透明窗构成组合配件，通过机芯来感应金属隔膜的变形量来带动指针的转动，操作时方便简单，使用者可通过压力表透明窗直接监测控制阀工作时的实际流量。

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，具体涉及一种带流量示值的大气采样瓶流量控制阀。

背景技术

在现代工业中阀门无处不在，有仅关断功能的阀门、流量调节的阀门、控制压力的阀门，还有控制方向的阀门，以及特种控制的阀门。在环保的气体检测领域，需要一些流动性大气采样装置，参见图1，通常采用预抽好真空的真空储气罐2，配上流量控制阀1组成。使用时打开采样阀，按流量控制阀1设定的采样速度，控制真气储气罐2的吸气采样。

从流体力学知识中我们知道，通过截面的流量Q＝kA(ΔP/ρ)^1/2。

式中：k:阻力系数或流量系数，与流道几何形状有关；

ΔP：流道前后压差；

ρ：流体的密度；

A:流道截面积。

因此，在流体及流道几何形状确定后，流体的密度为常量，阻力系数k基本保持不变，流量只与流道截面积和流道前后压差有关，流量控制分下面两种形式：

(1)节流型，如图2，通过节流阀3改变通道截面积，控制流量大小。结构简单，成本低，通常都采用这种方式控制流量，用于一些要求不高的场合。缺点是当进气压力变化时，流道前后压差会发生变化，导致流量不稳定。

(2)恒流型，利用压力调节阀稳定流道前后压差，达到稳定流量。流量不受进气压力变化影响。结构复杂，成本高，用于要求高场合。

恒流型又分：

a.定压差型，参见图3，用稳压阀4稳定流道前后压差为定值，不可调节，通过改变流道截面积，控制流量大小。

b.定面积型，参见图4，采用固定节流6，面积不变，通过压力调节阀5调节流道前后压差，控制流量大小。

真空储气罐式大气采样是由真空储气罐自动吸气，缓慢地采集被测大气。通常真空储气罐式大气采样是用于流动大气监测的采样，真空储气罐通常不能做的过大，一般容量在5～8升。为了能监测较长时间的大气质量，采样流量只有每分钟几毫升。为了得到精准的样本，采样流量应尽量恒定。由于采样流量很小，流道面积极小，图3所示的定压差型流量控制阀结构，流量调节方式难度太大，很难控制，不能满足要求。

如图4所示的定面积流量控制阀结构，采用微型孔作为节流孔，通过固定节流6来固定流道截面积，由压力调节阀5调节节流孔上下游的压力差来设置流量，压力调节相对容易实现。目前的大气采样瓶都采用定面积型流量控制阀形式调节流量。同时，为了防止被采样气体被污染，所有元器件都要采用洁净元器件。

采样真空储气罐是从大气中吸气采样，大气压是恒定的，即进气压力是恒定的。如图5所示，只需采用负压压力调节装置5反向控制节流孔后的压力，即可保证节流孔前后压差恒定，使得通过节流孔的流量基本恒定。