流量控制阀组件和流体供应装置的制作方法

1.本技术涉及分析仪器领域，尤其涉及一种流量控制阀组件和流体供应装置。


背景技术：

2.在现有主流的分析仪器及其前处理的工作中，均需实现多种气体切换及控制功能，例如：气象色谱(gc)，气象质谱(gc-ms)，原子吸收光谱(aa)，电感耦合等离子体发射光谱仪(icp-oes)，电感耦合等离子体质谱(icp-ms)，顶空，热脱附(td) 等。具体到应用，涉及到如，燃气/助燃气的流量控制，气体样品进样量控制，载气/ 吹扫气控制，冷却气控制等不同的工况。
3.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

4.本技术的发明人发现：分析仪器的专业性较高，应用领域也较为复杂，研发及生产的团队往往分布在不同地区，甚至不同国家，由于缺少一种底层的具有通用功能的气体控制单元，导致在不同仪器中需要针对具有相同功能的气体控制单元进行反复设计，不仅提高了设计的复杂性，而且，由于分析仪器的年产量通常不高，气体执行原部件等零部件的采购价格较高，所以，设计出的气体控制单元在仪器整机成本中往往占有较大比重。
5.为了解决上述问题或相似的问题，本技术提供一种流量控制阀组件和流体供应装置，在该流量控制阀组件中，将形成流体流路的壳体、控制阀和流体阻挡器集成为一体，能够形成一种通用的流量控制模块，由此，通过对该流量控制阀组件进行组合或者对相应部件的种类进行调整，就能适用在不同的分析仪器中，而不必对流量控制阀组件进行重新设计，所以，能够降低设计的复杂性，并且，能够降低零部件的采购成本和生产装配及维护成本。
6.根据本技术实施例的一个方面，提供一种流量控制阀组件，所述流量控制阀组件包括：
7.壳体，所述壳体内部具有腔体，所述壳体上开设有入口和出口，所述入口供流体进入所述腔体，所述出口供流体流出所述腔体；
8.控制阀，其与所述壳体连接，所述控制阀的阀芯至少部分地位于所述腔体内，所述阀芯在所述腔体内的位置与所述腔体内从所述入口到所述出口流动的流体的流量相关；以及
9.流体阻挡器，其安装于所述壳体，所述流体阻挡器阻挡所述腔体内流体的流动。
10.根据本技术实施例的另一个方面，其中，所述控制阀是电磁阀(solenoid valve)。
11.根据本技术实施例的另一个方面，其中，所述流量控制阀组件还包括：
12.传感器，其与所述壳体连接，并且，所述传感器的传感部件至少部分地位于所述腔
体内部，用于检测所述腔体内的流体的物理量，其中，所述控制阀接收所述传感器检测到的所述物理量，并根据所述物理量控制所述阀芯在所述腔体内的位置。
13.根据本技术实施例的另一个方面，其中，所述传感器包括：
14.流量传感器，其检测的所述物理量为流体的流量；和/或，压力传感器，其检测的所述物理量为所述流体的压力。
15.根据本技术实施例的另一个方面，其中，所述控制阀包括：
16.比例阀(proportional valve)和/或电磁阀(solenoid valve)。
17.根据本技术实施例的另一个方面，其中，所述压力传感器设置于所述流体阻挡器的更靠近所述入口的一侧。
18.根据本技术实施例的另一个方面，其中，所述比例阀的种类和/或所述流体阻挡器的种类与所述流体的种类和/或所述流体的压力对应。
19.根据本技术实施例的另一个方面，其中，所述流体阻挡器安装于所述出口。
20.根据本技术实施例的另一个方面，提供一种流体供应装置，该流体供应装置包括上述实施例的任一方面所述的流量控制阀组件。
21.根据本技术实施例的另一个方面，其中，所述流体供应装置中所述流量控制阀组件的数量为2个以上。
22.本实用新型的有益效果在于：能够形成一种通用的流量控制模块，由此，只需要对该流量控制阀组件进行组合或者对相应部件的种类进行调整，就能适用在不同的分析仪器中，而不必对流量控制阀组件进行重新设计，所以，能够降低设计的复杂性，并且，能够降低成本。
23.参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。
附图说明
24.所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施方式，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
25.图1是本技术本实施例1的流量控制阀组件的一个示意图；
26.图2是传感器为压力传感器时流量控制阀组件的原理的一个示意图；
27.图3是管路中流量的一个示意图；
28.图4是传感器为流量传感器时流量控制阀组件的原理的一个示意图；
29.图5是流体供应装置的一个示意图。
具体实施方式
30.参照附图，通过下面的说明书，本实用新型的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本实用新型的特定实施方式，其表明了其中可以采用本实用新
型的原则的部分实施方式，应了解的是，本实用新型不限于所描述的实施方式，相反，本实用新型包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
31.在本技术实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。
32.在本技术实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外，术语“该”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外，术语“根据”应理解为“至少部分根据
……”
，术语“基于”应理解为“至少部分基于
……”
，除非上下文另外明确指出。
33.实施例1
34.本技术实施例1提供一种流量控制阀组件。
35.图1是本技术本实施例1的流量控制阀组件的一个示意图。
36.如图1所示，流量控制阀组件100包括：壳体1，控制阀2和流体阻挡器3。
37.在本实施例中，壳体1的内部具有腔体1a，腔体1a能够容纳流体。壳体1上开设有入口11和出口12，其中，入口12供流体进入腔体1a，出口12供流体流出腔体1a。
38.控制阀2与壳体1连接。控制阀2的阀芯21至少部分地位于腔体1a内。阀芯 21在腔体1a内的位置与腔体1a内从入口11到出口12流动的流体的流量相关，也就是说，通过调整阀芯21在腔体1a内的位置，能够调整从出口2流出的流体的流量。阀芯21可以通过壳体1上开设的阀芯开口进入到腔体1a内。
39.控制阀2例如可以是比例阀(proportional valve)或电磁阀(solenoid valve)。此外，控制阀2的数量也可以多于一个，例如：多个比例阀；或者，部分(例如，1个) 是比例阀，其余部分(例如，另1个)是电磁阀等。
40.流体阻挡器3可以安装于壳体1。流体阻挡器3可以与流体在入口11和出口12 之间流动的流动路径串联，从而阻挡腔体1a内流体的流动，即，流体阻挡器3为流体的流动提供适当的阻力。例如，流体阻挡器3可以安装于壳体1的出口12。
41.流体阻挡器3可以是板状或柱状等。流体阻挡器3上开设有孔，孔的数量和尺寸能够调整阻力的大小。孔的数量和尺寸可以根据流体的种类和流体的压力来决定。
42.根据实施例1，在本技术的流量控制阀组件100中，将形成流体流路的壳体1、控制阀2和流体阻挡器3集成为一体，能够形成一种集成了流路控制和流量控制功能的通用的流量控制模块，由此，通过对流量控制阀组件100进行组合或者对相应部件的种类进行调整，就能适用在不同的分析仪器中，从而不必对流量控制阀组件进行重新设计，所以，能够降低设计的复杂性，并且，流量控制阀组件100的结构统一，因此，能够降低生产装配及维护成本，并降低零部件的采购成本。
43.在本实施例中，流入腔体1a的流体可以是气体，也可以是液体或者是气液混合体等。即，本技术的流量控制阀组件100适用于对气体、液体或气液混合体的流量控制。
44.在本实施例中，如图1所示，流量控制阀组件100还包括：传感器4。传感器4 可以与壳体1连接，并且，传感器4的传感部件41至少部分地位于腔体1a内部，用于检测腔体1a内的
流体的物理量。
45.控制阀2可以通过有线或无线的方式与传感器4连接，从而接收传感器4检测到的物理量。控制阀2可以根据传感器4检测到的物理量控制阀芯21在腔体1a内的位置，从而调整从出口12流出的流体的流量。
46.在本实施例中，传感器4可以是流量传感器和/或压力传感器。其中，流量传感器检测的物理量为腔体1a内流体的流量；压力传感器检测的物理量为腔体1a内流体的压力。
47.由此，传感器4和控制阀2可以对流体的流量进行反馈控制。
48.下面，以控制阀2是比例阀为例，说明流量控制阀组件100的原理。
49.图2是传感器4为压力传感器4a时流量控制阀组件100的原理的一个示意图。如图2所示，流体的流动方向为d，压力传感器4a检测腔体内流体的压力，并将检测到的压力反馈给控制阀2，作为控制阀2的比例阀根据反馈的压力调节自身的开度或占空比(即，调节阀芯的位置)，从而调节流体的流量。
50.图3是管路中流量的一个示意图。如图3所示，在流体的流动的管路300中，存在窄孔301，流体的流动方向为d，窄孔301前侧(即，流体的流动方向d的上游侧) 的流体压力为p1，窄孔302后侧(即，流体的流动方向d的下游侧)的流体压力为 p2。在窄孔301的后侧和前侧的压力比值p2/p1≤0.528的情况下，通过管路300的流体流量v与该压力比值(p2/p1)呈近似线性的关系。因此，当窄孔302后侧的压力 p2保持不变的条件下，可以通过改变窄孔301的前侧的压力p1，来实现管路300中流体流量v的改变。
51.针对图2的实际应用，可以由流体阻挡器3实现图3中窄孔301的作用，可以通过设置图1中壳体1的结构使得流体阻挡器3后侧的流体的压力p2保持不变，可以通过控制阀2(例如，比例阀)来调节流体阻挡器3前侧的流体的压力p1，由此，改变p2/p1，从而达到调节流体的流量的效果。其中，压力传感器4a可以检测流体阻挡器3前侧的流体的压力p1，该检测到的压力p1反馈给控制阀2，作为控制阀2的比例阀将反馈的压力p1与目标压力进行比较，从而控制比例阀的开度或占空比，由此，能够调节流体的流量。
52.针对图2的实际应用，针对所需实现的流量调节范围不同、流体阻挡器3后侧的流体的压力p2不同或流体的种类不同等情况，可以选用具有不同孔径的流体阻挡器 3和/或具有不同调压范围的比例阀作为控制阀2。
53.根据图2，能够使用成本较低的压力传感器4a来达到流量控制的效果。
54.图4是传感器4为流量传感器4b时流量控制阀组件的原理的一个示意图。如图4所示，流体的流动方向为d，流量传感器4b检测腔体内流体的流量，并将检测到的流量反馈给控制阀2，作为控制阀2的比例阀根据反馈的流量调节自身的开度或占空比(即，调节阀芯的位置)，从而调节流体的流量。此外，图4中还是出了流体阻挡器3。
55.此外，尽管图4中没有示出，但是可以在流量传感器4b之外，再在壳体1(图4 未示出)上安装压力传感器，即，流量控制阀组件具有压力传感器和流量传感器这二者。
56.在本实施例的一个实施方式中，如图1所示，流量控制阀组件100可以不具有用于检测腔体1a内流体的物理量的传感器4，并且，控制阀2可以是电磁阀(solenoidvalve)。由此，流量控制阀组件100可以实现固定流量流路的通断功能，即，实现流路开关的功能。
57.根据本技术实施例1，在本技术的流量控制阀组件100中，将形成流体流路的壳体1、控制阀2和流体阻挡器3集成为一体，能够形成一种集成了流路控制和流量控制功能的通
用的流量控制模块。由此，本技术的流量控制阀组件100能够实现如下的效果：
58.1.缩短新产品开发周期
59.基于本技术的流量控制阀组件，以及灵活的控制阀与流体阻挡器的组合，新的气路模块能够满足不同气源、不同压力下的较大范围的单通道流量调节或开关应用。对于多通道气路而言，可以通过将流量控制阀组件进行组合来实现。由此，大大缩短新产品早期的设计验证时间。
60.2.降低成本
61.在不同仪器中使用通用的流量控制阀组件，能极大地降低单件流量控制阀组件的物料成本。此外，一些受限于单类仪器年用较低，无法使用的工艺(比如冷压压铸气路块体，注塑外壳，热去毛刺等工艺)，均可在通用的流量控制阀组件上使用，以此摊薄物料成本。另外，流量控制阀组件中的控制阀、流体阻挡器等部件的统一选用，也会进一步降低采购成本。
62.3.易于装配及维护
63.流量控制阀组件具有统一的内部结构，能够简化装配工艺，并提升装配效率。此外，对于用户端而言，也能降低不同产品的维护成本。
64.实施例2
65.本实用新型实施例2提供一种流体供应装置。
66.图5是流体供应装置的一个示意图。如图5所示，流体供应装置500包括：实施例1所记载的流量控制阀组件100以及管道501。
67.由于在实施例1中，已经对流量控制阀组件100的结构和工作原理进行了详细说明，其内容被合并于此，此处省略说明。
68.如图5所示，在流体供应装置500中，管道501用于输送流体，流量控制阀组件 100与管道501连接。图5所示的流体供应装置500中具有3个流量控制阀组件100，但本实施例不限于此，例如，流体供应装置500中具有的流量控制阀组件100的数量可以是1个、2个或4个以上，即，在流体供应装置500中，可以复用2个以上的流量控制阀组件100。
69.流体供应装置500供应的流体可以是气态、液态或气液混合态。流体供应装置 500可以将流体(例如，气体)供应到分析仪器中，分析仪器例如是火焰粒子检测器 (fid)，热导池检测器(tcd)，氮磷检测器(npd)，电子捕获检测器(ecd)，原子吸收光谱(aa)仪，电感耦合等离子体发射光谱仪(icp-oes)等。
70.根据本实施例，在流体供应装置的流量控制阀组件100中，将形成流体流路的壳体1、控制阀2和流体阻挡器3集成为一体，能够形成一种集成了流路控制和流量控制功能的通用的流量控制模块，由此，通过对流量控制阀组件100进行组合或者对相应部件的种类进行调整，就能适用在不同的分析仪器中，从而不必对流量控制阀组件进行重新设计，所以，能够降低设计的复杂性，并且，流量控制阀组件100的结构统一，因此，能够降低生产装配及维护成本，并降低零部件的采购成本；进而，降低了流体供应装置500的成本。
71.以上结合具体的实施方式对本技术进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本技术保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本技术的精神和原理对本技术做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本技术的范围内。