小型氣動壓力平衡器的製作方法
2023-10-10 14:45:44
專利名稱:小型氣動壓力平衡器的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種壓力平衡器,特別涉及一種小型氣動壓力平衡器。
技術背景吸收式製冷利用廢熱、餘熱或太陽能作為動力源,充分體現節能的優越 性。在吸收製冷裝置中,吸收器是一個十分關鍵的元件,它對吸收效率有很大的影響作用,而且還是影響COP的重要因素。因此圍繞吸收器的實驗研究正積極展開。試驗研究中,吸收器有時設計成長方體式,為了試驗中便於觀察吸收器 中的液位以及內部溶液流動變化情況,將吸收器的兩面裝上玻璃板,而且用 膠體將其粘接密封。然而,玻璃板承壓能力有限,粘接玻璃板所用膠體也不 允許裂開,否則產生洩露,不利於系統的穩定運行,故而容器內部壓力受到 限制。為了解決此問題,可以將壓力平衡器作用於玻璃板上實現容器內外壓 力平衡,繼而達到容器內部能承受較大壓力的目的。但如果應用鋼性夾緊裝 置作用於玻璃板上,由於柔韌性不好、玻璃板受力不均、壓力不易控制等缺 陷,使得鋼性夾緊裝置不宜在此處使用。 發明內容本發明是針對現有實驗容器壓力不易控制的問題,提出一種小型氣動壓 力平衡器,解決了一些容易產生變形的容器和一些容器內部壓力隨時間發生 變化的裝置系統的壓力控制問題。本發明的技術方案為 一種小型氣動壓力平衡器,包括兩個橡膠板1、 11、兩根可伸縮橡膠管2、 12、兩根鋼管3、 10、螺絲釘5、手柄6、彈簧7、軟管9、軟管接口8組成的平衡壓力部分,兩根鋼管3、 10尾部連接手柄6兩端, 手柄6由彈簧7連接,螺絲釘5限位,兩根鋼管3、 10內部由軟管接口8和 軟管9連接,使兩根鋼管3、 IO內部導通,兩根鋼管3、 IO頭部分別通過可 伸縮橡膠管2、 12與橡膠板1、 11連接,兩塊橡膠板1、 11平行可夾容器, 還包括電磁閥13、氮氣瓶14、壓差控制器15組成的壓力反饋部分,氮氣瓶 14通過電磁閥13與鋼管3、 IO內部連通,壓差控制器15與兩根鋼管3、 10、 被壓容器16相連接,控制電磁閥13開與關。壓差控制器15設定一個壓差值,該設定壓差值A Pc是p,的函數,當《不 變時,APc為定值;當^變化時,A戶c也隨^變化,其中^為被壓容器內壓力值。所述兩根鋼管3、 10任意一根上安裝一安全閥4。本發明的有益效果在於本發明小型氣動壓力平衡器,解決了對於一般 鋼性夾緊裝置不宜使用,又需要平衡內部壓力的容器的壓力問題,保證了容 器使用的安全性。具有結構簡單,柔韌性好,所施壓力容易控制,操作簡便 的特點。
圖l本發明小型氣動壓力平衡器結構示意圖;圖2本發明小型氣動壓力平衡器氣動壓力作用於被壓容器示意圖;圖3本發明小型氣動壓力平衡器中作為被壓容器的長方體式容器示意圖。
具體實施方式
如圖l本發明小型氣動壓力平衡器結構示意圖,系統主要由兩部分組成。 第一部分包括兩個橡膠板l、 11、兩根可伸縮橡膠管2、 12、兩根鋼管3、 10、螺絲釘5、手柄6、彈簧7、軟管9、軟管接口8,它們組合在一起起到平衡被 壓容器內部壓力的作用,兩根鋼管3、 10尾部連接手柄6兩端,手柄6由彈簧 7連接,螺絲釘5限位,兩根鋼管3、 10內部由軟管接口8和軟管9連接,使 兩根鋼管3、 IO內部導通,兩根鋼管3、 10頭部分別通過可伸縮橡膠管2、 12 與橡膠板l、 ll連接,兩塊橡膠板l、 ll平行;第二部分包括電磁閥13、氮 氣瓶14、壓差控制器15,它們組合在一起起到壓力反饋的作用,氮氣瓶通過 電磁閥與鋼管內部連通,壓力控制器與鋼管、被壓容器相連接,控制電磁閥 開與關,這兩部分一起構成了氣動壓力平衡系統。如圖2所示小型氣動壓力平衡器氣動壓力作用於被壓容器示意圖,該小 型氣動壓力平衡器是利用壓縮氮氣作為動力源,由電磁閥13控制氮氣進入鋼 管作用在橡膠板l、 11上,再由橡膠板作用於容器16兩壁面上一個作用力, 實現容器內外壓力平衡。在壓力反饋系統中,由壓差控制器15設定一個壓差 值,該設定壓差值是由被壓容器16中氣體與鋼管3、 IO中氣體壓差所形成, 當被壓容器16內壓力上升時,實際壓差值小於設定壓差值,此時,電磁閥13 開通,氮氣瓶14中的氮氣被壓入鋼管,鋼管內氣體壓力增大,可伸縮橡膠管 2、 12有些許伸長,橡膠板l、 11作用在容器16上下面的壓力增大,伴隨著 鋼管與容器間氣體壓差逐漸增大。當壓差增大到與設定壓差值相等時,電磁閥13關閉,氮氣停止進入鋼管,鋼管內壓力保持穩定。如圖3中作為被壓容器的長方體式容器為例,分析壓力平衡過程。 首先旋開螺絲釘5,由彈簧7作用使得兩橡膠板1、 ll間的距離增大,將 兩橡膠板l、 11輕輕夾在容器16的AB^4面和DCq^面上,然後把螺絲釘5 旋緊,保證兩橡膠板與容器AB^4面和DCC,A面良好接觸。然後當容器16內壓力變化時,由壓差控制器關聯作用,控制電磁閥13的開與關,實現鋼管 內壓力調節。設定壓差值分析假設兩橡膠板1、 11分別作用於容器4面和DCq A面,設定壓差值 為A屍c ,鋼管內壓力為P,環境壓力為P。,容器ABCD-4ACiA內壓力為《, 橡膠板對容器AB^4面的作用力大小為N,容器AB5,4面的面積為S,橡膠 板半徑為R,當容器內外壓力平衡時對於橡膠板面,在水平方向上根據受力平衡有formula see original document page 6對於AB^^面,在水平方向上根據受力平衡有formula see original document page 6得到有formula see original document page 6於是,設定壓差值formula see original document page 6由上式知,設定壓差值APc是容器16內壓力S的函數,當S不變時, APc為定值;當《變化時,A Pc也隨《發生變化。壓差控制器關聯控制電磁閥實際壓差值AP與設定壓差值APc不相等時,由壓差控制器作用,使得 電磁閥實行開關,下面是其作用的三種狀態I當AP〈APc時,電磁閥開通 II當AP二AiV時,電磁閥關閉III當AP〉A戶c時,電磁閥關閉,若鋼管內壓力達到一定值,對系統穩 定運行造成影響時,安全閥將開通,降低鋼管內壓力,達到AP與APc相等 時,安全閥關閉。裝置元件功能橡膠板1、 11有利於及時將壓力傳給容器被壓面(即AB^ 4面和DCq A 面);可伸縮橡膠管2、 12的可伸縮性使氮氣容易對被壓容器產生氣動壓力; 鋼管3、 IO充當氣體容器和起到穩固裝置的作用;安全閥4保證鋼管內壓力 過大時,釋放出一些氮氣以降低壓力;彈簧7用來實現調大兩橡膠板間的開 度,而螺絲釘5的作用是固定兩橡膠板間的距離,同時5與7的作用下使得 整個系統變得穩定;軟管9通過兩個軟管接口 8將兩鋼管連通,其長度可以 適當調節,保證兩橡膠板間距離改變而不會影響兩鋼管內氣體相通;電磁閥 13將氮氣瓶中的氮氣壓入鋼管,實現鋼管內增壓;壓差控制器15測得容器與 鋼管內的壓差後,關聯控制電磁閥,實行壓差調節。
權利要求
1、一種小型氣動壓力平衡器,包括兩個橡膠板(1、11)、兩根可伸縮橡膠管(2、12)、兩根鋼管(3、10)、螺絲釘(5)、手柄(6)、彈簧(7)、軟管(9)、軟管接口(8)組成的平衡壓力部分,兩根鋼管(3、10)尾部連接手柄(6)兩端,手柄(6)由彈簧(7)連接,螺絲釘(5)限位,兩根鋼管(3、10)內部由軟管接口(8)和軟管(9)連接,使兩根鋼管(3、10)內部導通,兩根鋼管(3、10)頭部分別通過可伸縮橡膠管(2、12)與橡膠板(1、11)連接,兩塊橡膠板(1、11)平行可夾容器,其特徵在於,還包括電磁閥(13)、氮氣瓶(14)、壓差控制器(15)組成壓力反饋部分,氮氣瓶(14)通過電磁閥(13)與鋼管(3、10)內部連通,壓差控制器(15)與兩根鋼管(3、10)、被壓容器(16)相連接,控制電磁閥(13)開與關。
2、 根據權利要求1所述小型氣動壓力平衡器,其特徵在於,壓差控制器(15) 設定一個壓差值,該設定壓差值APc是《的函數,當"不變時,A&為定值;當P/變化時,APc也隨屍/變化,其中《為被壓容器內壓力值。
3、 根據權利要求1所述小型氣動壓力平衡器,其特徵在於,所述兩根鋼管(3、 10)任意一根上安裝一安全閥(4)。
全文摘要
本發明涉及一種小型氣動壓力平衡器。包括壓力平衡部分和壓力反饋部分。其採用壓縮氮氣作為壓力平衡的動力源,由電磁閥控制氮氣進入鋼管作用在橡膠板上,再通過橡膠板作用於容器壁面上,實現容器內外壓力平衡。小型氣動壓力平衡器適用於可視化吸收試驗裝置的壓力平衡,具有結構簡單,柔韌性好,所施壓力容易控制,操作簡便的特點。同時對於一些不堪承受內部壓力過大的容器,尤其是對於一些容易產生變形的容器和一些容器內部壓力發生變化的裝置系統,該小型氣動壓力平衡器均可以起到平衡其內部壓力的作用。
文檔編號F25B37/00GK101403550SQ20081020292
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月18日 優先權日2008年11月18日
發明者輝 劉, 龐尚志, 龐常偉, 武衛東, 郭永飛 申請人:上海理工大學