大范围高精度流体调节装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大范围高精度流体调节装置及方法，该装置包括带有流体输入端的输入汇流排、带有流体输出端的输出汇流排、若干组并联在输入汇流排和输出汇流排之间的支路、控制模块，每组支路上都串联有电磁阀和节流阀，所有组的电磁阀分别由控制模块控制启闭，所有组支路分别逐级对应不同的位权值，节流阀的流量值根据所在组支路的位权值设置；工作时，控制模块采用步进控制、精细调节的控制模式，根据设定的流量或压力，从大步进到小步进逐步调节，打开或关断相应位权值的支路，使输出流量或压力渐趋逼近设定值。本发明专利技术无需比例阀，实现了流体的高精度、大范围调节，组合方便，调整灵活，应用广泛。应用广泛。应用广泛。

【技术实现步骤摘要】
大范围高精度流体调节装置及方法


[0001]本专利技术属于精密器械领域，具体涉及一种大范围高精度流体调节装置及方法。

技术介绍

[0002]在精密器械领域中，经常需要能实现流体高精度调节的装置，如，在医疗行业的微创手术中，气腹机作为腹腔微创手术的核心设备，其对流体的调节精度就有很高的要求。但是，目前气腹机等高精度流体调节装置国产化存在以下问题：
[0003]1、国内的流量调节较为粗放(如，技术专利20062010527公开了一种全自动气腹机制作方法，利用三个流量阀4L/min、12L/min、14L/min控制气腹机流量)，而国外同类产品已经能在0.1L/min量级进行精细调节(如，德国STORZ气腹机)；
[0004]2、国内提出了利用比例阀调节气腹机流量的方法(如，专利技术专利CN201510234658.3公开了一种恒温变流气腹机)，该方法虽然能连续调节气体流量，但是，第一，国产比例阀暂时还没有达到产业应用水平，还需要进口国外产品，第二，目前所有的比例阀都无法满足大范围的流体调节。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种大范围高精度流体调节装置及方法，本专利技术无需比例阀，实现了流体的高精度、大范围调节，组合方便，调整灵活，应用广泛。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种大范围高精度流体调节装置，包括带有流体输入端的输入汇流排、带有流体输出端的输出汇流排、若干组并联在输入汇流排和输出汇流排之间的支路、控制模块，每组支路上都串联有电磁阀和节流阀，所有组的电磁阀分别由控制模块控制启闭，所有组支路分别逐级对应不同的位权值，节流阀的流量值根据所在组支路的位权值设置；工作时，控制模块采用步进控制、精细调节的控制模式，根据设定的流量或压力，从大步进到小步进逐步调节，打开或关断相应位权值的支路，使输出流量或压力渐趋逼近设定值。
[0008]优选地，所有组支路按照二进制分别逐级对应不同的位权值，上一级支路上节流阀的流量值是下一级支路上节流阀的流量值的两倍，工作时，控制模块根据设定的流量或压力输出对应的二进制编码，编码的每一位对应相应位权值的支路，通过0/1的状态控制相应电磁阀启闭。
[0009]优选地，控制模块的控制电路为单片机电路与电磁阀驱动电路的组合，或者编码译码电路与电磁阀驱动电路的组合。
[0010]优选地，采用10组支路，各组支路上节流阀的流量值分别为0.1L/min、0.2L/min、0.4L/min、0.8L/min、1L/min、2L/min、4L/min、8L/min、16L/min、32L/min。
[0011]优选地，输入汇流排和输出汇流排上设有压力和/或流量测量接口。
[0012]优选地，节流阀采用手动或电动设定流量值。
[0013]一种大范围高精度流体调节方法，在流体输入端和流体输出端之间设置若干组并
联的支路，每组支路上都串联电磁阀和节流阀，所有组支路分别逐级对应不同的位权值，节流阀的流量值根据所在组支路的位权值设置，工作时，采用步进控制、精细调节的控制模式，根据设定的流量或压力，从大步进到小步进逐步调节，打开或关断相应位权值支路上的电磁阀，使输出流量或压力渐趋逼近设定值。
[0014]优选地，所有组支路按照二进制分别逐级对应不同的位权值，上一级支路上节流阀的流量值是下一级支路上节流阀的流量值的两倍，工作时，根据设定的流量或压力得到对应的二进制编码，编码的每一位对应相应位权值的支路，通过0/1的状态控制相应电磁阀启闭。
[0015]优选地，采用10组支路，各组支路上节流阀的流量值分别为0.1L/min、0.2L/min、0.4L/min、0.8L/min、1L/min、2L/min、4L/min、8L/min、16L/min、32L/min。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术采用并联、多级的电磁阀+节流阀组合方式以及步进控制、精细调节的控制模式替换了比例阀，既实现了流体的高精度调节，避免比例阀质量不高或成本过高的问题，分散了设备故障的风险，还克服了比例阀的固有不足，实现了流体的大范围调节，性能指标达到了先进水平；在本专利技术中，最低级支路上节流阀的流量值大小决定了整个系统的分辨率和调节精度，最高级支路上节流阀的流量值大小决定了整个系统的最大步进量，支路数量N越大、则调节范围和调控能力越大，因此可以根据需要设置支路数量N以及各位权值和流量值，组合方便，调整灵活；该装置并不局限于用在微创手术气腹机中，也可应用于其它需要精密调节的气/液动设备中，应用广泛。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例中大范围高精度流体调节装置的结构示意图。
[0019]图2是本专利技术实施例中输入汇流排/输出汇流排的示意图。
[0020]图中：1
‑
输入汇流排；2
‑
电磁阀；3
‑
支路；4
‑
节流阀；5
‑
输出汇流排。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0022]如图1所示，一种大范围高精度流体调节装置，包括带有流体输入端的输入汇流排1、带有流体输出端的输出汇流排5、若干组并联在输入汇流排1和输出汇流排5之间的支路3、控制模块，每组支路上都串联有电磁阀2和节流阀4，所有组的电磁阀2分别由控制模块控制启闭，所有组支路3分别逐级对应不同的位权值，节流阀4的流量值根据所在组支路3的位权值设置；工作时，控制模块采用步进控制、精细调节的控制模式，根据设定的流量或压力，从大步进到小步进逐步调节，打开或关断相应位权值的支路3，使输出流量或压力渐趋逼近设定值。
[0023]在本实施例中，所有组支路3按照二进制分别逐级对应不同的位权值，上一级支路3上节流阀4的流量值是下一级支路3上节流阀4的流量值的两倍，工作时，控制模块根据设定的流量或压力输出对应的二进制编码，编码的每一位对应相应位权值的支路，通过0/1的状态控制相应电磁阀2启闭。上述设置可以实现2
N
步进压力、流量控制，每个支路3上流量值与位权值对应，可以是0.1L/min、0.2L/min、0.4L/min、0.8L/min
…
，也可以是更精细的值，
如，0.01L/min、0.02L/min、0.04L/min、0.08L/min，总之设置精度越高、调节越精细。当然，并不一定非要采用二进制，十进制、三进制等都可以，本申请采用二进制，一则是控制编码方便，二则，前后级的差别不会过大或过小。
[0024]在本实施例中，控制模块的控制电路为单片机电路与电磁阀驱动电路的组合，或者编码译码电路与电磁阀驱动电路的组合。
[0025]在本实施例中，节流阀4采用手动设定流量值。
[0026]如图1所示，在本实施例中，选用24V电磁阀，采用10组支路3，各组支路3上节流阀4的流量值分别为0.1L/min、0.2L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大范围高精度流体调节装置，其特征在于：包括带有流体输入端的输入汇流排、带有流体输出端的输出汇流排、若干组并联在输入汇流排和输出汇流排之间的支路、控制模块，每组支路上都串联有电磁阀和节流阀，所有组的电磁阀分别由控制模块控制启闭，所有组支路分别逐级对应不同的位权值，节流阀的流量值根据所在组支路的位权值设置；工作时，控制模块采用步进控制、精细调节的控制模式，根据设定的流量或压力，从大步进到小步进逐步调节，打开或关断相应位权值的支路，使输出流量或压力渐趋逼近设定值。2.如权利要求1所述的大范围高精度流体调节装置，其特征在于：所有组支路按照二进制分别逐级对应不同的位权值，上一级支路上节流阀的流量值是下一级支路上节流阀的流量值的两倍，工作时，控制模块根据设定的流量或压力输出对应的二进制编码，编码的每一位对应相应位权值的支路，通过0/1的状态控制相应电磁阀启闭。3.如权利要求2所述的大范围高精度流体调节装置，其特征在于：控制模块的控制电路为单片机电路与电磁阀驱动电路的组合，或者编码译码电路与电磁阀驱动电路的组合。4.如权利要求2所述的大范围高精度流体调节装置，其特征在于：采用10组支路，各组支路上节流阀的流量值分别为0.1L/min、0.2L/min、0.4L/min、0.8L/min、1L/min、2L/min、4L/min、8L/min、16L...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：卓外上海医疗电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：