【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用数字组合气体混合配比阀控制气体混合配比，属于气体混合配比装置；可用于混合气体的各种应用领域，尤其是将混合气体作为激光切割辅助气体和激光焊接保护气体的应用领域。
技术介绍
1、混合气体广泛应用于许多领域：金属焊接使用co2、ar、he和稀有气体中的两种或两种以上种类气体混合作为保护气体；食品保鲜使用co2、o2、n2、ar中的两种或两种以上种类气体混合作为保鲜气体；玻璃加工使用燃气、空气和o2混合气体；氦气捡漏使用he和n2混合气体；医用和潜水使用o2和n2混合成的“合成空气”等。
2、现有的气体混合配比技术通常是基于压力平衡的体积流量配比原理，即在各路气体输入压力相等的前提下，各路气体的体积流量之比与各路气体流量控制阀门的阀口开度（即流通截面积）之比成正比。现有的气体混合配比装置由气体压力平衡单元、气体流量控制单元和气体混合单元组成，其中：气体压力平衡单元负责平衡各路气体的输入压差，使各路气体输入气体流量控制单元时的压力相等；气体流量控制单元由流量控制阀门组成，按照混合配比比例，通过调节流量控制阀门的阀口开度（即流通截面积），调节每路气体的流量；气体混合单元负责均匀混合并输出混合气体。
3、气体混合配比装置按照气体混合单元的不同分为静态混合和动态混合两类。静态混合预先设定固定配比，设置有储存罐作为气体混合单元储存混合气体；只有当所储存的混合气体使用完后，才能改变气体混合配比，不能即混即用。动态混合的气体混合单元是空间较小的气体汇流混合区域，即混即用，不设置储存罐。
4、现有气
5、激光切割一个封闭轮廓经历穿孔和切割两个过程，需要使用辅助气体将激光熔化板材产生的熔融物吹走，形成孔洞或切割缝隙，通常使用o2、n2、压缩空气中的一种作为辅助气体；期望使用o2、n2等的混合气体作为辅助气体，且在穿孔和切割过程中使用不同的混合配比；由于激光切割许多封闭轮廓不断经历着穿孔和切割的过程，必然需要通过数字控制动态实时频繁变更辅助气体的混合配比。现有技术中具有数字控制气体混合配比能力的有电机驱动阀和质量流量控制器，但电机驱动阀不适于频繁变更气体混合配比，而质量流量控制器造价高；所以期望开发一种比较经济的、可数字控制的、适用于频繁变更气体混合配比的气体混合配比阀，实现动态实时数字控制配比和即配即混即用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种比较经济的、可数字控制的、易于频繁变更气体混合配比的气体混合配比阀，实现动态实时数字控制气体混合配比和即配即混即用，用于混合气体的各种应用领域，尤其是将混合气体作为激光切割辅助气体和激光焊接保护气体的应用领域；所采取的技术措施是采用多个离散数字化的节流流通截面积的两路切换导通分支节流通道并联连接构成为数字组合气体混合配比阀，作为两路气体混合配比的流量控制混合阀门。
2、本专利技术提出的数字组合气体混合配比阀，其特征在于，由两路气体进气分流通道、汇流混合出气通道及其之间并联连接的多个两路切换导通分支节流通道构成；所述的每个分支节流通道都由两路切换导通阀（简称为切换阀）和节流孔串联而成；所述切换阀，有两个进气口分别与两路气体进气分流通道连通，有一个出气口通过节流孔与汇流混合出气通道连通；所述切换阀有两个工作位置，每个工作位置仅有一个进气口和出气口导通，即当处于一个工作位置时，两路气体中第一路气体进气口与出气口导通，同时第二路气体进气口与出气口关断，当处于另一个工作位置时，第二路气体进气口和出气口导通，同时第一路气体进气口和出气口关断；所述的各个分支节流通道具有离散数字化的节流流通截面积，由其节流孔大小决定，都与其中最小流通截面积成整数倍数关系，以每个分支节流通道的节流流通截面积与最小流通截面积的比值作为其流通截面积数字；通过控制各个切换阀的工作位置，各个分支节流通道的节流流通截面积组合形成每路气体的不同流通截面积，相应地各个分支节流通道的流通截面积数字组合形成每路气体的不同流通截面积数字；每路气体的流通截面积是对该路气体处于导通状态的分支节流通道的流通截面积之和，相应地每路气体的流通截面积数字是对该路气体处于导通状态的分支节流通道的流通截面积数字之和，当所有分支节流通道都对其中一路气体导通时，其流通截面积数字取最大流通截面积数字，此时，另一路气体处于关断状态，其流通截面积数字为0；两路气体在进气压力平衡的前提下，分别从各自进气分流通道输入，按照气体混合配比比例，采用开关量数字控制各个切换阀的工作位置，组合形成每路气体的流通截面积数字，从而控制两路气体的输出流量，最后两路气体进入汇流混合出气通道，混合后输出混合气体；本专利技术应用于气体混合配比领域，适宜动态实时变更配比，即配即混即用。
3、需要说明的是所述的数字组合气体混合配比阀是基于压力平衡的体积流量配比原理，即在气体混合配比前两路气体压力平衡（相等）的前提下，两路气体的体积流量之比与两路气体的节流流通截面积之比成正比。
4、进一步的，所述的数字组合气体混合配比阀，其特征在于，各个分支节流通道具有离散数字化的节流流通截面积的一种具体配置实例是各个分支节流通道节流孔的流通截面积s0、s1、s2、…、si、…、s（n-1），依次是最小流通截面积s0的20、21、22、…、2i、…、2（n-1）倍数，2i是二进制位权数，i取0、1、2、…、n-1，n为分支节流通道数量，称为n通道二进制数字组合气体混合配比阀；两路气体中第一路气体的流通截面积s1等于对该路气体处于导通状态的分支节流通道的节流流通截面积之和，即s1== s0，相应地第二路气体流通截面积s2=(2n-1)s0-s1，其中：s0为分支节流通道中的最小节流流通截面积；表示第i个分支节流通道切换阀的导通位置状态值，取0或1，取0表示第i个分支节流通道对第一路气体处于关断状态，同时对第二路气体处于导通状态，取1表示第i个分支节流通道对第一路气体处于导通状态，同时对第二路气体处于关断状态；第一路气体流通截面积数字即第一路气体的流通截面积s1与最小节流流通截面积s0的比值s1/s0=，各个分支节流通道取值不同，通过数字组合形成0、1、2、3、…、（2n-1）共2n个流通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.数字组合气体混合配比阀，其特征在于，由两路气体进气分流通道、汇流混合出气通道及其之间并联连接的多个两路切换导通分支节流通道构成；所述的每个分支节流通道都由两路切换导通阀（简称为切换阀）和节流孔串联而成；所述切换阀，有两个进气口分别与两路气体进气分流通道连通，有一个出气口通过节流孔与汇流混合出气通道连通；所述切换阀有两个工作位置，每个工作位置仅有一个进气口和出气口导通，即当处于一个工作位置时，两路气体中第一路气体进气口与出气口导通，同时第二路气体进气口与出气口关断，当处于另一个工作位置时，第二路气体进气口和出气口导通，同时第一路气体进气口和出气口关断；所述的各个分支节流通道具有离散数字化的节流流通截面积，由其节流孔大小决定，都与其中最小流通截面积成整数倍数关系，以每个分支节流通道的节流流通截面积与最小流通截面积的比值作为其流通截面积数字；通过控制各个切换阀的工作位置，各个分支节流通道的节流流通截面积组合形成每路气体的不同流通截面积，相应地各个分支节流通道的流通截面积数字组合形成每路气体的不同流通截面积数字；每路气体的流通截面积是对该路气体处于导通状态的分支节流通道的流通截面积之
2.根据权利要求1所述的数字组合气体混合配比阀，其特征在于，各个分支节流通道具有离散数字化的节流流通截面积的一种具体配置实例是各个分支节流通道节流孔的流通截面积s0、s1、s2、…、si、…、s（n-1），依次是最小流通截面积s0的20、21、22、…、2i、…、2（n-1）倍数，2i是二进制位权数，i取0、1、2、…、n-1，n为分支节流通道数量，称为n通道二进制数字组合气体混合配比阀；两路气体中第一路气体的流通截面积S1等于对该路气体处于导通状态的分支节流通道的节流流通截面积之和，即S1== s0，相应地第二路气体流通截面积S2=(2n-1)s0-S1，其中：s0为分支节流通道中的最小节流流通截面积；表示第i个分支节流通道切换阀的导通位置状态值，取0或1，取0表示第i个分支节流通道对第一路气体处于关断状态，同时对第二路气体处于导通状态，取1表示第i个分支节流通道对第一路气体处于导通状态，同时对第二路气体处于关断状态；第一路气体流通截面积数字即第一路气体的流通截面积S1与最小节流流通截面积s0的比值S1/s0=，各个分支节流通道取值不同，通过数字组合形成0、1、2、3、…、（2n-1）共2n个流通截面积数字，对应形成0、1s0、2s0、3s0、…、（2n-1）s0的2n级离散数字化的逼近连续的流通截面积，相应地第二路气体流通截面积数字是S2/s0=（2n-1）-S1/s0，对应数字组合形成（2n-1）、…、3、2、1、0共2n个流通截面积数字，对应形成（2n-1）s0、…、3s0、2s0、1s0、0的2n级离散数字化的逼近连续的流通截面积。
3.根据权利要求1所述的数字组合气体混合配比阀，其特征在于，所述切换阀的一种结构实例是由阀体、圆柱形活塞阀芯及其驱动部件构成，所述的阀体内有阀芯滑动通道，阀体上有两个进气口和一个出气口；所述的阀芯在阀体内滑动时有两个工作位置，处于一个工作位置时，第一路进气口和出气口导通，同时第二路进气口和出气口关断，处于另一个工作位置时，第二路进气口和出气口导通，同时第一路进气口和出气口关断；所述的阀芯驱动部件包括直动式电磁驱动型、分步直动（内部先导）式电磁驱动型、微型电磁阀控制先导气体驱动型类别；所涉及切换阀的安装类别，包括管接式和插装阀式。
4.根据权利要求1所述的数字组合气体混合配比阀，其结构特征在于，可以采用气管和三通管接头连接切换阀的简单结构实例形式，优先采用夹接式、管接式、插装阀式或插装阀芯式的紧凑型集成阀体结构实例形式：
5.根据权利要求1所述的数字组合气体混合配比阀应用于两路气体混合配比器，其特征在于，所述的两路气体混合配比器主要由两路气体压力平衡单元和数字组合气体混合配比阀构成；两路气体从压力平衡单元输入，经过压差平衡使两路气体在混合配比前压力相等，接着两路气体输入数字组合式混合配比阀，按照两路气体混合配比比例，采用开关量数字控制两路气...
【技术特征摘要】
1.数字组合气体混合配比阀，其特征在于，由两路气体进气分流通道、汇流混合出气通道及其之间并联连接的多个两路切换导通分支节流通道构成；所述的每个分支节流通道都由两路切换导通阀（简称为切换阀）和节流孔串联而成；所述切换阀，有两个进气口分别与两路气体进气分流通道连通，有一个出气口通过节流孔与汇流混合出气通道连通；所述切换阀有两个工作位置，每个工作位置仅有一个进气口和出气口导通，即当处于一个工作位置时，两路气体中第一路气体进气口与出气口导通，同时第二路气体进气口与出气口关断，当处于另一个工作位置时，第二路气体进气口和出气口导通，同时第一路气体进气口和出气口关断；所述的各个分支节流通道具有离散数字化的节流流通截面积，由其节流孔大小决定，都与其中最小流通截面积成整数倍数关系，以每个分支节流通道的节流流通截面积与最小流通截面积的比值作为其流通截面积数字；通过控制各个切换阀的工作位置，各个分支节流通道的节流流通截面积组合形成每路气体的不同流通截面积，相应地各个分支节流通道的流通截面积数字组合形成每路气体的不同流通截面积数字；每路气体的流通截面积是对该路气体处于导通状态的分支节流通道的流通截面积之和，相应地每路气体的流通截面积数字是对该路气体处于导通状态的分支节流通道的流通截面积数字之和，当所有分支节流通道都对其中一路气体导通时，其流通截面积数字取最大流通截面积数字，此时，另一路气体处于关断状态，其流通截面积数字为0；两路气体在进气压力平衡的前提下，分别从各自进气分流通道输入，按照气体混合配比比例，采用开关量数字控制各个切换阀的工作位置，组合形成每路气体的流通截面积数字，从而控制两路气体的输出流量，最后两路气体进入汇流混合出气通道，混合后输出混合气体；本发明应用于气体混合配比领域，适宜动态实时变更配比，即配即混即用。
2.根据权利要求1所述的数字组合气体混合配比阀，其特征在于，各个分支节流通道具有离散数字化的节流流通截面积的一种具体配置实例是各个分支节流通道节流孔的流通截面积s0、s1、s2、…、si、…、s（n-1），依次是最小流通截面积s0的20、21、22、…、2i、…、2（n-1）倍数，2i是二进制位权数，i取0、1、2、…、n-1，n为分支节流通道数量，称为n通道二进制数字组合气体混合配比阀；两路气体中第一路气体的流通截面积s1等于对该路气体处于导通状态的分支节流通道的节流流通截面积之和，即s1== s0，相应地第二路气体流通截面积s2=(2n-1)s0-s1，其中：s0为分支节流通道中的最小节流流通截面积；表...
【专利技术属性】
技术研发人员：李卓卉，李彦文，
申请(专利权)人：北京智光宇科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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