一种调控气体负压的实验装置及方法

技术领域

本发明涉及负压调控技术领域，具体涉及一种调控气体负压的实验装置及方法。

背景技术

由于气体压缩特性的存在，使得涉及负压调控与流量控制的实验设备往往出现滞后的问题，因此实现负压自动调控并达到管路气体纯净的实验装置成为迫切需求。现有负压装置运作期间不能设定固定值，全程需要人工调节阀实时调节，否则试验系统中气体管路中的压力直至负压装置极限值，无法实现自动调控造成试验低效率，实验装置能耗大，实验结果不准确等问题。

目前大部分负压装置控制真空度的原理是使大气进入调压装置中致使负压装置进气室的真空度变小来达到设定的负压值。这些装置经常伴随着气密性不好的问题，使得实验误差大，实验过程由于掺杂了空气，保证不了实验气体的纯净，进而增加了实验的局限性。

负压调控滞后性问题导致控制难度增大，难以稳定固定值；大气混入试验系统导致实验结果不准确，且气密性问题严重，为解决以上两种问题有待开发相应的配套技术设备。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种调控气体负压的实验装置及方法，通过合理设置并控制气体负压，且保持实验系统气体与大气隔绝来辅助试验系统达到实验需求。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种调控气体负压的实验装置及方法，其特征在于：包括实验系统1、缓冲罐2、调压阀13和微型真空泵14，所述实验系统1的一端连接有缓冲罐2，所述缓冲罐2的内部安装有活塞3，所述活塞3的活塞杆穿出缓冲罐2的另一端后通过气体管路连接在调压阀13的出气室10上，所述调压阀13的进气室11连接有微型真空泵14。

所述调压阀13的内部从上到下依次为真空室5、大气室8、通气室15、出气室10和进气室11，所述真空室5、大气室8和通气室15相连通，所述通气室15与出气室10的顶部相连通，所述进气室11与出气室10的底部相连通。

所述真空室5内安装有弹簧7，所述弹簧7的顶部安装有旋钮6，所述旋钮6伸出调压阀13的顶部，所述大气室8内安装有膜片4，所述膜片4将连通的真空室5、大气室8和通气室15分为上下两部分。

所述大气室8和通气室15的连接处安装有大气吸入阀芯9，所述大气吸入阀芯9的下端进入出气室10，并置于出气室10与进气室11的连接处。

所述出气室10的顶部开设有第一进气孔1001，所述第一进气孔1001与通气室15相连通，所述出气室10的底部开设有第二进气孔1002，所述第二进气孔1002与进气室11相连通。

所述大气吸入阀芯9由球芯901、杆芯902和堵芯903组成，所述杆芯902的上端连接有球芯901，所述杆芯902的下端连接有堵芯903，所述球芯901、杆芯902和堵芯903为一体结构，所述杆芯902的下端插入第一进气孔1001后从第二进气孔1002穿出，使堵芯903从下面堵住第二进气孔1002。

一种调控气体负压的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

当出气室10处的负压值低于设定值时，应顺时针旋转调压阀13上的旋钮6，此时，使弹簧7处的力与出气室10处的负压不平衡，弹簧7上的力使与膜片4向下运动，促使大气吸入阀芯9向下运动，使球芯901关闭第一进气孔1001，同时杆芯902和堵芯903向下运动，打开第二进气孔1002，使得出气室10与进气室11联通，在微型负压泵14作用下，使弹簧7与出气室10力相平衡时，出气室10处的真空值达到设定的负压值；

当出气室10的负压值高于设定值时，设定弹簧7向下的力与出气室10的压力不平衡，致使膜片4向上，进而大气吸入阀芯9向上运动，使球芯901打开第一进气孔1001，使得出气室10、通气室15和大气室8相连通，使大气流入出气室10，使其平衡，同时杆芯902和堵芯903向上运动，关闭第二进气孔1002。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：本发明通过合理设置并控制气体负压，且保持实验系统气体与大气隔绝来辅助试验系统达到实验需求；同时，所述活塞3将实验气体与活塞3另一端的气体隔绝，在达到实验负压值的同时不混杂空气，既可以保证实验气体的纯净，还可以满足其他实验需求，如测实验气体的含量等。

附图说明

为了更加清晰的理解本发明，通过结合说明书附图与示意性实施例，进一步介绍本公开，附图与实施例是用来解释说明，并不构成对公开的限定。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中调压阀的结构示意图。

图中所示：实验系统1、缓冲罐2、活塞3、膜片4、真空室5、旋钮6、弹簧7、大气室8、大气吸入阀芯9、出气室10、进气室11、调压阀13、微型真空泵14微型真空泵14、通气室15、球芯901、杆芯902、堵芯903、第一进气孔1001、第二进气孔1002。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1

一种调控气体负压的实验装置及方法，其特征在于：包括实验系统1、缓冲罐2、调压阀13和微型真空泵14，所述实验系统1的一端连接有缓冲罐2，所述缓冲罐2的内部安装有活塞3，所述活塞3的活塞杆穿出缓冲罐2的另一端后通过气体管路连接在调压阀13的出气室10上，所述调压阀13的进气室11连接有微型真空泵14。

所述调压阀13的内部从上到下依次为真空室5、大气室8、通气室15、出气室10和进气室11，所述真空室5、大气室8和通气室15相连通，所述通气室15与出气室10的顶部相连通，所述进气室11与出气室10的底部相连通。

所述真空室5内安装有弹簧7，所述弹簧7的顶部安装有旋钮6，所述旋钮6伸出调压阀13的顶部，所述大气室8内安装有膜片4，所述膜片4将连通的真空室5、大气室8和通气室15分为上下两部分。

所述大气室8和通气室15的连接处安装有大气吸入阀芯9，所述大气吸入阀芯9的下端进入出气室10，并置于出气室10与进气室11的连接处。

所述出气室10的顶部开设有第一进气孔1001，所述第一进气孔1001与通气室15相连通，所述出气室10的底部开设有第二进气孔1002，所述第二进气孔1002与进气室11相连通。

所述大气吸入阀芯9由球芯901、杆芯902和堵芯903组成，所述杆芯902的上端连接有球芯901，所述杆芯902的下端连接有堵芯903，所述球芯901、杆芯902和堵芯903为一体结构，所述杆芯902的下端插入第一进气孔1001后从第二进气孔1002穿出，使堵芯903从下面堵住第二进气孔1002。

实施例2

在本发明的工作过程为：

当出气室10处的负压值低于设定值时，应顺时针旋转调压阀13上的旋钮6，此时，使弹簧7处的力与出气室10处的负压不平衡，弹簧7上的力使与膜片4向下运动，促使大气吸入阀芯9向下运动，使球芯901关闭第一进气孔1001，同时杆芯902和堵芯903向下运动，打开第二进气孔1002，使得出气室10与进气室11联通，在微型负压泵14作用下，使弹簧7与出气室10力相平衡时，出气室10处的真空值达到设定的负压值。

当出气室10的负压值高于设定值时，设定弹簧7向下的力与出气室10的压力不平衡，致使膜片4向上，进而大气吸入阀芯9向上运动，使球芯901打开第一进气孔1001，使得出气室10、通气室15和大气室8相连通，使大气流入出气室10，使其平衡，同时杆芯902和堵芯903向上运动，关闭第二进气孔1002。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。