一種定員定量閥設(shè)計(jì)

黨李軍 郭萬軍

銀川英奧特自控股份有限公司 寧夏銀川 750024

一種定員定量閥設(shè)計(jì)，用于醫(yī)用氧艙，潛水艙和盾構(gòu)機(jī)人艙等封閉系統(tǒng)套使用，作用是根據(jù)人數(shù)控制輸入新鮮空氣或氧氣的量。

在醫(yī)用氧艙及盾構(gòu)機(jī)人艙吸氧或吸入空氣過程控制中，在艙內(nèi)有壓縮空氣充壓的情況下，供入的新鮮空氣量不應(yīng)小于50升/（分鐘·每人）。艙內(nèi)氧濃度值應(yīng)大于19%且小于等于25%；二氧化碳的濃度值不超過1.5%(或碳分壓不得超過1kPa )；瓦斯?jié)舛戎挡怀^1%。艙外部應(yīng)配置氣體分析儀。能夠測(cè)量氣壓過渡艙內(nèi)部和外部環(huán)境的氧濃度、二氧化碳濃度、瓦斯?jié)舛?。每個(gè)艙室供氣系統(tǒng)必須配備在艙室內(nèi)外都能操作的加壓、減壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)能0.08MPa/min速率進(jìn)行加壓或減壓。氣壓過渡艙的加、減壓速率在 0.004MPa/min 至 0.08MPa/min 范圍內(nèi)可調(diào)[1]。

根據(jù)以上要求，傳統(tǒng)的靠手動(dòng)球閥或截止閥控制，難以控制空氣或氧氣流量大小。

1 設(shè)計(jì)目的

本次設(shè)計(jì)目的是提供一種操作方便的定員定量閥設(shè)計(jì)，完全替代傳統(tǒng)的控制方式。根據(jù)流量計(jì)算，設(shè)計(jì)獨(dú)特的定量閥芯，其功能在于根據(jù)艙內(nèi)人數(shù)及供氧量或供空氣量大小，滿足供入的新鮮空氣量不應(yīng)小于50升/（分鐘·每人）。本設(shè)計(jì)已申請(qǐng)國(guó)家實(shí)用新型專利。

2 基本參數(shù)

公稱壓力：1MPa；（2） 環(huán)境溫度：-30℃～+93℃；介質(zhì)：空氣或氧氣；（3）接口NPT3/4

定員定量閥結(jié)構(gòu)圖：

（1）定量座，（2）彈簧，（3）定量閥芯，（4）密封座，（5）閥體，（6）導(dǎo)向桿，（7）定員指示盤，（8）關(guān)位定位銷，（9）鎖緊螺母，（10）精確定量調(diào)解芯，（11）開關(guān)位調(diào)整桿，（12）定量旋轉(zhuǎn)蓋，（13）關(guān)限位螺釘。

3 具體實(shí)施方式

可壓縮流體—?dú)怏w的KV值計(jì)算

?

式中：

P1—閥入口絕對(duì)壓力KPa P2—閥出口絕對(duì)壓力KPa

Qg—?dú)怏w流量 Nm3/h G—?dú)怏w比重（空氣=1）

t—?dú)怏w溫度℃ Z—高壓氣體（PN＞10MPa）的壓縮系數(shù)

注：當(dāng)介質(zhì)工作壓力≤10MPa時(shí)，Z=1；當(dāng)介質(zhì)工作壓力＞10MPa時(shí)，Z＞1，具體值查有關(guān)資料。

根據(jù)上表公式，設(shè)計(jì)獨(dú)特的定量閥芯的Kv值，根據(jù)不同開度，控制艙內(nèi)流量大小。本次設(shè)計(jì) 工作壓力≤10MPa，故Z=1 詳細(xì)計(jì)算限于篇幅 從略……

4 根據(jù)圖1所示，具體操作步驟

將定員定量閥安裝于隔板（￠36＜隔板開孔＜￠40）上。

（1）調(diào)整開關(guān)位調(diào)整桿11，推動(dòng)導(dǎo)向桿6，使得導(dǎo)向桿11與定量閥芯3接觸。定量閥芯3受彈簧2彈力，頂起定量閥芯3與密封座4接觸，不漏氣。

（2）調(diào)整定員指示盤7和定量旋轉(zhuǎn)蓋 12 ，使得關(guān)位定位銷8與關(guān)限位螺釘13接觸。此時(shí)擰緊鎖緊螺母9,擰緊開關(guān)位調(diào)整桿11上螺母。定量旋轉(zhuǎn)蓋 12刻度線與定員指示盤7關(guān)位刻度線對(duì)齊，定員定量閥關(guān)位設(shè)定完畢，擰緊鎖緊螺母9，使得定量指示盤定位[2]。

5 工作原理

（1）檢查：檢查定量閥蓋是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，是否在關(guān)位

（2）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定量旋轉(zhuǎn)蓋12，由定量旋轉(zhuǎn)蓋12帶動(dòng)精確定量調(diào)解芯10，精確定量調(diào)解芯10，帶動(dòng)開關(guān)位調(diào)整桿11。推動(dòng)推動(dòng)導(dǎo)向桿6，使得導(dǎo)向桿11推動(dòng)定量閥芯3，定量閥芯遠(yuǎn)離密封座4，聯(lián)通IN?OUT[3]。

（3）根據(jù)艙內(nèi)人數(shù)，旋轉(zhuǎn)定量旋轉(zhuǎn)蓋12，使得刻度線指定在定員指示盤7的具體數(shù)字上。（指示盤7上數(shù)字1 2 3 4 5 6表示艙內(nèi)人數(shù)）

（4）關(guān)閉時(shí)：逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定量旋轉(zhuǎn)蓋12，彈簧2的作用力，將定量閥芯3推到密封座4處，二者接觸密封。IN?OUT斷開，定員定量閥門關(guān)閉。