一種定員定量閥設計

黨李軍 郭萬軍

銀川英奧特自控股份有限公司 寧夏銀川 750024

一種定員定量閥設計，用于醫(yī)用氧艙，潛水艙和盾構機人艙等封閉系統(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)用氧艙及盾構機人艙吸氧或吸入空氣過程控制中，在艙內有壓縮空氣充壓的情況下，供入的新鮮空氣量不應小于50升/（分鐘·每人）。艙內氧濃度值應大于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%。艙外部應配置氣體分析儀。能夠測量氣壓過渡艙內部和外部環(huán)境的氧濃度、二氧化碳濃度、瓦斯?jié)舛取Ｃ總€艙室供氣系統(tǒng)必須配備在艙室內外都能操作的加壓、減壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)應能0.08MPa/min速率進行加壓或減壓。氣壓過渡艙的加、減壓速率在 0.004MPa/min 至 0.08MPa/min 范圍內可調[1]。

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

1 設計目的

本次設計目的是提供一種操作方便的定員定量閥設計，完全替代傳統(tǒng)的控制方式。根據(jù)流量計算，設計獨特的定量閥芯，其功能在于根據(jù)艙內人數(shù)及供氧量或供空氣量大小，滿足供入的新鮮空氣量不應小于50升/（分鐘·每人）。本設計已申請國家實用新型專利。

2 基本參數(shù)

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

定員定量閥結構圖：

（1）定量座，（2）彈簧，（3）定量閥芯，（4）密封座，（5）閥體，（6）導向桿，（7）定員指示盤，（8）關位定位銷，（9）鎖緊螺母，（10）精確定量調解芯，（11）開關位調整桿，（12）定量旋轉蓋，（13）關限位螺釘。

3 具體實施方式

可壓縮流體—氣體的KV值計算

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式中：

P1—閥入口絕對壓力KPa P2—閥出口絕對壓力KPa

Qg—氣體流量 Nm3/h G—氣體比重（空氣=1）

t—氣體溫度℃ Z—高壓氣體（PN＞10MPa）的壓縮系數(shù)

注：當介質工作壓力≤10MPa時，Z=1；當介質工作壓力＞10MPa時，Z＞1，具體值查有關資料。

根據(jù)上表公式，設計獨特的定量閥芯的Kv值，根據(jù)不同開度，控制艙內流量大小。本次設計 工作壓力≤10MPa，故Z=1 詳細計算限于篇幅 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）調整開關位調整桿11，推動導向桿6，使得導向桿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）調整定員指示盤7和定量旋轉蓋 12 ，使得關位定位銷8與關限位螺釘13接觸。此時擰緊鎖緊螺母9,擰緊開關位調整桿11上螺母。定量旋轉蓋 12刻度線與定員指示盤7關位刻度線對齊，定員定量閥關位設定完畢，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動靈活，是否在關位

（2）順時針旋轉定量旋轉蓋12，由定量旋轉蓋12帶動精確定量調解芯10，精確定量調解芯10，帶動開關位調整桿11。推動推動導向桿6，使得導向桿11推動定量閥芯3，定量閥芯遠離密封座4，聯(lián)通IN?OUT[3]。

（3）根據(jù)艙內人數(shù)，旋轉定量旋轉蓋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表示艙內人數(shù)）

（4）關閉時：逆時針旋轉定量旋轉蓋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，定員定量閥門關閉。