專利名稱：一種氧氣和氬氣自動(dòng)混氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種混氣設(shè)備，尤其是一種氧氣和氬氣自動(dòng)混氣設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，鈦合金由于其卓越的抗腐蝕性能和突出的力學(xué)性能而成為航空、化工等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的結(jié)構(gòu)材料。近年來(lái)，由于鈦合金具有良好的生物相容性，在醫(yī)藥工程領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。目前醫(yī)用鈦合金在植入前都經(jīng)過(guò)表層處理，生成氧化膜(主要是Ti02)具有與生物分子反應(yīng)活性低、毒性低、水中溶解度低、水中的溶解度低、抗炎作用明顯、屏蔽金屬離子溶出等優(yōu)點(diǎn)，使得鈦合金在生物醫(yī)學(xué)材料中得到廣泛應(yīng)用。氧化膜形成的表面處理方法主要有陽(yáng)極氧化法、微弧氧化法、氣氛加熱氧化法、化學(xué)處理法，但這些氧化膜形成方法都是在加工成形之后，其工藝連長(zhǎng)且工藝設(shè)備復(fù)雜、效率低、成本高，并且醫(yī)用鈦合金在自然環(huán)境中切削加工后得到的氧化膜的厚度太薄，且致密性較差。工業(yè)生產(chǎn)中常常需要兩種氣體進(jìn)行混合后進(jìn)行使用，例如在燃?xì)庑袠I(yè)要利用液化氣和空氣進(jìn)行混合形成液化氣混空氣來(lái)替代天然氣；利用氮?dú)夂蜌鍤膺M(jìn)行混合來(lái)進(jìn)行氣體的保護(hù)氣體；利用天然氣和特殊藥劑進(jìn)行混合形成現(xiàn)代造船切割。目前對(duì)于兩種氣體進(jìn)行混合的裝置多種多樣，但均存在一些問(wèn)題，如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、安全性差、計(jì)量不準(zhǔn)或不易操作等，特別需要一種簡(jiǎn)單實(shí)用的裝置來(lái)精確地進(jìn)行混氣。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氧氣和氬氣自動(dòng)混氣設(shè)備，該設(shè)備能夠在不同的切削加工條件下自動(dòng)混合配比適合醫(yī)用鈦合金切削加工表面生成氧化膜的富氧氣氛，從而確保切削加工過(guò)程中生成的氧化膜能達(dá)到作為生物植入體的要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:一種氧氣和氬氣自動(dòng)混氣設(shè)備，包括氣源單元、混氣單元、控制單元，所述氣源單元與混氣單元相連，混氣單元與噴嘴相連，控制單元連接混氣單元與噴嘴之間。所述氣源單元包括氬氣罐和氧氣罐，所述氬氣罐通過(guò)第一管道與混氣單元相連，第一管道上依次設(shè)有第一減壓閥和第一電磁閥；所述氧氣罐通過(guò)第二管道與混氣單元相連，第二管道上依次設(shè)有第二減壓閥、第二電磁閥和比例閥。所述氧氣罐出口處連接氧氣回火阻燃器，同時(shí)設(shè)備自帶滅火器，提高設(shè)備使用的安全性。所述混氣單元為氣體混配器。所述控制單元包括設(shè)置于氣體混配器輸出管道上的氧氣分析儀，氧氣分析儀通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連。氧氣和氬氣自動(dòng)混氣設(shè)備用于醫(yī)用鈦合金切削加工過(guò)程中在后刀面處提供低壓富氧氣氛，降低鈦合金氧化反應(yīng)發(fā)生的條件，更易生成厚度和致密性較好的氧化膜。[0012]對(duì)工業(yè)純氧和氬氣進(jìn)行自動(dòng)在線配比，對(duì)配比后的氣體直接用于切削加工。氬氣和氧氣兩種氣體混合時(shí)，只需控制氧氣的流量便能調(diào)節(jié)其混合比例。高壓的氬氣經(jīng)減壓閥將壓力降至所需壓力后，經(jīng)第一電磁閥進(jìn)入混配器，同時(shí)高壓的氧氣經(jīng)第二減壓閥降至所需壓力以后，經(jīng)第二電磁閥、比例閥也進(jìn)入混配器，兩種氣體經(jīng)混配器混合，氣體分析儀對(duì)混合后的氣體進(jìn)行檢測(cè)分析，同時(shí)將電信號(hào)反饋給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將其與設(shè)定的配比比較后，指揮比例閥改變開(kāi)度，改變氧氣的流量，達(dá)到要求的配比精度之后，由噴嘴噴射到切削加工的后刀面附近。本實(shí)用新型有益效果是:(I)隨機(jī)數(shù)字顯示混合氣體的配比?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)混合氣體的流量、壓力和氧氣濃度使生成的氧化膜的厚度和致密性最佳。(2)設(shè)備用于鈦合金的切削加工，對(duì)于不同的切削加工方式(車、銑、鉆等)只需在不同切削方式下切削加工時(shí)更換相應(yīng)噴嘴即可。(3)該設(shè)備能夠在不同的切削加工條件下自動(dòng)混合配比適合醫(yī)用鈦合金切削加工表面生成氧化膜的富氧氣氛，從而確保生成的氧化膜能達(dá)到作為生物植入體的要求。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)原理圖；其中1.氧氣罐，2.第二減壓閥，3.第二電磁閥，4.比例閥，5.氣體混配器，6.氧氣分析儀，7.噴嘴，8.第一電磁閥,9.第一減壓閥，10.1S氣罐,11手動(dòng)開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、2所示，氧氣和氬氣自動(dòng)混氣設(shè)備，包括氣源單元、混氣單元、控制單元，所述氣源單元與混氣單元相連，混氣單元與噴嘴7相連，控制單元連接混氣單元與噴嘴7之間。氣源單元包括氬氣罐10和氧氣罐I，所述氬氣罐10通過(guò)第一管道與混氣單元相連，第一管道上依次設(shè)有第一減壓閥9和第一電磁閥8 ;所述氧氣罐I通過(guò)第二管道與混氣單元相連，第二管道上依次設(shè)有第二減壓閥2、第二電磁閥3和比例閥4。氧氣罐I出口處連接氧氣回火阻燃器，同時(shí)設(shè)備自帶滅火器，提高設(shè)備使用的安全性。氬氣罐10與第一減壓閥9之間第一管道上以及氧氣罐I和第二減壓閥2之間的第二管道上均設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)11。混氣單元為氣體混配器5。控制單元包括設(shè)置于氣體混配器輸出管道上的氧氣分析儀6，氧氣分析儀6通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用PID控制氧氣流量達(dá)到所需要的氧氣濃度。在文本顯示器中組態(tài)了一個(gè)人機(jī)交互界面，用戶可以根據(jù)工作需要，在該界面內(nèi)輸入所需的氧氣濃度。系統(tǒng)上電后，在組態(tài)界面內(nèi)輸入設(shè)定的氧氣濃度，如果輸入設(shè)定濃度不在規(guī)定設(shè)定濃度范圍內(nèi)(規(guī)定設(shè)定濃度范圍0-70%)，則報(bào)警指示器會(huì)開(kāi)始在TD顯示器上閃爍。打開(kāi)第一、第二電磁閥，氧氣和氬氣經(jīng)第一第二電磁閥進(jìn)入混氣裝置，氧氣分析儀6開(kāi)始檢測(cè)氧氣濃度，將檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)送給控制系統(tǒng)CPU，CPU將實(shí)測(cè)濃度與設(shè)定濃度進(jìn)行比較，經(jīng)PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)比例閥的開(kāi)度，當(dāng)實(shí)測(cè)濃度與設(shè)定濃度偏差小于精度設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止對(duì)比例閥開(kāi)度的調(diào)整，調(diào)節(jié)輸出氣體的壓力和流量，氣氛壓力調(diào)節(jié)范圍為0.1-0.3MPa(設(shè)定壓力0.3MPa)，流量調(diào)節(jié)范圍為0.02-0.6L/min(設(shè)定流量0.3L/min)，將調(diào)整合格氣體直接用于切削加工。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氧氣和氬氣自動(dòng)混氣設(shè)備，其特征是，包括氣源單元、混氣單元、控制單元，所述氣源單元與混氣單元相連，混氣單元與噴嘴相連，控制單元連接混氣單元與噴嘴之間。
2.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征是，所述氣源單元包括氬氣罐和氧氣罐，所述氬氣罐通過(guò)第一管道與混氣單元相連，第一管道上依次設(shè)有第一減壓閥和第一電磁閥；所述氧氣罐通過(guò)第二管道與混氣單元相連，第二管道上依次設(shè)有第二減壓閥、第二電磁閥和比例閥。
3.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征是，所述氧氣罐出口處連接氧氣回火阻燃器。
4.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征是，所述混氣單元為氣體混配器。
5.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征是，所述控制單元包括設(shè)置于氣體混配器輸出管道上的氧氣分析儀，氧氣分析儀通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氧氣和氬氣自動(dòng)混氣設(shè)備，包括氣源單元、混氣單元、控制單元，氣源單元與混氣單元相連，混氣單元與噴嘴相連，控制單元連接混氣單元與噴嘴之間。所述氣源單元包括氬氣罐和氧氣罐，氬氣罐通過(guò)第一管道與混氣單元相連，第一管道上依次設(shè)有第一減壓閥和第一電磁閥；氧氣罐通過(guò)第二管道與混氣單元相連，第二管道上依次設(shè)有第二減壓閥、第二電磁閥和比例閥?；鞖鈫卧獮闅怏w混配器?？刂茊卧ㄔO(shè)置于氣體混配器輸出管道上的氧氣分析儀，氧氣分析儀通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連。該設(shè)備能夠在不同的切削加工條件下自動(dòng)混合配比適合醫(yī)用鈦合金切削加工表面生成氧化膜的富氧氣氛，從而確保生成的氧化膜能達(dá)到作為生物植入體的要求。
文檔編號(hào)B01F15/04GK202921183SQ20122064669
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者萬(wàn)熠, 張蕊, 劉戰(zhàn)強(qiáng), 王干, 黃傳真 申請(qǐng)人:山東大學(xué)