專利名稱：一種氧氣和氬氣自動混氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種混氣設(shè)備，尤其是一種氧氣和氬氣自動混氣設(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，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，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行混合后進行使用，例如在燃氣行業(yè)要利用液化氣和空氣進行混合形成液化氣混空氣來替代天然氣；利用氮氣和氬氣進行混合來進行氣體的保護氣體；利用天然氣和特殊藥劑進行混合形成現(xiàn)代造船切割。目前對于兩種氣體進行混合的裝置多種多樣，但均存在一些問題，如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、安全性差、計量不準(zhǔn)或不易操作等，特別需要一種簡單實用的裝置來精確地進行混氣。
發(fā)明內(nèi)容本實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混氣設(shè)備，該設(shè)備能夠在不同的切削加工條件下自動混合配比適合醫(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程中生成的氧化膜能達到作為生物植入體的要求。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案:一種氧氣和氬氣自動混氣設(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，氧氣分析儀通過數(shù)據(jù)線與計算機系統(tǒng)相連。氧氣和氬氣自動混氣設(shè)備用于醫(yī)用鈦合金切削加工過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]對工業(yè)純氧和氬氣進行自動在線配比，對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，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)第一電磁閥進入混配器，同時高壓的氧氣經(jīng)第二減壓閥降至所需壓力以后，經(jīng)第二電磁閥、比例閥也進入混配器，兩種氣體經(jīng)混配器混合，氣體分析儀對混合后的氣體進行檢測分析，同時將電信號反饋給計算機，計算機將其與設(shè)定的配比比較后，指揮比例閥改變開度，改變氧氣的流量，達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。本實用新型有益效果是:(I)隨機數(shù)字顯示混合氣體的配比?，F(xiàn)場調(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到作為生物植入體的要求。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型系統(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手動開關(guān)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1、2所示，氧氣和氬氣自動混氣設(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)有手動開關(guān)11?；鞖鈫卧獮闅怏w混配器5?？刂茊卧ㄔO(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通過數(shù)據(jù)線與計算機系統(tǒng)相連。本實用新型的系統(tǒng)采用PID控制氧氣流量達到所需要的氧氣濃度。在文本顯示器中組態(tài)了一個人機交互界面，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%)，則報警指示器會開始在TD顯示器上閃爍。打開第一、第二電磁閥，氧氣和氬氣經(jīng)第一第二電磁閥進入混氣裝置，氧氣分析儀6開始檢測氧氣濃度，將檢測到的信號發(fā)送給控制系統(tǒng)CPU，CPU將實測濃度與設(shè)定濃度進行比較，經(jīng)PID運算，調(diào)節(jié)比例閥的開度，當(dāng)實測濃度與設(shè)定濃度偏差小于精度設(shè)定值時，系統(tǒng)自動停止對比例閥開度的調(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)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氧氣和氬氣自動混氣設(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，氧氣分析儀通過數(shù)據(jù)線與計算機系統(tǒng)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種氧氣和氬氣自動混氣設(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。混氣單元為氣體混配器。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，氧氣分析儀通過數(shù)據(jù)線與計算機系統(tǒng)相連。該設(shè)備能夠在不同的切削加工條件下自動混合配比適合醫(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到作為生物植入體的要求。
文檔編號B01F15/04GK202921183SQ20122064669
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者萬熠, 張蕊, 劉戰(zhàn)強, 王干, 黃傳真 申請人:山東大學(xué)