一种高精度气体充装装置及充装方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开的高精度气体充装装置，其结构简单，设计巧妙，布局合理。它利用缩小储气腔体积的办法来放大压差，进而实现精准控制充其量的充装装置，同时还公开了利用这种装置进行精准充装的方法。利用该装置配合以这种方法，能够使气体的加入实现精准称量，同时与传统的充气方式相比，在充装次数减少的前提下，可实现精准充装，提高了充装的质量和效率；传统的充装方法对于常温易液化的气体，由于其压力可能会不规则骤降，因此以压力作为参考的加气方式会因失去参考标准而无法实现，只能人为依靠经验加气极易过量，次品率较高，而本装置则可以对这类的气体（常温易液化）进行精准充装；而且本装置可以根据原料气的种类进行任意组合，通用性良好，可有效控制制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度气体充装装置及充装方法
本专利技术涉及气体充装领域，特别是一种高精度气体充装装置，以及利用这种装置进行气体充装的方法。
技术介绍
随着国内标准气体市场的需求逐渐增大，标准气体的质量要求也日益严格。客户对实际值与理论值的偏差一般要求在5%以内，甚至是2%以内。这对标准气体的制备带来了一定的挑战，使生产过程中的人为失误变得不可忽略，也降低了工作效率，增大了次品率。目前现有的配气技术和装置主要依靠压力表来作为参考，用气体加入的质量定值，然而实际情况中，气体的压力与质量的关系受太多因素影响，如温度（膨胀、液化），气压，气体性质等，常常导致气体过量加入而超出客户所需浓度，而气体的称量无法像固体可以精准称量，因此难以做到准确充装。同时一旦过量充装，过量的那部分气体已经与成品气瓶中的气体混合均匀无法取出，导致出厂的产品实际上都存在一定的偏差。因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种利用缩小储气腔体积的办法来放大压差，进而实现精准控制充其量的充装装置，同时还公开了利用这种装置进行精准充装的方法。本专利技术的技术解决方案是：一种高精度气体充装装置，其特征在于：所述装置包括依次连通的第一管道1、第二管道2……第x管道3……第n管道4，其中x、n均为自然数，且x小于n，每一根管道的入口端都设置有球阀5，在第n管道4上设置有高精度压力表6，所述第一管道1上还连接有抽真空支路。一种利用如上所述的装置进行高精度气体充装的方法，其特征在于：所述的方法按照以下步骤进行：首先进行实际操作前的理论计算工作，计算需要向成品气瓶7中加入mg的原料气时，所述装置管路内的压力P与成品气瓶7已有的压力P1之间的差值△P，①其中M为原料气的相对分子质量，V为所述装置配气管道的总体积，22.4为理想气体的摩尔体积，根据安全要求，装置管路内的压力P不能超过原料气的饱和蒸气压P0，因此取P＜0.8P0，而为了让原料气能够顺畅地充入到成品气瓶7中，需要△P大于0.2bar，将上述两个条件带入公式1，并进行换算，可得到如下结果：即可得到配气管道总体积V的范围；根据配气管道总体积V，选择x和n的数值，使第x管道3、第x+1管道、……第n管道4的总体积符合V的范围，然后将第x管道3、第x+1管道、……第n管道4的总体积带入△P的计算公式，计算出具体的△P值，即：理论计算工作结束；然后开始实际操作：称量成品气瓶7的初始重量G0，将第n管道4的出口端连接在成品气瓶7上，打开本装置上的所有球阀5，利用抽真空支路对本装置进行抽真空处理然后将第一管道1的入口端连接在原料气源上，打开原料气源管路上的总阀8，向本装置各个管路中灌注原料气，在此过程中观察高精度压力表6，使管路内压力至P后停止，P=△P+P1，然后关闭第x管道3前端的球阀5，此时第x管道3、第x+1管道、……第n管道4中原料气的总量即为所要充装的mg原料气，然后打开成品气瓶7上的阀嘴，第x管道3、第x+1管道、……第n管道4中的原料气便会进入成品气瓶7中，在此过程中观察高精度压力表6，待数值稳定后关闭成品气瓶7的阀嘴，称量充装后的成品气瓶7，得到重量G1，计算G1与G0之间的差值△G，并与m进行比较，如△G与m之间的偏差在2%以内，则完成充装。本专利技术同现有技术相比，具有如下优点：本种结构形式的高精度气体充装装置，其结构简单，设计巧妙，布局合理。它利用缩小储气腔体积的办法来放大压差，进而实现精准控制充其量的充装装置，同时还公开了利用这种装置进行精准充装的方法。它的出现，能够使气体的加入实现精准称量，如需要加入1g气体则可以控制其加入量在1g±2%之内，从而防止过量加入。同时与传统的充气方式相比，在充装次数减少的前提下，可实现精准充装，提高了充装的质量和效率；传统的充装方法对于常温易液化的气体，由于其压力可能会不规则骤降，因此以压力作为参考的加气方式会因失去参考标准而无法实现，只能人为依靠经验加气极易过量，次品率较高，而本装置则可以对这类的气体（常温易液化）进行精准充装；而且本装置可以根据原料气的种类进行任意组合，通用性良好，可有效控制制造成本。因此可以说本种气体充装装置具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。附图说明图1是本专利技术实施例中充装装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示：一种高精度气体充装装置，它包括依次连通的第一管道1、第二管道2……第x管道3……第n管道4，其中x、n均为自然数，且x小于n，每一根管道的入口端都设置有球阀5，在第n管道4上设置有高精度压力表6，所述第一管道1上还连接有抽真空支路。一种利用如上所述的装置进行高精度气体充装的方法，按照以下步骤进行：首先进行实际操作前的理论计算工作，计算需要向成品气瓶7中加入mg的原料气时，所述装置管路内的压力P与成品气瓶7已有的压力P1之间的差值△P，①其中M为原料气的相对分子质量，V为所述装置配气管道的总体积，22.4为理想气体的摩尔体积，根据安全要求，装置管路内的压力P不能超过原料气的饱和蒸气压P0，因此取P＜0.8P0，而为了让原料气能够顺畅地充入到成品气瓶7中，需要△P大于0.2bar，将上述两个条件带入公式1，并进行换算，可得到如下结果：即可得到配气管道总体积V的范围；根据配气管道总体积V，选择x和n的数值，使第x管道3、第x+1管道、……第n管道4的总体积符合V的范围，然后将第x管道3、第x+1管道、……第n管道4的总体积带入△P的计算公式，计算出具体的△P值，即：理论计算工作结束；然后开始实际操作：称量成品气瓶7的初始重量G0，将第n管道4的出口端连接在成品气瓶7上，打开本装置上的所有球阀5，利用抽真空支路对本装置进行抽真空处理，然后将第一管道1的入口端连接在原料气源上，打开原料气源管路上的总阀8，向本装置各个管路中灌注原料气，在此过程中观察高精度压力表6，使管路内压力至P后停止，P=△P+P1，然后关闭第x管道3前端的球阀5，此时第x管道3、第x+1管道、……第n管道4中原料气的总量即为所要充装的mg原料气，然后打开成品气瓶7上的阀嘴，第x管道3、第x+1管道、……第n管道4中的原料气便会进入成品气瓶7中，在此过程中观察高精度压力表6，待数值稳定后关闭成品气瓶7的阀嘴，称量充装后的成品气瓶7，得到重量G1，计算G1与G0之间的差值△G，并与m进行比较，如△G与m之间的偏差在2%以内，则完成充装。实施例一：例如要利用本装置向已经装有其它气体的成品气瓶7中加入2g丙烷。首先根据气体工程公式计算所需要加入的压力为：，然后先称量成品气瓶7的初始重量为G初=7843.61g，然后成品气瓶7通过本装置与丙烷气源连接起来，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度气体充装装置，其特征在于：所述装置包括依次连通的第一管道（1）、第二管道（2）……第x管道（3）……第n管道（4），其中x、n均为自然数，且x小于n，每一根管道的入口端都设置有球阀（5），在第n管道（4）上设置有高精度压力表（6），所述第一管道（1）上还连接有抽真空支路。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度气体充装装置，其特征在于：所述装置包括依次连通的第一管道（1）、第二管道（2）……第x管道（3）……第n管道（4），其中x、n均为自然数，且x小于n，每一根管道的入口端都设置有球阀（5），在第n管道（4）上设置有高精度压力表（6），所述第一管道（1）上还连接有抽真空支路。


2.一种利用如权利要求1所述的装置进行高精度气体充装的方法，其特征在于：所述的方法按照以下步骤进行：
首先进行实际操作前的理论计算工作，计算需要向成品气瓶（7）中加入mg的原料气时，所述装置管路内的压力P与成品气瓶（7）已有的压力P1之间的差值△P，

①
其中M为原料气的相对分子质量，V为所述装置配气管道的总体积，22.4为理想气体的摩尔体积，
根据安全要求，装置管路内的压力P不能超过原料气的饱和蒸气压P0，因此取P＜0.8P0，而为了让原料气能够顺畅地充入到成品气瓶（7）中，需要△P大于0.2bar，将上述两个条件带入公式1，并进行换算，可得到如下结果：



即可得到配气管道总体积V的范围；
根据配气管道总体积V，选择x和n的数值，使第x管道（3）、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海平，姚显章，陈亮，王译斌，
申请(专利权)人：大连大特气体有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21