三元激光混合气称量配制的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种三元激光混合气称量配制的工艺方法，具体方案如下：1)准备高纯度原料气CO2、He、N2，以及V＝a(L)的受气瓶；2)根据各气体组分比例计算出所需充入气体的质量；3)称出受气瓶的空瓶质量m1＝b(g)；4)将CO2充入受气瓶，使气瓶重量m2＝m1+mCO2停止；5)再将He充入受气瓶，使气瓶重量m3＝m2+mHe停止；6)再将N2充入受气瓶，使气瓶重量m4＝m3+mN2停止；7)利用差值法计算称量结果并定值；8)再采用气体混匀装置对配制完成的受气瓶进行混匀后进行检验。本发明专利技术利用称量定值的配气方法，不仅使激光气配比精度高，而且方便进行批量生产，对配制完成的激光气进行混匀，可使该工艺配制的产品不受工况及环境影响，使用稳定，同时相比现场混配工艺，节约设备投资。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体称量配制的工艺方法，具体涉及一种三元激光混合气(co2、He、N2)称量配制的工艺方法。
技术介绍
激光混合气通常应用在激光加工领域，为高压充装气体。目前，激光混合气在配制时存在着激光气配比精度低、难以进行批量生产的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种配比精度高、适合批量生产的三兀激光混合气称量配制的工艺方法。的具体方案如下:(一 )准备高纯度原料气CO2、He、N2，以及V = a (L)的受气瓶；(二)配置V = 10n*a (L)的C02、He、N2混合气，所述混合气的体积分数配比为CO2:5%,He:40%,N2:55%，在受气瓶与配置总压力为P = KT2MPa的情况下，气体压缩100倍，受气瓶的实际气体充入量为a (L)气体的摩尔体积Vmol = 22.4L/mol, MCO2 = 44.01，MHe = 4.003，MN2 = 28.02。η 总=10n*a (L)/22.4 (L/mol) = 10na/22.4molmC02 = 5% Xn 总 XMCO2 = 0.05X (10na/22.4) X44.01 = 0.098*10na(g)mHe = 40% Xn 总 XMHe = 0.4X (10na/22.4) X4.003 = 0.071*10na(g)mN2 = 55% Xn 总 XMN2 = 0.55X (10na/22.4) X28.02 = 0.68*10na(g)2.受气瓶称量称出受气瓶的空瓶质量ml = b(g)I)将CO2充入受气瓶，使气瓶重量m2 = ml+mC02停止；2)再将He充入受气瓶，使气瓶重量m3 = m2+mHe停止；3)再将N2充入受气瓶，使气瓶重量m4 = m3+mN2停止；4)利用差值法计算称量结果并定值。(三)采用气体混匀装置对配制完成的受气瓶进行混匀；(四)采用气相色谱法进行校验。本专利技术利用称量定值的配气方法，不仅使激光气配比精度高，而且方便进行批量生产，对配制完成的激光气进行混匀，可使该工艺配制的产品不受工况及环境影响，使用稳定，同时相比现场混配工艺，节约设备投资。具体实施例方式以下结合具体实施例，对本专利技术做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限制本专利技术的范围。的具体方案如下:(一 )准备工作1.检查所需原料气(C02、He、N2)，确保所需原料气的纯度和压力能满足配气要求(一般组分气纯度大于99.9%，平衡气纯度大于99.999% )2.检查配气装置状态检查各原料气(CO2、He、N2)气瓶及受气瓶的连接位置是否正确，气瓶顶阀是否关闭。确保配气台上各阀门开闭状况是否符合要求。3.试漏I)开电源启动真空泵。若真空度达到2X10_6MPa，表示泵系统不漏气。2)打开真空阀和表头阀继续抽真空，若快速达到2X10_6MPa，表明整个配气系统不漏气。3)打开空瓶瓶阀抽真空，至真空达到2X10_6MPa，为正常，即可关闭瓶阀。4.清洗气瓶I)关闭负压表阀、低压表阀、真空表阀、左右控制阀，打开平衡气钢瓶顶阀。2)微开右控制阀(平衡气气瓶接在右边)，使系统压力为0.1MPa，关闭右控制阀。3)开受气瓶瓶阀，使平衡气进入受气瓶。4)开真空阀抽真空至2X10_6MPa，关受气瓶阀。5)重复2)至4)步三次，关闭平衡气瓶阀和中压表阀，开放空阀放空，开右控制阀。( 二)根据各气体组分比例计算出所需充入气体的质量1.配置总体积V = 4000L的CO2 (5 % ) +He (40 % ) +N2 (55 % )的气体，在受气瓶与配置总压力为P = IOMPa的情况下，气体压缩100倍，受气瓶的实际气体充入量为40L，(理论最高装气体积为40LX150的受气瓶；但实际配制中为了方便计算及安全考虑一般只充装最高量的2/3气体进入气瓶，故选择V = 40LX 100的配置气体。)气体的摩尔体积Vmol = 22.4L/mol, MCO2 = 44.01，MHe = 4.003，MN2 = 28.02η 总=4000 (L)/22.4 (L/mol) = 178.571molmC02 = 5% Xn 总 XMCO2 = 0.05X 178.571 X44.01 = 392.945 (g)mHe = 40% Xn 总 XMHe = 0.4X178.571X4.003 = 285.928(g)mN2 = 55% XnMN2I = 0.55X 178.571X28.02 = 2751.958(g)2.空瓶称量在电子秤上称出受气瓶的空瓶质量并记录ml = 54500g。第一组分(C02)充入I)将受气瓶放在电子称上并与装置连接。2)关放空阀，开真空阀抽真空至2X 10_6MPa。3)关真空阀、左右控制阀，打开原料气瓶瓶阀，微开左控制阀(原料气气瓶接在左边)使压力比组分所需压力值略高，关闭左控制阀，开受气瓶阀。慢慢开左控制阀使气体慢慢充入钢瓶，观察电子秤读数达到所需重量，即关闭左控制阀、中压力表阀、受气瓶阀，开放空阀、左控制阀放空。4)再次记录气瓶质量m2 = 54893.6 (g)。第二组分(He)充入I)第二组分的充入参照第一组分(C02)充入步骤的1)2)3)操作(注意当充入压力超过中压压力表的量程是就要改用高压表，在充入前要关闭中压表阀)。2)第三次记录气瓶质量m3 = 55180.1 (g)。平衡气(N2)的充入I)平衡气的充入参照第二组分(He)充入步骤的I)操作2)第四次记录气瓶质量m4 = 57932.4(g)。(三)定值结果计算1.计算依据组份i的摩尔分数Xi依下式计算:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三元激光混合气称量配制的工艺方法，其特征在于：所述三元激光混合气称量配制的工艺方法的具体方案如下：?(一)准备高纯度原料气CO2、He、N2，以及V＝a(L)的受气瓶；?(二)配置V＝10n*a(L)的CO2、He、N2混合气，所述混合气的体积分数配比为CO2：5％，He：40％，N2：55％，在受气瓶与配置总压力为P＝10n?2MPa的情况下，气体压缩100倍，受气瓶的实际气体充入量为a(L)?气体的摩尔体积Vmol＝22.4L/mol，MCO2＝44.01，MHe＝4.003，M?N2＝28.02。?n总＝10n*a(L)/22.4(L/mol)＝10na/22.4mol?mCO2＝5％×n总×MCO2＝0.05×(10na/22.4)×44.01＝0.098*10na(g)?mHe＝40％×n总×MHe＝0.4×(10na/22.4)×4.003＝0.071*10na(g)?mN2＝55％×n总×MN2＝0.55×(10na/22.4)×28.02＝0.68*10na(g)。

【技术特征摘要】
1.一种三兀激光混合气称量配制的工艺方法，其特征在于:所述三兀激光混合气称量配制的工艺方法的具体方案如下: (一)准备高纯度原料气CO2、He、N2，以及V= a (L)的受气瓶； (二)配置V=10n*a(L)的C02、He、N2混合气，所述混合气的体积分数配比为CO2:5%,He:40%,N2:55%，在受气瓶与配置总压力为P = KT2MPa的情况下，气体压缩100倍，受气瓶的实际气体充入量为a (L)气体的摩尔体积 Vmol = 22.4L/mol, MCO2 = 44.01，MHe = 4.003，M N2 = 28.02。η 总=10n*a(L)/22.4(L/mol) = 10na/22.4molmC02 = 5% Xn 总 XMCO2 = 0.05X (1...

【专利技术属性】
技术研发人员：余建忠，袁增勇，缪玉莹，张守保，
申请(专利权)人：合肥巨网工业气体有限公司，
类型：发明
国别省市：