專利名稱：三元激光混合氣稱量配制的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體稱量配制的工藝方法，具體涉及一種三元激光混合氣(co2、He、N2)稱量配制的工藝方法。
背景技術(shù)：
激光混合氣通常應(yīng)用在激光加工領(lǐng)域，為高壓充裝氣體。目前，激光混合氣在配制時存在著激光氣配比精度低、難以進(jìn)行批量生產(chǎn)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種配比精度高、適合批量生產(chǎn)的三兀激光混合氣稱量配制的工藝方法。三元激光混合氣稱量配制的工藝方法的具體方案如下:(一 )準(zhǔn)備高純度原料氣CO2、He、N2，以及V = a (L)的受氣瓶；(二)配置V = 10n*a (L)的C02、He、N2混合氣，所述混合氣的體積分?jǐn)?shù)配比為CO2:5%,He:40%,N2:55%，在受氣瓶與配置總壓力為P = KT2MPa的情況下，氣體壓縮100倍，受氣瓶的實際氣體充入量為a (L)氣體的摩爾體積Vmol = 22.4L/mol, MCO2 = 44.01，MHe = 4.003，MN2 = 28.02。η 總=10n*a (L)/22.4 (L/mol) = 10na/22.4molmC02 = 5% Xn 總 XMCO2 = 0.05X (10na/22.4) X44.01 = 0.098*10na(g)mHe = 40% Xn 總 XMHe = 0.4X (10na/22.4) X4.003 = 0.071*10na(g)mN2 = 55% Xn 總 XMN2 = 0.55X (10na/22.4) X28.02 = 0.68*10na(g)2.受氣瓶稱量稱出受氣瓶的空瓶質(zhì)量ml = b(g)I)將CO2充入受氣瓶，使氣瓶重量m2 = ml+mC02停止；2)再將He充入受氣瓶，使氣瓶重量m3 = m2+mHe停止；3)再將N2充入受氣瓶，使氣瓶重量m4 = m3+mN2停止；4)利用差值法計算稱量結(jié)果并定值。(三)采用氣體混勻裝置對配制完成的受氣瓶進(jìn)行混勻；(四)采用氣相色譜法進(jìn)行校驗。本發(fā)明利用稱量定值的配氣方法，不僅使激光氣配比精度高，而且方便進(jìn)行批量生產(chǎn)，對配制完成的激光氣進(jìn)行混勻，可使該工藝配制的產(chǎn)品不受工況及環(huán)境影響，使用穩(wěn)定，同時相比現(xiàn)場混配工藝，節(jié)約設(shè)備投資。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限制本發(fā)明的范圍。
三元激光混合氣稱量配制的工藝方法的具體方案如下:(一 )準(zhǔn)備工作1.檢查所需原料氣(C02、He、N2)，確保所需原料氣的純度和壓力能滿足配氣要求(一般組分氣純度大于99.9%，平衡氣純度大于99.999% )2.檢查配氣裝置狀態(tài)檢查各原料氣(CO2、He、N2)氣瓶及受氣瓶的連接位置是否正確，氣瓶頂閥是否關(guān)閉。確保配氣臺上各閥門開閉狀況是否符合要求。3.試漏I)開電源啟動真空泵。若真空度達(dá)到2X10_6MPa，表示泵系統(tǒng)不漏氣。2)打開真空閥和表頭閥繼續(xù)抽真空，若快速達(dá)到2X10_6MPa，表明整個配氣系統(tǒng)不漏氣。3)打開空瓶瓶閥抽真空，至真空達(dá)到2X10_6MPa，為正常，即可關(guān)閉瓶閥。4.清洗氣瓶I)關(guān)閉負(fù)壓表閥、低壓表閥、真空表閥、左右控制閥，打開平衡氣鋼瓶頂閥。2)微開右控制閥(平衡氣氣瓶接在右邊)，使系統(tǒng)壓力為0.1MPa，關(guān)閉右控制閥。3)開受氣瓶瓶閥，使平衡氣進(jìn)入受氣瓶。4)開真空閥抽真空至2X10_6MPa，關(guān)受氣瓶閥。5)重復(fù)2)至4)步三次，關(guān)閉平衡氣瓶閥和中壓表閥，開放空閥放空，開右控制閥。( 二)根據(jù)各氣體組分比例計算出所需充入氣體的質(zhì)量1.配置總體積V = 4000L的CO2 (5 % ) +He (40 % ) +N2 (55 % )的氣體，在受氣瓶與配置總壓力為P = IOMPa的情況下，氣體壓縮100倍，受氣瓶的實際氣體充入量為40L，(理論最高裝氣體積為40LX150的受氣瓶；但實際配制中為了方便計算及安全考慮一般只充裝最高量的2/3氣體進(jìn)入氣瓶，故選擇V = 40LX 100的配置氣體。)氣體的摩爾體積Vmol = 22.4L/mol, MCO2 = 44.01，MHe = 4.003，MN2 = 28.02η 總=4000 (L)/22.4 (L/mol) = 178.571molmC02 = 5% Xn 總 XMCO2 = 0.05X 178.571 X44.01 = 392.945 (g)mHe = 40% Xn 總 XMHe = 0.4X178.571X4.003 = 285.928(g)mN2 = 55% XnMN2I = 0.55X 178.571X28.02 = 2751.958(g)2.空瓶稱量在電子秤上稱出受氣瓶的空瓶質(zhì)量并記錄ml = 54500g。第一組分(C02)充入I)將受氣瓶放在電子稱上并與裝置連接。2)關(guān)放空閥，開真空閥抽真空至2X 10_6MPa。3)關(guān)真空閥、左右控制閥，打開原料氣瓶瓶閥，微開左控制閥(原料氣氣瓶接在左邊)使壓力比組分所需壓力值略高，關(guān)閉左控制閥，開受氣瓶閥。慢慢開左控制閥使氣體慢慢充入鋼瓶，觀察電子秤讀數(shù)達(dá)到所需重量，即關(guān)閉左控制閥、中壓力表閥、受氣瓶閥，開放空閥、左控制閥放空。4)再次記錄氣瓶質(zhì)量m2 = 54893.6 (g)。第二組分(He)充入
I)第二組分的充入?yún)⒄盏谝唤M分(C02)充入步驟的1)2)3)操作(注意當(dāng)充入壓力超過中壓壓力表的量程是就要改用高壓表，在充入前要關(guān)閉中壓表閥)。2)第三次記錄氣瓶質(zhì)量m3 = 55180.1 (g)。平衡氣(N2)的充入I)平衡氣的充入?yún)⒄盏诙M分(He)充入步驟的I)操作2)第四次記錄氣瓶質(zhì)量m4 = 57932.4(g)。(三)定值結(jié)果計算1.計算依據(jù)組份i的摩爾分?jǐn)?shù)Xi依下式計算:
權(quán)利要求
1.一種三兀激光混合氣稱量配制的工藝方法，其特征在于:所述三兀激光混合氣稱量配制的工藝方法的具體方案如下: (一)準(zhǔn)備高純度原料氣CO2、He、N2，以及V= a (L)的受氣瓶； (二)配置V=10n*a(L)的C02、He、N2混合氣，所述混合氣的體積分?jǐn)?shù)配比為CO2:5%,He:40%,N2:55%，在受氣瓶與配置總壓力為P = KT2MPa的情況下，氣體壓縮100倍，受氣瓶的實際氣體充入量為a (L)氣體的摩爾體積 Vmol = 22.4L/mol, MCO2 = 44.01，MHe = 4.003，M N2 = 28.02。η 總=10n*a(L)/22.4(L/mol) = 10na/22.4molmC02 = 5% Xn 總 XMCO2 = 0.05X (10na/22.4) X44.01 = 0.098*10na(g)mHe = 40% Xn 總 XMHe = 0.4X (10na/22.4) X4.003 = 0.071*10na(g)mN2 = 55% Xn 總 XMN2 = 0.55X (10na/22.4) X28.02 = 0.68*10na(g)。.2.受氣瓶稱量 稱出受氣瓶的空瓶質(zhì)量ml = b(g) 1)將CO2充入受氣瓶，使氣瓶重量m2= ml+mC02停止； 2)再將He充入受氣瓶，使氣瓶重量m3= m2+mHe停止； 3)再將N2充入受氣瓶，使氣瓶重量m4= m3+mN2停止； 4)利用差值法計算稱量結(jié)果并定值。
(三)采用氣體混 勻裝置對配制完成的受氣瓶進(jìn)行混勻； (四)采用氣相色譜法進(jìn)行校驗。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三元激光混合氣稱量配制的工藝方法，具體方案如下1)準(zhǔn)備高純度原料氣CO2、He、N2，以及V＝a(L)的受氣瓶；2)根據(jù)各氣體組分比例計算出所需充入氣體的質(zhì)量；3)稱出受氣瓶的空瓶質(zhì)量m1＝b(g)；4)將CO2充入受氣瓶，使氣瓶重量m2＝m1+mCO2停止；5)再將He充入受氣瓶，使氣瓶重量m3＝m2+mHe停止；6)再將N2充入受氣瓶，使氣瓶重量m4＝m3+mN2停止；7)利用差值法計算稱量結(jié)果并定值；8)再采用氣體混勻裝置對配制完成的受氣瓶進(jìn)行混勻后進(jìn)行檢驗。本發(fā)明利用稱量定值的配氣方法，不僅使激光氣配比精度高，而且方便進(jìn)行批量生產(chǎn)，對配制完成的激光氣進(jìn)行混勻，可使該工藝配制的產(chǎn)品不受工況及環(huán)境影響，使用穩(wěn)定，同時相比現(xiàn)場混配工藝，節(jié)約設(shè)備投資。
文檔編號B01F3/02GK103071407SQ20121057229
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者余建忠, 袁增勇, 繆玉瑩, 張守保 申請人:合肥巨網(wǎng)工業(yè)氣體有限公司