三元激光混合氣稱量配制的工藝方法技術

本發明專利技術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)準備高純度原料氣CO2、He、N2，以及V＝a(L)的受氣瓶；2)根據各氣體組分比例計算出所需充入氣體的質量；3)稱出受氣瓶的空瓶質量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果并定值；8)再采用氣體混勻裝置對配制完成的受氣瓶進行混勻后進行檢驗。本發明專利技術利用稱量定值的配氣方法，不僅使激光氣配比精度高，而且方便進行批量生產，對配制完成的激光氣進行混勻，可使該工藝配制的產品不受工況及環境影響，使用穩定，同時相比現場混配工藝，節約設備投資。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術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。
技術介紹
激光混合氣通常應用在激光加工領域，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、難以進行批量生產的缺陷。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種配比精度高、適合批量生產的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數配比為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果并定值。(三)采用氣體混勻裝置對配制完成的受氣瓶進行混勻；(四)采用氣相色譜法進行校驗。本專利技術利用稱量定值的配氣方法，不僅使激光氣配比精度高，而且方便進行批量生產，對配制完成的激光氣進行混勻，可使該工藝配制的產品不受工況及環境影響，使用穩定，同時相比現場混配工藝，節約設備投資。具體實施例方式以下結合具體實施例，對本專利技術做進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本專利技術而非用于限制本專利技術的范圍。的具體方案如下:(一 )準備工作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。若真空度達到2X10_6MPa，表示泵系統不漏氣。2)打開真空閥和表頭閥繼續抽真空，若快速達到2X10_6MPa，表明整個配氣系統不漏氣。3)打開空瓶瓶閥抽真空，至真空達到2X10_6MPa，為正常，即可關閉瓶閥。4.清洗氣瓶I)關閉負壓表閥、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)，使系統壓力為0.1MPa，關閉右控制閥。3)開受氣瓶瓶閥，使平衡氣進入受氣瓶。4)開真空閥抽真空至2X10_6MPa，關受氣瓶閥。5)重復2)至4)步三次，關閉平衡氣瓶閥和中壓表閥，開放空閥放空，開右控制閥。( 二)根據各氣體組分比例計算出所需充入氣體的質量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)關放空閥，開真空閥抽真空至2X 10_6MPa。3)關真空閥、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，觀察電子秤讀數達到所需重量，即關閉左控制閥、中壓力表閥、受氣瓶閥，開放空閥、左控制閥放空。4)再次記錄氣瓶質量m2 = 54893.6 (g)。第二組分(He)充入I)第二組分的充入參照第一組分(C02)充入步驟的1)2)3)操作(注意當充入壓力超過中壓壓力表的量程是就要改用高壓表，在充入前要關閉中壓表閥)。2)第三次記錄氣瓶質量m3 = 55180.1 (g)。平衡氣(N2)的充入I)平衡氣的充入參照第二組分(He)充入步驟的I)操作2)第四次記錄氣瓶質量m4 = 57932.4(g)。(三)定值結果計算1.計算依據組份i的摩爾分數Xi依下式計算:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三元激光混合氣稱量配制的工藝方法，其特征在于：所述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CO2、He、N2混合氣，所述混合氣的體積分數配比為CO2：5％，He：40％，N2：55％，在受氣瓶與配置總壓力為P＝10n?2MPa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。?n總＝10n*a(L)/22.4(L/mol)＝10na/22.4mol?mCO2＝5％×n總×MCO2＝0.05×(10na/22.4)×44.01＝0.098*10na(g)?mHe＝40％×n總×MHe＝0.4×(10na/22.4)×4.003＝0.071*10na(g)?mN2＝55％×n總×MN2＝0.55×(10na/22.4)×28.02＝0.68*10na(g)。

【技術特征摘要】
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數配比為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 (1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余建忠，袁增勇，繆玉瑩，張守保，
申請(專利權)人：合肥巨網工業氣體有限公司，
類型：發明
國別省市：