CN100355490C - 多组分气体混合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多组分气体混合装置，产生的混合气体可作为金属熔炼时的保护气体。装置由若干条气体输入支路、用于气体混合的空气压缩机、电磁阀控制器和用于气体净化的过滤干燥部件组成，每一条气体输入支路包括待混气体的储气罐、调整气体输出压力的减压阀、调整气体混合比例的流量计、电磁阀和单向阀。由流量计控制气体输入比例，由电磁阀根据空气压缩机的工作状态控制气体的输入与关闭，以空气压缩机的储气罐为混气室，由空气压缩机活塞的运动使几种气体在混气室内充分混合，混合气体经净化和干燥后便可使用。本发明结构简单，能保证多种气体混合比例的控制精度，使用安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种多组分气体混合装置，该装置能够使一种或多种少量气体与空气充分混合，产生的混合气体可以作为金属熔炼时的保护气体，达到熔炼时金属保护的目的。
背景技术
通常人们在很多场合需要使特定气体与空气进行混合，例如，用乙炔切割金属时需要将乙炔与空气(氧气)混合、金属镁熔炼时需要将一些特定的气体与空气混合等。这种气体混合时常常需要控制混合气中各种气体的比例，达到反应完全和使用安全的目的。而现有的混气装置，要么小型化，其容量和精度不够；要么复杂化，设备庞大而昂贵；装置的精度和效益无法兼顾。
混气装置常常用于气相反应中，因为在气相反应中经常需要将两种或多种气体混合在一起。例如气体氧化反应进行之前，需要将一种含氧气体(有时为纯氧气)与一种有机化合物充分混合，可以提高反应效率。在进行气体混合时，需要特别注意防止局部有机化合物与氧气的混合物组分进入爆炸区范围。因此在混合过程中必须使气体快速均匀混合并使混合物组分离开爆炸区。所以，混气装置必须保障两种气体尽快混合均匀，以便缩短可燃气体均匀混合所需的停留时间或空间(长度)，提高设备的安全性。为了达到以上目的，现在所使用的混气装置一般过于复杂。日本公开专利4362/1971、16381/1972公开了一种混合装置，它将一种气体分成多份，再将各份气体分散加至另一种气体中。两种气体在管式空间内混合，只有该管的长径比(L/D)达到5-10或更高时，该方法才能获得彻底混合的均匀混合物。在工业规模的装置中，由于气体流量通常很大，若管径较小时，管道系统的压降很高，很不经济。实践中管道内径一般为0.2-0.5米，这样按照日本专利的方法从两种气体开始混合处到彻底混合均匀处的距离约为2-5米。使可燃的气体混合物通过2-5米长的管道无疑增加了设备的安全隐患。中国专利CNI 04911OA公开了一种适合管道气体的混合设备，它通过喷嘴将一种气体加至另一种气体中，喷嘴的底端装有挡板，从喷嘴喷出的气体撞击挡板后发生气体分散，从而混合更快更均匀。由于该挡板是一块多孔板，其混合效果比较理想，但是该挡板会提高管道系统的压降。近年来，镁合金材料的研究开发已进入一个新的发展阶段。镁合金在熔炼过程中采用混合气体保护的效果要明显优于熔剂保护，但目前我国镁合金熔炼还是以熔剂保护为主，而为了提高镁合金的品质，采用气体保护是一个必然趋势。目前我国在保护气体混合装置这一领域还没有一个很好的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多组分气体混合装置，可以实现多种气体均匀混合，设备简单，安全可靠。
为实现这一目的，本发明的多组分气体混合装置由若干条气体输入支路、用于气体混合的空气压缩机、电磁阀控制器和用于气体净化的干燥过滤部件组成，每一条气体输入支路包括待混气体的储气罐、调整气体输出压力的减压阀、调整气体混合比例的流量计、电磁阀和单向阀。由流量计控制气体输入比例，由电磁阀根据空气压缩机的工作状态控制气体的输入与关闭，以空气压缩机的储气罐为混气室，由空气压缩机活塞的运动使几种气体在混气室内充分混合，混合气体经净化和干燥后便可使用。
所述气体混合是指一种或多种少量气体与一种主要气体(空气)的混合，所述少量气体可以是六氟化硫，也可以是二氧化碳，也可以是六氟化硫和二氧化碳两种气体。混合气体中各种少量气体的体积比为0.1～10％。
本发明的多组分气体混合装置具体结构如下：
(1)结构组成与连接
本发明多组分气体混合装置由若干条气体输入支路、空气压缩机、电磁阀控制器和干燥过滤部件组成。每一条气体输入支路包括待混气体的储气罐，减压阀，流量计，电磁阀和单向阀。其中，储气罐经减压阀与流量计相连，流量计的另一端经电磁阀、单向阀与空气压缩机的进风罩相连。每一条气体输入支路的电磁阀均与电磁阀控制器相连，电磁阀控制器与空气压缩机的电动机相连。空气压缩机的进风罩与空气压缩机的混气室之间安装压力表，用以测定混气室中气体的压力。所述干燥过滤部件由前置过滤器、冷式干燥器及后置过滤器构成，空气压缩机的混气室与前置过滤器相连，前置过滤器与冷式干燥器相连，冷式干燥器与后置过滤器相连。
(2)工作过程
工作时，分别调整各条支路的流量计，设定各种待混气体的体积比率。启动空气压缩机，各个储气罐中的待混气体通过减压阀减压，并按照流量计设定的体积比率，通过电磁阀和单向阀，在空气压缩机的负压作用下与空气一同通过空气压缩机的进风罩进入空气压缩机的储气罐中。空气压缩机的储气罐作为混气室。在此过程中，由空气压缩机活塞的运动使待混气体与空气充分混合，然后储存在空气压缩机的混气室中。混气室中的气体压力采用一个压力表来测定。当混气室中的气体压力达到设定值时，空气压缩机停止工作，电磁阀控制器发出信号，电磁阀关闭，待混气体的进气通道被关闭。当混气室中的气体压力低于设定值时，空气压缩机开始工作，电磁阀控制器发出信号，电磁阀打开，待混气体进入空气压缩机。混合后的气体不使用时，空气压缩机的混气室便作为混合气体的储存单元。使用气体时，混气室中的混合气体通过前置过滤器、冷式干燥器和后置过滤器净化和干燥后便可以使用。
与传统混气装置采用昂贵的质量流量控制器、复杂的混气室和庞大的缓冲罐相比，本发明以空气压缩机的储气罐作为混气室，明显简化了结构、节省了成本和空间，并且能满足常规要求；本发明采用减压阀、流量计、电磁阀使输入气体按要求进入空气压缩机混合，保证了一定的精度；以压缩空气为动力可以产生更高的压力以适应更广泛的需求，由电磁阀门控制气体关闭与开启保证了安全，流量计的使用保证了气体可以按需要的比例进行混合。本发明克服了通常混气装置过大或过小的缺点，达到了控制精度和效益兼顾的目的，具有实质性进步。
附图说明
图1为本发明多组分气体混合装置的结构示意图。
图1中，1为待混气体的储气罐，2为减压阀，3为流量计，4为电磁阀，5为单向阀，6为空气压缩机的进风罩，7为压力表，8为空气压缩机的工作活塞，9为空气压缩机的混气室，10为空气压缩机的电动机，11为电磁阀门控制器，12为前置过滤器，13为冷冻式干燥机，14为后置过滤器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明多组分气体混合装置的结构如图1所示，由若干条气体输入支路、空气压缩机、电磁阀控制器和干燥过滤部件组成。每一条气体输入支路包括待混气体的储气罐1，减压阀2，流量计3，电磁阀4，单向阀5，其中，储气罐1经减压阀2与流量计3相连，流量计3的另一端经电磁阀4、单向阀5与空气压缩机的进风罩6相连。每一条气体输入支路的电磁阀4均与电磁阀控制器11相连，电磁阀控制器11与空气压缩机的电动机10相连。空气压缩机的进风罩6与空气压缩机的混气室9之间安装测定混气室9中气体压力的压力表7。所述干燥过滤部件由前置过滤器12、冷式干燥器13及后置过滤器14构成，空气压缩机的混气室9与前置过滤器12相连，前置过滤器12与冷式干燥器13相连，冷式干燥器13与后置过滤器14相连。
工作时，分别调整各条支路的流量计3，设定各种待混气体的体积比率。启动空气压缩机，各个储气罐1中的待混气体通过减压阀2减压，并按照流量计3设定的体积比率，通过电磁阀4和单向阀5，在压缩机的作用下与空气通过空气压缩机进风罩6被抽到压缩机的混气室9中。在此过程中由空气压缩机活塞8的运动使待混气体充分混合，然后储存在空气压缩机的混气室9中。空气压缩机的进风罩6与空气压缩机的混气室9之间安装一个压力表7，用于测定混气室9中的气体压力。当混气室9中的气体压力达到设定值时，空气压缩机停止工作，电磁阀控制器11发出信号，电磁阀4关闭，待混气体的进气通道被关闭。当混气室9中的气体压力低于设定值时，空气压缩机开始工作，电磁阀控制器11发出信号，电磁阀4打开，待混气体进入空气压缩机。未使用气体时，空气压缩机的混气室9作为气体的储存单元。使用气体时，混气室9中的混合气体通过前置过滤器12、冷式干燥器13和后置过滤器14净化和干燥后便可以使用。
Claims (1)
1、一种多组分气体混合装置，其特征在于：由若干条气体输入支路、空气压缩机、电磁阀控制器和干燥过滤部件组成，每一条气体输入支路包括待混气体的储气罐(1)、减压阀(2)、流量计(3)、电磁阀(4)和单向阀(5)，其中，储气罐(1)经减压阀(2)与流量计(3)相连，流量计(3)的另一端经电磁阀(4)、单向阀(5)与空气压缩机的进风罩(6)相连；每一条气体输入支路的电磁阀(4)均与电磁阀控制器(11)相连，电磁阀控制器(11)与空气压缩机的电动机(10)相连；空气压缩机的进风罩(6)与空气压缩机的混气室(9)之间安装测定混气室(9)中气体压力的压力表(7)；所述干燥过滤部件由前置过滤器(12)、冷式干燥器(13)及后置过滤器(14)构成，空气压缩机的混气室(9)与前置过滤器(12)相连，前置过滤器(12)与冷式干燥器(13)相连，冷式干燥器(13)与后置过滤器(14)相连。
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