CN1039734A

CN1039734A - 易爆气体动态定值配气方法及设备

Info

Publication number: CN1039734A
Application number: CN89101673.2A
Authority: CN
Inventors: 刘忠卿; 郭建明; 侯振业; 房世富
Original assignee: SCIENCE INST XISHAN MINE OFFICE
Current assignee: SCIENCE INST XISHAN MINE OFFICE
Priority date: 1989-03-21
Filing date: 1989-03-21
Publication date: 1990-02-21
Anticipated expiration: 2004-03-21
Also published as: CN1027795C

Abstract

易爆气体动态定值配气方法及设备属气体混合配制技术，是利用异径混流、稳定均化、综合反馈、渐近调节等公知技术和设备的合理组合，并引入微机手段，较理想地建立了可燃易爆危险气体的常压动态定值配制方法、构思严密巧妙、控制简单可靠、精度配合标准、输出连续可调、操作方便、成本较低、简化了对工作环境的特殊限制、可满足多种使用要求。

Description

本发明属气体混合配制技术，适用于含可燃易爆成份的混合气配制。

可燃易爆混合气的配气工艺，国际上已有配制二级标准气的方法，如沈阳光学电子仪器厂产的JYZ-1型精密气样压力配气装置即采用此工艺方法，它是利用单个组分的纯净气体在惰性气氛中混合后，再逐项配入所要求的组分。这种方法可以避开可燃易爆气体有爆炸危险的混合配比区，实现所要求配比的混合;但制造和使用各单个组份、创造惰性气氛都需要专用设备与特殊条件、操作比较复杂、成本高、又难于满足不同使用者的要求;为使远离配制点的用户用气，气体产品需用高压瓶装，亦增加制造使用和运输上的困难，带来投资、运输和安全的多种考虑，配制和使用状态的差异也会给使用带来影响。

动态配气能降低易爆可燃气体在危险配比区域的危险程度，或可较迅速地越过危险区，但受多种环境因素影响，为实现精确配气，若利用公知技术往往需要复杂的检测和控制手段，使人望而却步。

标准组份的混合气用于各种工业生产及仪表校验等场合，使用范围很广，因此如何简化配制方法，保证生产安全、指标精确一直是所属领域内需要解决的问题。

本发明的目的是提供一种较为简便安全、对使用环境要求不高的标准混合气配制方法及其设备。

本发明目的中的方法部分是这样实现的，采用异径混合管常压配气法，按所要求配比决定各组分通过量，其配气过程中各组分的通过量可按要求调节，异径混合管配气室在常温下工作，绝对杜绝火源。在配气室后由混合气配比值测量仪立即显示配气室所配气体的配比，再按显示值与要求值的偏差调节各组分配气室中的流量。这样，由于异径混合管配气室本身有较强的混合功能，动态配气保证各组分即时混合，又有反馈程序渐近调节，因此只要强化异径混合管的配气功能，限制瞬时参与混合组分流量及时反馈调节，配制过程即可很快通过有可能爆炸的危险配比区，配制出符合要求的混合气来。

本发明方法为了稳定工作状态，在配气室前各组分通道中增设稳压稳流部件;在配气室后配比值测定仪前增设适量容积的均化稳流部件，其容积按允许配比测定的滞后量决定。这样系统的工作稳定性提高，使测定计量指标、调节部件的动作更趋准确。

本发明方法为弱化各单因素系统的误差影响，建立相关综合指标测定指示乃至比较体系，如各组分间流量指标的比例计量，根据综合指标与产品规定指标的对应关系，决定调节控制措施，更直接地控制输出指标的精度。

本发明方法在配气室或配气后均化稳流处理之后，仅对其输出的一部分进行混合配比值的精确检测，这样减少了配比值检测的工作量，并使检测值既表明了混合配比即时结果的指标，用来指示或反馈，又作为另部分输出配比值的同步显示。

本发明方法对需控参数采用借助微机手段对配气过程中相应的动态参数测量结果与给定值进行比较运算，并给出修正指令，以确定反馈后的调节，如对背景气流量的给定值与其测量值经微机运算后控制背景气流量调节阀，根据混合气浓度给定值与其测量值经微机比较运算后决定对易爆组分及其它欲加入组分流量的调节。这样，缩短了系统反馈的滞后期，加快了本方法调节的反应速度并使动作准确，从而提高混合气配比的精度。

在公知技术中，尚未见有对动态连续配制可燃易爆标准气体设备的成功报导。目前，标准气体的配制多由气样的压力配气装置完成，这种设备可以满足不同配比气样的要求，达到规定的精度，并按不同容量加压分装，提供气样使用点使用。但由于其工作程序较多，设备构成复杂，工作条件严格，对工作环境有特殊要求，为安全及正常工作的需要，常需置于独立建筑中工作，其设备和工艺均较复杂;高压气样的转移又需专门的运输条件，而且对配制过程和使用状态的差异，气样的生产和使用部门还需予以必要的注意。以上这些因素大大增加了设备的成本，提高了对制造和使用部门的要求，限制了设备的使用和推广。

本发明目的中对设备的要求是这样实现的。本设备包括提供欲配混合气中各组分来源的公知部件，如空气压缩机、易燃易爆组份的盛装容器或发生设备;动态配气的公知部件，如异径混合配气室;对混合气配比进行测量标定的仪器，联接各部件间的气体管路;控制调节气体动态参数的部件;以及保证各部件联接后正常工作的操作控制部件和其它附件。其中除对易爆组份有关部分采用相应安全保护的常规结构外，配气混合部件及联接配气混合部件与对混合气配比进行测量标定仪器的管路应在满足配气要求的前提下取最小容积。这样，本设备在所需组份的参与下经配气部件混合，可以迅速越过危险配比区，得到所需配比的混合气，配比精度由测定调节部件本身的精度提供可能;最小容积可使混合易于均匀，置于配气部件后的测定仪及时提供反馈信号，控制流程气体动态参数的调节部件正确调节，从而保证实现规定的精度。

本发明设备在配气部件之前还设有气体动态参数稳定部件，如稳压部件、稳流部件，借以增强各调节控制部件对参数控制的能力。在配气部件与配比测定部件之间增设容积满足系统反馈滞后要求的气体参数均化稳定部件，如各种形式的扩径通道。在增设上述稳定气流动态参数的部件之后，提高了系统的稳定性，从而给精确的反馈调节创造条件。

本发明在配气混合部件前可采取相对指标计量显示部件，利用所显示相对指标，如相对流量比，可以更直接地反映调节指标和最终产品质量指标间的对应关系，减少系统在共同条件下所形成误差对调节和反馈的影响。

本发明设备还设有与通往混合气配比测定仪表通路相并联的输出通路。这样测量标定部件不仅可以提出配气部件工作的瞬时指标，经比较得出的偏差作为反馈指标的依据，而且测量指标亦可作为另一并联支路工作指标的同步显示。

本发明设备还含有微机系统，用来接受配气过程中有关动态参数测定结果，并按予置程序和指令将产品要求指标与瞬时实际指标进行比较运算后对相应参数给出修正指令。这样微机本身即可保证本设备的反应速度、缩短了反馈的滞后期，提高了设备动作的准确性，从而实现定值定量配气的自动控制。

本发明利用常规气体混流技术中公知手段的合理组合，较理想地建立了可燃易爆危险气体的常压动态定值配制方法，构思严密巧妙，控制简单可靠，配气精度符合标准，输出结果连续可调，简化了对工作环境的特殊要求。本发明所用设备亦为常规气体配制、控制、测定等部件或总成的组合，结构简单、使用方便，自动化程度较高，工作可靠。本发明简化了危险易爆气体的配制过程及其对工作环境和设备的要求，极大地改善了操作条件和降低了配气成本，可满足多种使用要求。

附图介绍了本发明的一个实施例。

图1为工作流程框图;

图2为配气室结构图示;

图3为工作流程图;

图4为设备整体结构示图。

现结合实施例对本发明作进一步说明。本例为用于甲烷测量仪表校验仪的标准气配制设备，本设备在5-40℃、湿度＜90%的环境下工作，混合气常压输出，输出气体波动误差≤0.03%CH₄，输出流量为1000ml/min，输出甲烷浓度0-5%CH₄连续可调，电源电压AC220V、消耗功率＜350W。

本例的输出是以空气为背景气的甲烷混合气，背景气由带有安全阀9的无油气泵8提供。经稳压阀11流量调节阀12流量计13送入异径混合管配气室14。甲烷气由钢瓶装高压纯甲烷气瓶7提供，减压输出后经减压阀26、流量调节阀24、流量计23送入配气室4的喷嘴2，各气路中相应处设置压力表10。配气室中喷嘴周围的负压值为0.002MPa左右，经配气室后混合气进入贮气缸4稳流均化，贮气缸容积8cm³，内径9mm。贮气缸的混合气分流输出，分别送入红外线气体分析仪19和通往被校仪表18的分路，两分路中均设有流量调节阀15、16和流量计20、17。本系统所采用稳压阀均带有逆止功能，稳压精度为0.0025MPa，稳流精度为2%，测量仪精度1%。

工作时，确认各部处于准备工作状态，启动无油气泵，由安全阀维持其最高工作压力，经除水过滤器，稳压阀11、流量调节阀12、流量计13、进入混合器14的喷嘴2。同时高压钢瓶7中的甲烷经减压阀27、稳压阀26、流量调节阀24、流量计23、进入混合器14负压区，经混合器混合后进入贮气缸4。然后分流输出。其输出通道一路经流量调节阀15、流量计20进入红外仪19;另一路经流量调节阀16、流量计17与被校表18接通。在通往红外测定仪的支路中还有一与红外仪并联的分路接在流量调节阀15与流量计20之间，再经流量调节阀22与管路接通，此通路可用作联接校验红外仪时所依据的对比样气21的通路。

本设备的混合器为异径混合管结构，其空气入口1直接与空气喷嘴2相通，在喷嘴出口处，喷出的空气流形成负压区，借以与经甲烷入口6处进入的甲烷气体混合，混合中的混合气经异径混合管3和贮气缸联通，使混合气进一步均化与稳流，经管路5与后续部件联通。

本设备的各部分可以组成钢瓶7、无油气泵8、校验仪28、测量显示仪29和工作台30几个部分或总成，集中在一个工作台上进行工作，完成标准气体配制和仪表校验。

Claims

1、易爆气体动态定值配气方法的要点是采用异径混合管常压配气法，按所要求配比决定各组分通过量，其配气过程中各组分的通过量可按要求调节，异径混合管配气室在常温下工作，绝对杜绝火源，其特征在于在配气室后由混合气配比值测量仪立即显示配气室所配气体的配比，再按显示值与要求值的偏差调节各组分配气室的流量。

2、如权利要求1所述方法，其特征在于在配气室前各组分通道中进行稳压稳流控制、在配气室后配比值显示仪前采取适量容积的均化稳流措施，其所用容积按允许配比显示的滞后量决定。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于本系统中含有相关综合指标的测定、指示乃至比较体系。

4、如权利要求1或2或所述方法，其特征在于在配气室或配气后均化稳流处理之后，对其输出的一部分进行混合配比值的精确检测。

5、如权利要求3所述方法，其特征在于在配气室或配气后的均化稳流处理之后，对其输出的一部分进行混合配比值的精确检测。

6、如权利要求1或2或5所述方法，其特征在于利用微机对配气过程中相应的动态参数测量结果与给定值进行比较运算，并发出修正指令。

7、如权利要求3所述方法，其特征在于利用微机对配气过程中相应的动态参数测量结果与给定值进行比较运算，并发出修正指令。

8、如权利要求4所述方法，其特征在于利用微机对配气过程中相应的动态参数测量结果与给定值进行比较运算，并发出修正指令。

9、如权利要求1所述方法的设备，其特征在于包括提供配气中各组分来源的部件，异径混合管配气室14、配气室输出测量混合气配比的仪器、联接各部件间的气体管路，控制调节气体动态参数的部件10、11、12、13等，其中配气混合部件14、4及相应管路应在满足配气要求前提下取最小容积。

10、如权利要求9所述设备，其特征在于在混合器配气室前还设有气体动态参数稳定部件11、12、26、24，在配气室与配比测定部件间增设容积满足系统反馈滞后要求的气体参数均化稳定部件4。

11、如权利要求9或10所述设备，其特征在于采用相对指标计量显示部件。

12、如权利要求9或10所述设备，其特征在于还设有与通往混合气配比测定仪表通路相并联的另一输出通路16、17、18。

13、如权利要求11所述设备，其特征在于还设有与通往混合气配比测定仪表通路相并联的另一输出通路16、17、18。

14、如权利要求9或10或13所述设备，其特征在于还含有接受相应动态参数测量结果，按予置程序和指令将产品要求指标与瞬时实际指标进行比较运算后给出修正指令的微机系统。

15、如权利要求11所述设备，其特征在于还含有接受相应动态参数测量结果，按予置程序和指令将产品要求指标与瞬时实际指标进行比较运算后给出修正指令的微机系统。

16、如权利要求12所述设备，其特征在于还含有接受相应动态参数测量结果，按予置程序和指令将产品要求指标与瞬时实际指标进行比较运算后给出修正指令的微机系统。