DD152981B1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF GAS MIXTURES - Google Patents

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DD152981B1 DD22345480A DD22345480A DD152981B1 DD 152981 B1 DD152981 B1 DD 152981B1 DD 22345480 A DD22345480 A DD 22345480A DD 22345480 A DD22345480 A DD 22345480A DD 152981 B1 DD152981 B1 DD 152981B1
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Hans Froehlich
Peter Scheibner
Hans-Juergen Beutler
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Hans Froehlich
Peter Scheibner
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Description

Po -ν.Po -ν.

wobei die Strömungsmengen der Einzelgase mittels eines vorzugsweisen Schwimmermengenmessers im Strömungsweg zwischen den Drosselventilen und dem Abströmregler angezeigt werden, einzeln unmittelbar hinter dem jeweiligen Drosselventil und/oder gemeinsam unmittelbar nach Durchströmen des gemeinsamen Gemischraumes mit Hilfe eines Strömungsmengenanzeigers, der mehrere Skalen besitzt, wobei zu Arbeitsbeginn oder nach Arbeitsunterbrechung die Folge in der Einstellung der Einzelgasmengen mit der jeweils größten Einzelgasmenge beginnt und mit der jeweils kleinsten Einzelmenge endet. Ein Mangel bei diesem Gasmischverfahren besteht darin, daß der Verfahrensablauf relativ kompliziert ist und daß daraus resultierend der Aufwand zur Fertigung, Eichung und Prüfung solcher Gasmischgeräte immer noch relativ hoch ist. Außerdem ist die durch die erfindungsgemäßen Abhängigkeiten zwischen dem jeweiligen Einzelgasdruck P1 n, dem gemeinsamen Druck p2 und dem größtmöglichen Strömungsdruck Рзтвх vorhandene Differenz zwischen P1 n und Рзтах relativ groß, so daß eine erhöhte Restmenge von Einzelgasen in den zur Versorgung verwendeten Gasflaschen verbleibt und nicht genutzt werden kann.wherein the flow rates of the individual gases are displayed by means of a preferred float meter in the flow path between the throttle valves and the outflow regulator, individually immediately behind the respective throttle valve and / or together immediately after flowing through the common mixture space by means of a flow rate indicator having a plurality of scales, at the start of work or After interruption of work, the sequence begins in the setting of the individual gas quantities with the largest single gas quantity and ends with the smallest single quantity. A shortcoming of this gas mixing method is that the process is relatively complicated and that as a result the cost of manufacturing, calibration and testing such gas mixing equipment is still relatively high. In addition, the difference between P 1 n and τ z t that is present due to the dependencies according to the invention between the respective individual gas pressure P 1 n , the common pressure p 2 and the maximum flow pressure Рз твх is relatively large, so that an increased residual quantity of individual gases in the supply used Gas bottles remain and can not be used.

Es ist Ziel der Erfindung, die Effektivität der Herstellung von Gasgemischen insbesondere für das Schutzgasschweißen zu erhöhen.It is an object of the invention to increase the effectiveness of the production of gas mixtures, in particular for inert gas welding.

Das Wesen der ErfindungThe essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Gasgemischen zu entwickeln und Maßnahmen vorzusehen, die unter Vereinfachung des Verfahrensablaufes eine hohe Gleichmäßigkeit der Mischgaszusammensetzung und -menge gewährleisten und eine hohe Nutzbarkeit der zu verwendenden Gasressourcen ermöglichen.The invention has for its object to develop an improved process for the preparation of gas mixtures and provide measures that ensure a high uniformity of the mixed gas composition and amount simplifying the process flow and allow high usability of the gas resources to be used.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Beibehaltung der Einzelstücke P1 „ sofort die Durchflußmengen der Einzelgase gemessen und anschließend die Einzelstücke Pi „ auf einen allen Einzelgasen gemeinsamen Druck p2 entspannt werden, wobei gleichzeitig die Durchflußmengen der Einzelgase dosiert werden, und daß nachfolgend die Einzelgase ohne wesentlichen Druckverlust zusammengeführt und ebenfalls ohne wesentlichen Druckverlust gegen den Verbraucherdruck p3 weitergeleitet werden, wobei die Einzelgasdrücke Pi „ so eingestellt werden, daß das Verhältnis von P1 n zum größtmöglichen Verbraucherdruck рзтах gleich größer ist als der Absolutwert des maximalen kritischen Druckes der Einzelgase, so daß gilt:According to the invention this object is achieved in that while maintaining the individual pieces P 1 "immediately measured the flow rates of the individual gases and then the individual pieces Pi" to a common pressure all individual gases p 2 are relaxed, at the same time the flow rates of the individual gases are metered, and that below the individual gases are combined without significant loss of pressure and also forwarded without significant pressure loss against the consumer pressure p 3 , wherein the individual gas pressures Pi "are set so that the ratio of P 1 n to the maximum consumer pressure рз тах equal to the absolute value of the maximum critical pressure the individual gases, so that:

p1 η > , p 1 η > ,

P3 max krit nax P 3 max crit nax

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß mit einfach realisierbaren Maßnahmen und Bedingungen definierte Gasgemische aus beliebig vielen Einzeigasen hergestellt werden können, ohne daß besondere Regelmaßnahmen und die dafür erforderlichen Regeleinrichtungen sowie Justier- und Prüfaufwendungen notwendig sind. Weiterhin ist es ein Vorteil der Erfindung, daß die Gasressourcen, insbesondere der Druckgasflaschen, in größerem Maße ausgenutzt werden können.The essential advantage of the method according to the invention is that gas mixtures can be produced from any number of single-phase gases with easily realizable measures and conditions, without the need for special control measures and the requisite control devices as well as adjustment and testing expenditures. Furthermore, it is an advantage of the invention that the gas resources, in particular the compressed gas cylinders, can be utilized to a greater extent.

AusführungsbeispieiAusführungsbeispiei

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung wird das Schaltschema eines Gasmischers zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Oer Gasmischer 1 besitzt drei Eingangsstufen 2,3 und 4 sowie einen Ausgangsstutzen 5. Am Eingangsstutzen 2 ist eine nicht dargestellte Zuleitung für Argon, am Eingangsstutzen 3 eine nicht dargestellte Zuleitung für Kohlendioxid und am Eingangsstutzen 4 eine ebenfalls nicht dargestellte Zuleitung für Sauerstoff angeschlossen. Alle diese Gase werden mit einem gleichen Vordruck von ρ; = 3,2 bar (Absolutdruck) von an sich üblichen und nicht dargestellte Druckgasflaschen ausüber entsprechende Druckminderer zugeführt. In Strömungsrichtung anschließend an die Eingangsstutzen 2,3 und 4 sind innerhalb des Gasmischers 1 jeweils ein Schwimmermengenmesser 6, eine Rückströmsicherung 7 und ein Drosselventil 8 angeschlossen. Die drei Abgangsleitungen 9, die aus den jeweiligen Drosselventilen 8 herausführen, münden unmittelbar in den gemeinsamen Gemischraum 10, welcher wiederum unmittelbar mit dem Ausgangsstutzen 5 verbunden ist. In ihrem Strömungsverlauf gelangen die drei Gase von den Eingangsstutzen 2,3 und 4 unmittelbar in die entsprechenden Schwimmermengenmesser 6, an denen die Strömungsmengen der Einzelklasse ablesbar sind und anschließend durch die jeweils gesonderten Rückströmsicherungen 7 und Drosselventile 8, wobei die Einzelgase mit den Drosselventilen 8 dosiert und auf einen allen Einzelgasen gemeinsamen Druck p2 entspannt werden, dessen Größe aus der eingestellten Gesamtströmungsmenge aller Einzelgase und dem Strömungswiderstand (Verbraucherdruck) des nachgeschalteten Verbrauchers (z.B. Schweißgerät) resultiert, so daß mit dem unmittelbaren Anschluß des Ausgangsstutzens 5 an den gemeinsamen Gemischraum 10 erreicht wird, daß der Druck p2 im gemeinsamen Gemischraum im wesentlichen gleich dem jeweiligen Verbraucherdruck istThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing, the circuit diagram of a gas mixer for carrying out the method according to the invention is shown. Oer gas mixer 1 has three input stages 2,3 and 4 and an output nozzle 5. At the inlet nozzle 2 is not shown supply line for argon, at the inlet 3 a supply line not shown for carbon dioxide and at the inlet 4 a supply line also not shown connected for oxygen. All these gases are at the same pressure of ρ; = 3.2 bar (absolute pressure) supplied by conventional and not shown gas cylinders via corresponding pressure reducer. In the flow direction subsequent to the inlet nozzle 2,3 and 4, a float meter 6, a return flow 7 and a throttle valve 8 are connected within the gas mixer 1 respectively. The three outgoing lines 9, which lead out of the respective throttle valves 8, open directly into the common mixing chamber 10, which in turn is connected directly to the outlet port 5. In their course of flow, the three gases from the inlet ports 2,3 and 4 pass directly into the corresponding float meter 6, where the flow rates of the individual class can be read and then through the respective Rückströmsicherungen 7 and throttle valves 8, wherein the individual gases with the throttle valves 8 dosed and to a pressure common to all individual gases p 2 are relaxed, the size of the set total flow of all individual gases and the flow resistance (consumer pressure) of the downstream consumer (eg welding machine) results, so that 5 reaches the common mixing space 10 with the direct connection of the outlet nozzle is that the pressure p 2 in the common mixture space is substantially equal to the respective consumer pressure

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren gelten für das Ausführungsbeispiel folgende Druckbedingungen: According to the method according to the invention, the following printing conditions apply to the exemplary embodiment:

Argon: pkrit = 2,06bar (Absolutdruck) CO2: Pkrit = 1,84bar (Absolutdruck) O2: Pkrit = 1.89 bar (Absolutdruck) Damit ist / Pkritmex / = 2,06Argon: p crit = 2,06bar (absolute pressure) of CO 2: Pcrit = 1,84bar (absolute pressure) O 2: Pcrit = 1.89 bar (absolute pressure) This is / Pkritmex / = 2.06

Der größtmögliche Verbraucherdruck einer im vorliegenden Fall zu verwendenden Schweißbrennereinheit beträgt p3 ma« = 1,5 bar (Absolutdruck) bei einem maximalen Mischgasverbrauch von 301/h. Deshalb wurde der Druck P1 n mit 3,2 bar (Absolutdruck) festgelegt. Mit dieser Druckfestlegung für p, „ wird eine Bedingung des erfindungsgemäßen Verfahrens gewährleistet, so daß einmal eingestellte Strömungsmengen der Einzelgase und das Mischungsverhältnis während des Schweißens auch bei beliebiger Variation der Mischgasmenge unter 30 l/h beziehungsweise auch bei beliebiger Veränderung des Verbraucherdrucks der Schweißbrenner unterhalb 1,5 bar konstant gehalten werden.The maximum consumer pressure of a welding torch unit to be used in the present case is p 3 ma = 1.5 bar (absolute pressure) with a maximum mixed gas consumption of 301 / h. Therefore, the pressure P 1 n was set at 3.2 bar (absolute pressure). With this pressure setting for p, "a condition of the inventive method is ensured so that once set flow rates of the individual gases and the mixing ratio during welding even with any variation of the mixed gas below 30 l / h or even with any change in the consumer pressure of the welding torch below 1 , 5 bar are kept constant.

Claims (1)

Verfahren zur Herstellung von Gasgemischen aus zwei oder mehreren Komponenten, vorzugsweise für das Schutzgasschweißen, unter Zuleitung der Einzelgase mit zwar einstellbaren, auch untereinander unterschiedlichen, jedoch während der Gasentnahme unveränderlichen Einzelgasstücken P1 zum Gasgemisch bei definierten Druckbedingungen in Bezug auf den Strömungsgegendruck in der Verbraucherleitung (Verbraucherdruck) und Gasentspannung in Drosselventilen, insbesondere zur Erreichung einer hohen Effektivität in der Gasmischung, gekennzeichnet dadurch, daß unter Beibehaltung der Einzelgasdrücke Pi „ sofort die Durchflußmenge der Einzelgase gemessen und anschließend die Einzelgasdrücke pi „ auf einen allen Einzelgasen gemeinsamen Druck p2 entspannt werden, wobei gleichzeitig die Durchflußmengen der Einzelgase dosiert werden, und daß nachfolgend die Einzelgase ohne wesentlichen Druckverlust zusammengeführt und ebenfalls ohne wesentlichen Druckverlust gegen den Verbraucherdruck рз weitergeleitet werden, wobei die Einzelgasdrücke Pi n so eingestellt werden, daß das Verhältnis von Pi „ zum größtmöglichen Verbraucherdruck Рзтах gleich oder größer ist als der Absolutwert des maximalen kritischen Druckes der Einzelgase, so daß gilt:Process for the preparation of gas mixtures of two or more components, preferably for inert gas welding, while supplying the individual gases with adjustable, but mutually different, but during the gas sampling invariable individual pieces of gas P 1 " to the gas mixture at defined pressure conditions with respect to the flow back pressure in the consumer line (Consumer pressure) and gas relaxation in throttle valves, in particular to achieve high efficiency in the gas mixture, characterized in that while maintaining the individual gas pressures Pi "measured immediately the flow rate of the individual gases and then the individual gas pi" relaxed to a common pressure p 2 all individual gases , wherein at the same time the flow rates of the individual gases are metered, and that subsequently combined the individual gases without significant pressure loss and also without significant pressure loss against the Verbraucherdru ck рз be forwarded, the individual gas pressures Pi n are set so that the ratio of Pi "to the maximum consumer pressure Рзтах equal to or greater than the absolute value of the maximum critical pressure of the individual gases, so that: Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gasgemischen aus zwei oder mehreren Komponenten, vorzugsweise für das Schutzgasschweißen unter Anwendung definierter Druckbedingungen zwischen den Einzeldrücken und dem Strömungsgegendruck in der Verbraucherleitung, insbesondere zur Erreichung einer hohen Effektivität der Gasmischung.The invention relates to a process for the preparation of gas mixtures of two or more components, preferably for inert gas welding using defined pressure conditions between the individual pressures and the flow back pressure in the consumer line, in particular for achieving a high effectiveness of the gas mixture. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Zur Herstellung von Gasgemischen ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Einzelgase eines Gemisches mit einem zwar einstellbaren, auch untereinander unterschiedlichen, jedoch während der Gasentnahme unveränderlichen Druck P1 n zugeführt werden, innerhalb des Gasmischers durch jeweils gesonderte Drosselventile, denen jeweils eine an sich bekannte Rückströmsicherung vorzugsweise vorgeschaltet ist, auf einen allen Einzelgasen gemeinsamen konstanten Druck p2 entspannt und einem gemeinsamen Gemischraum zugeführt werden, wonach das Mischgas durch einen justierten membrangesteuerten Abströmregler, welcher den im gemeinsamen Gemischraum herrschenden Druck p2 unabhängig von der Mischgasmenge und -zusammensetzung konstant hält, derart geleitet wird, daß das Mischgas ohne wesentlichen Druckverlust in den von der Membran begrenzten Hochdruckraum strömt, wobei dieser Hochdruckraum vorzugsweise selbst den gemeinsamen Gemischraum darstellt und daß das Mischgas in seinem weiteren Verlauf ungedrosselt bis zur und durch die Regulieröffnung in den ebenfalls von der Membran begrenzten Niederdruckraum des Abströmreglers strömt und sich dabei auf einen Druck p3 entspannt, der den Strömungsgegendruck des nachgeschalteten Verbrauchers darstellt, wobei das Verhältnis p2 zum größtmöglichen Strömungsgegendruck p3 max in der Verbraucherleitung größer ist als der Absolutwert des maximalen kritischen Druckes der Einzelgase, so daß gilt:For the production of gas mixtures, a method is known in which the individual gases of a mixture with an adjustable, but mutually different, but during the gas removal constant pressure P 1 n are supplied within the gas mixer by separate throttle valves, which each have a known per se Rückströmsicherung is preferably upstream of a common pressure common to all individual gases p 2 and fed to a common mixture space, after which the mixed gas by an adjusted membrane-controlled outflow, which holds the pressure prevailing in the common mixture space pressure p 2, regardless of the mixed gas quantity and composition, is conducted such that the mixed gas flows without substantial loss of pressure in the delimited by the membrane high-pressure chamber, said high-pressure chamber preferably represents even the common mixture space and that the mixed gas in its further course unthrottled up to and through the regulator opening into the also limited by the membrane low pressure space of Abströmreglers and thereby relaxes to a pressure p 3 , which represents the back pressure of the downstream load, the ratio p 2 to the maximum flow back pressure p 3 max in the consumer line is greater than the absolute value of the maximum critical pressure of the individual gases, so that the following applies:
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