Способ наполнения баллонов газовой смесью под давлением Советский патент 1985 года по МПК F17C5/06 

О)

Изобретение относится к промышленным способом получения газовых смесей заданного состава в баллонах под давлением и может быть использовано химической, приборостроительной и других отраслях промьшшенности, производящих газовые смеси для технологических и метрологических целей.

Цель изобретения -.повышение производительности.

Способ осуществляется следующим .образом.

Известным способом получают промежуточную газовую смесь, состоящур из (п - 1) компонентов, а первым ком понентом, содержание которого в смеси, например, наибольшее, заполняют баллоны до его парциального давления в смеси (Р ), .используя высокое давление источника этого компонента ( п - число компонентов конечной газовой смеси). Промежуточную газовую смесь, состоящую из (п - 1) компонента, сжимают компрессорной машиной и заполняют баллоны, заполненные первым компонентом, до давления конечной смеси, (Р ).

Парциальное давление первого компонента, содержание которого в сме.си, например, наибольшее, определяют

С

см

1 100

где Су - объемное содержание комнента в смеси.

Объемное содержание компонентов промежуточной смеси определяют

с (i-ll-lOO

Г-1 г

-Г Л

:С;

U1

1-де С ,., - объемное содержание

компонента в промежуточной смеси; С. - объемное содержание . компонента в конечной

смеси. Рассчитанные значения С . исо1

польауют для определения расходов компонентов ( )

а

i ЛШ .

где Q . - производительность

компрессорной машины. Время, необходимое для получения газовой промежуточной смеси (t), определяют

см

1

количество газовой

где

См промежуточной смеси.

QCM QcA,- Q,.

количество конечной

где

см смеси;

количество первого копонента в смеси. При приготовлении конечной смеси

по прототипу время получения (t)

составит

QCM

: 07 Таким образом, время t всегда

t- и их отношение.

меньше времени

являющееся коэффициентом увеличения производительности ( i; определяют

QCM

t2

t О Q S i

или, переходя к давлениям

р р

1 -1

Пример 1. Получение четырехкомпонентной газовой смеси содержащей, об.%. Не (С) 60 ; COjCCj ) 15% Oj (Сз) 15% и Ач (С4 ) 10, велось и 50 баллонах ( N ) емкостью 40 л (V ). Конечное давление смеси в баллонах 150 кг/см (РС/Ц) Производительность компрессорной машины 200 л/мин (Q ). Давление Не в баллонах составляло 150 кг/см .

Время на получение газовой смеси по прототипу составило

40 -50-150

N - V

см.

200

1500 мин 25 ч.

Парциальное давление предварительно заполняемого компонента, содержание которого в смеси наибольшее (гелий), определяется

Рем -С, 150 60

100

100 90 кгс/см

Время на получение конечной газовой смеси по предлагаемому способу составило

f - V -N -ДРсм - PI) . ..., QK

40 - 50 ( 150 - 90 )

15 200

615 мин 10,25 ч.

где li - время заполнения баллонов первым компонентом.

Сокращение времени на получение смеси при использовании предлагаемоТо способа составит

t.2 - t, 25 - 10,25 14,75 ч.

Умножая полученную величину на мощность, потребляе.мую компрессорной машиной, получаем экономию энергозатрат.

Коэффициент увеличения производительности

tz 25

2,44.

1

t, 10,25

П ри м е р2. Получение трехкомпонентной газовой смеси, содержащей об.% водород (с ) 70 ; азота (С) 10 ; двуокись углерода (С.) 5, ведется в 100 баллонах ( N ) емкостью 40 л (V ). Конечное давление смеси в баллоне; 150 кг/с (Р{.„). Производительность компрессорной мащины 200 л/мин (Q ц ) Давление водорода в трубопроводе 120 кг/см .

Время на получение газовой смеси по прототипу:

40 -100- 150

N -V PC -200

3000 мин 50 ч.

Парциальное давление предварительно заполняемого компонента, содержание которого в смеси наибольшее (водорода):

150; 70

Рем- С

Р. 100

1 100 105 кг/см2.

Время-на получение газовой смеси по предлагаемому способу

IS. . N -V .(PCM- Pi) „ QK

40 -100 (150 - 105)

+ 20 мин 200

920 мин 15,3 ч.

Сокращение времени на получение смеси при использовании предлагаемого способа:

tj - ц 50 - 15,3 34,7, ч. Коэффициент увеличения производительности .

30

50 16

ti

3,27 .

, 1. СПОСОБ НАПОЛНЕНИЯ БАЛЛОНОВ ГАЗОВОЙ СМЕСЬЮ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, .включающий приготовление смеси, сжатие и заполнение ею баллонов до получения высокого давления, о т л и.чающийся тем, что, с целью повышения производительности, предварительно баллоны заполняют по крайней мере одним из компонентов смеси под его парциальным давлением. 2. Способ по п.1,отличающий с я тем, что предваритель-ное заполнение осуществляют тем компонентом, содержание которого в смеси наибольшее.