CN1076382A - 混合气体配置方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种配置混合气体的方法和装置，特别 应用于食物保鲜的换气包装机上。

本发明的混合气体配置方法是控制盛装单一气 体的气缸体积不变，按计算结果调整它的进气压强压 入所需质量的单一气体，再把各单一气体从气缸中压 入盛装混合气体的容器。

本发明的装置由一定数量的调压阀、电磁阀、气 缸和非金属管等组成。

本发明能够很方便地实现按比例配置混合气 体。用在换气包装机上可以满足各类食物的充气保 鲜需要。

Description

本发明是一种配置混合气体的方法和装置。特别应用于食物保鲜的换气包装机上。

实验证明，不同的食品用某种气体或几种气体的混合气体保护。可延长食品的保鲜时间，现有的换气包装机上的真空充气包装和用分子筛的充氮包装。只能充单一的气体，不能充混合气体，更不能按比例实现多种气体混合，满足不了各种食物的保鲜需要。现有的混合气体配置，一般是用气体流量计。此方法一般为测得各气体的体积流量Q和质量流量Q_m。就需要设置气体流量计（如L、C、Q流量计）与二次仪表（如斜管压力计）。这种方法测得精度较高，但测量手续繁杂，且不适合移动，不适宜于一般工程上使用。

本发明的目的是要提供一种一般工程上混合气体按比例配置的方法和装置。特别应用于换气包装机上实现利用混合气体保护的食物保鲜。

本发明的目的是这样实现的。

混合气体按比例配置的方法是利用玻意耳-马略特定律，利用一些理想状况的合理假设演化得出的，即：

由玻意耳-马略特定律，气体所占的体积V，压强P，温度t或T。在理想状态下为：

PV＝TR  （1）

理想气体尽管实际不存在，但很多真实气体如氢、氮、氦、氧等。在一般温度和较低的压强下，可看作理想气体。

对于一定体积和一定压强的气体，它拥有的质量M：

M＝ (PV)/(RT) μ （2）

其中：μ为分子量。R为气体普适恒量。普遍适用于任何气体。

在较低的压强下，压缩气体，可近似地认为T不变，RT为常数A，则上式可简化为：

M＝ (PV)/(A) μ （3）

几种气体按需要比例混合，即是各有关气体质量按比例配合：

M₁∶M₂∶……∶M_i＝P₁V₁μ₁∶P₂V₂μ₂……∶P_iV_iμ_i（4）

由上式可清楚看到，要改变各气体的质量的不同比例，只要改变相应气体的体积或压强就行了。从工程观点出发，调节气体积比调节压强困难，结构上也复杂。故我们采用控制体积不变（实例中采用了等体积的气缸），调整压强。从而达到改变气体质量的目的。如采用等体积的气缸（如气缸体积不等，只需加入相应的体积比系数即可）则（4）式变为：

M₁∶M₂∶……∶M_i＝P₁μ₁∶P₂μ₂∶……∶P_iμ_i（5）

由上式可看到，不同气体得到不同的气体质量之比，只需根据不同气体的分子量调节各气体进气压强即可。

如配置氮和二氧化碳混合气体，比例为1∶3，已知氮气的分子量28，二氧化碳分子量为44，则它们的质量比：

$\frac{M_{N_1}}{M_{{\mathrm{CO}}_1}}=\frac{P_{N_1}\·28}{P_{{\mathrm{CO}}_1}\·44}\frac{1}{3}$

则得

$\frac{P_{H_1}}{P_{{\mathrm{CO}}_1}}=\frac{11}{21}\≈\frac{1}{2.1}$

即：氮气为1个大气压，二氧化碳为2.1个大气压。

实现上述方法的装置包括：

调整单一气体及压缩气体进气压强的调压阀1;控制单一气体流通的二位二通电磁阀2、5;控制压缩气体流通的二位三通电磁阀3及定容积的气缸（实例为等容积）组成，数量皆根据工作需要配置，各阀的开关由计算机控制，气缸的特点是缸体、活塞杆不动，活塞往复移动。

本发明的优点是能够很方便地实现按比例混合气体的配置。用在换气包装机上可以满足各类食物的充气保鲜需要。本发明的装置中的调压阀，电磁阀可以是标准件，仅气缸需是专用件，故实施容易、成本较低，且结构简单，又可随机移动，不怕振动的特点，用计算机实现对各调压阀、电磁阀的控制，虽提高成了成本，但使得该装置更为可靠、方便、实用。

本发明装置已试用在MQ-250袋式换气包装机和MAX-400盒式包装机上，能很方便地根据各种食品的生物特性，将有关的保护性气体按需要比例混合，然后充到包装袋或盒中。

本发明的具体结构可由以下的实施例及其附图给出。

图1为本发明提出的混合气体配气装置的结构原理图。

下面结合图1详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。

首先按公式（5）计算的相应压强，调整各单一气体入口处的调压阀1，关闭电磁阀3，打开电磁阀2，各单一气体进入容气缸4的下腔，将活塞顶到气缸的上面，关闭电磁阀2调整压缩气体的压力使其比各单一气体的压力都大，打开二位三通电磁阀3，二位二通电磁阀5后，活塞下移，各单一气体通过阀5进入稳压箱。每个阀与阀之间由非金属管连接，形成通路，本装置的各阀的开关由微机控制。

Claims (3)

1、一种混合气体的配置方法，其特征是：

(a)根据盛装各单一气体的气缸体积、各单一气体的分子量以及配置的一定容量的混合气体中各单一气体的比例计算各单一气体的进气压强。

(b)根据(a)的计算压强调整各单一气体的进气压强把各单一气体压入盛装单一气体的气缸。

(c)把气缸中的单一气体压入盛装混合气体的稳压箱中。

2、一种使用权利要求1所述方法的混合气体的配气装置，其特征在于由控制单一气体及压缩气体进气压强的调压阀1。控制单一气体进入气缸通路的二位二通电磁阀2、控制单一气体进入盛装混合气体的稳压箱通路的二位二通电磁阀5，控制把单一气体压出气缸的压缩空气通路的二位三通电磁阀3及盛装单一气体的定容积气缸4组成。阀与阀之间由非金属管连接。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征是盛装单一气体的气缸4，其缸体、活塞杆不动，活塞往复移动。

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