RU2733017C2 - Получение газовой смеси при волюмометрическом и гравиметрическом заполнении - Google Patents

Получение газовой смеси при волюмометрическом и гравиметрическом заполнении Download PDF

Info

Publication number
RU2733017C2
RU2733017C2 RU2018133781A RU2018133781A RU2733017C2 RU 2733017 C2 RU2733017 C2 RU 2733017C2 RU 2018133781 A RU2018133781 A RU 2018133781A RU 2018133781 A RU2018133781 A RU 2018133781A RU 2733017 C2 RU2733017 C2 RU 2733017C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
component
gas
container
volume
measuring
Prior art date
Application number
RU2018133781A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018133781A3 (ru
RU2018133781A (ru
Inventor
Ханс Йюрген ШМИД
Original Assignee
Линде Акциенгезельшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Линде Акциенгезельшафт filed Critical Линде Акциенгезельшафт
Publication of RU2018133781A publication Critical patent/RU2018133781A/ru
Publication of RU2018133781A3 publication Critical patent/RU2018133781A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2733017C2 publication Critical patent/RU2733017C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/84—Mixing plants with mixing receptacles receiving material dispensed from several component receptacles, e.g. paint tins
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00—Control of flow ratio
    • G05D11/02—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
    • G05D11/13—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
    • G05D11/131—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components
    • G05D11/133—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components with discontinuous action
    • G05D11/134—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components with discontinuous action by sensing the weight of the individual components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/10—Mixing gases with gases
    • B01F23/19—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams; Arrangements, e.g. comprising controlling means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/211—Measuring of the operational parameters
    • B01F35/2111—Flow rate
    • B01F35/21112—Volumetric flow rate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/22—Control or regulation
    • B01F35/221—Control or regulation of operational parameters, e.g. level of material in the mixer, temperature or pressure
    • B01F35/2213—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/002—Automated filling apparatus
    • F17C5/007—Automated filling apparatus for individual gas tanks or containers, e.g. in vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0092—Pressure sensor associated with other sensors, e.g. for measuring acceleration or temperature
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00—Control of flow ratio
    • G05D11/02—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
    • G05D11/13—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00—Control of flow ratio
    • G05D11/02—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
    • G05D11/13—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
    • G05D11/131—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components
    • G05D11/132—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components by controlling the flow of the individual components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/011—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/014—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/016—Noble gases (Ar, Kr, Xe)
    • F17C2221/017—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/04—Methods for emptying or filling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0426—Volume
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0626—Pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения в емкости (В) для газа газовой смеси, имеющей множество компонентов. По меньшей мере один первый компонент отмеряют волюмометрическим способом, и указанный первый компонент из контейнера (V1, V2, V3, VG1, VG2) для хранения первого компонента изолируют в по меньшей мере одном измерительном объеме (P1, Р2, Р3, Р4) из множества измерительных объемов и переносят из по меньшей мере одного измерительного объема (P1, Р2, Р3, Р4) в емкость для газа. По меньшей мере один второй компонент отмеряют гравиметрическим способом, при этом по меньшей мере один второй компонент переносят из емкости (V1, V2, V3, VG1, VG2) для хранения по меньшей мере одного второго компонента в емкость (В) для газа, и емкость (В) для газа взвешивают с использованием весов (W), чтобы определить содержание по меньшей мере одного второго компонента. Изобретение также относится к устройству для осуществления способа по изобретению. В результате можно получить нужную газовую смесь с требуемой точностью без необходимости использовать предварительно приготовленные смеси. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способу и устройству для получения газовой смеси из множества компонентов.
Часто для получения газовых смесей применяют гравиметрический или манометрический способ.
В гравиметрическом способе отдельные компоненты газовой смеси, которую необходимо получить, вводят, один за другим, в емкость (например, в находящийся под давлением газовый баллон); при этом в ходе процесса отмеривания и после каждого отмеривания определяют массу контейнера и его содержимого путем взвешивания контейнера. Это дает массовые доли индивидуально вводимых компонентов, которые можно перевести в количественные доли вещества.
Если желаемой точности невозможно достичь путем прямого отмеривания компонентов таким образом, например, при более низких концентрациях, в частности, более легких компонентов газовой смеси, которую необходимо получить, можно использовать так называемые предварительно приготовленные смеси, которые содержат желаемые компоненты с более высокими содержаниями.
Также для приготовления газовых смесей применяют так называемый волюмометрический способ, в котором объемный поток компонента, который должен быть отмерен, изолируют в известном измерительном объеме и переносят из последнего в емкость.
Наконец, используют также так называемый манометрический метод, например, как это описано в DE 19704868 С1. В этом случае с целью отмеривания определяют изменение давления в емкости после того, как ее заполнили соответствующим компонентом.
Как правило, проблема, возникающая в ходе прямого получения газовых смесей точного состава в диапазоне содержания по меньшей мере одного компонента газовой смеси примерно от 1 млн. ч до 1% об./об., заключается в том, что при обычных объемах емкости для газа, например, в диапазоне от одного литра до 50 литров, разрешение весов (при массовом способе), интенсивность шунтирующего действия линии подачи, подъемная сила и другие источники искажений приводят к необходимости проводить стадии разбавления или получения предварительно приготовленных смесей, чтобы можно было получить необходимую газовую смесь с требуемой точностью.
Исходя из вышеизложенного, целью изобретения является обеспечение способа и устройства для получения газовой смеси, которые были бы усовершенствованы в отношении вышеупомянутых проблем.
Этой цели достигают посредством способа, отличающегося тем, что указано в п. 1 формулы изобретения, а также устройства, отличающегося тем, что указано в п. 10.
Предпочтительные примеры воплощения способа или устройства по изобретению приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения или описаны ниже.
Согласно п. 1 формул изобретения предложен способ получения газовой смеси в емкости для газа, в частности в форме находящегося под давлением газового баллона, в частности объемом в диапазоне от одного литра до 50 литров; в котором конечная газовая смесь имеет множество компонентов; при этом по меньшей мере первый компонент отмеряют волюмометрическим способом, и указанный первый компонент из емкости для хранения первого компонента изолируют в по меньшей мере одном из множества измерительных объемов и переносят в емкость для газа из по меньшей мере одного измерительного объема; и в котором по меньшей мере один второй компонент отмеряют гравиметрическим способом, и этот по меньшей мере один второй компонент переносят из контейнера для хранения по меньшей мере одного второго компонента в емкость для газа, и емкость для газа взвешивают с использованием весов, чтобы определить содержание по меньшей мере одного второго компонента.
В принципе, компоненты могут состоять из всех газов, которые должны являться составляющими полностью готовой газовой смеси, в частности, из чистых газов, таких как азот, кислород, СО2, аргон, гелий или другие инертные газы. Кроме того, компонент также может включать газовую смесь, которую здесь называют предварительно приготовленной газовой смесью; и она сама может состоять из нескольких компонентов.
Один из примеров воплощения способа по изобретению обеспечивает, что второй компонент представляет собой остаточный газ, который составляет большую часть содержания полученной газовой смеси.
Один из примеров воплощения способа по изобретению дополнительно обеспечивает, что содержание по меньшей мере одного первого компонента в полученной газовой смеси составляет менее 5% об./об., предпочтительно менее 1% об./об., предпочтительно менее 0,1% об./об., предпочтительно менее 0,01% об./об., предпочтительно менее 0,001% об./об., предпочтительно менее 0,0001% об./об., предпочтительно менее 0,00001% об./об., предпочтительно менее 0,000001% об./об.
Один из примеров воплощения способа по изобретению дополнительно обеспечивает, что отмеривание по меньшей мере одного первого компонента волюмометрическим способом и/или отмеривание по меньшей мере одного второго компонента гравиметрическим способом происходит автоматически.
Один из примеров воплощения способа по изобретению дополнительно обеспечивает, что по меньшей мере один первый компонент переносят в по меньшей мере один измерительный объем посредством первого канала для потока, а также регулятора давления, расположенного в этом первом канале, так, что по меньшей мере один первый компонент в по меньшей мере одном измерительном объеме имеет заданное давление.
Один из примеров воплощения способа по изобретению дополнительно обеспечивает, что по меньшей мере один первый компонент переносят в по меньшей мере один измерительный объем с помощью многопроходного клапана, который можно применять для установления соединения по текучей среде между каналом для потока и по меньшей мере одним измерительным объемом.
Один из примеров воплощения способа по изобретению дополнительно обеспечивает, что по меньшей мере один измерительный объем выбирают из множества измерительных объемов (например, из четырех измерительных объемов); при этом, в частности, один из измерительных объемов имеет самый большой объем, а каждый из других измерительных объемов имеет объем, соответствующий постоянной доле от соответствующего следующего наибольшего измерительного объема.
Один из примеров воплощения способа по изобретению дополнительно обеспечивает, что по меньшей мере один второй компонент переносят в емкость для газа посредством второго канала для потока, а также второго регулятора давления, установленного во втором канале для потока; при этом второй регулятор давления выполнен, в частности, с возможностью регулирования скорости заполнения, то есть количества газа, которое должно быть отмерено, или количества второго компонента, которое втекает в емкость для газа за единицу времени.
В частности, вторым регулятором давления управляют с помощью вышеупомянутого выходного сигнала, таким образом, чтобы снизить давление компонента, который должен быть введен в емкость для газа, после достижения желаемого количества указанного компонента в емкости для газа. Таким образом, объемный поток в емкость для газа резко перекрывают определенным образом после достижения заданного количества, и емкость для газа можно закрыть именно в тот момент, когда достигнуто заданное количество, с помощью клапана, обеспеченного во втором канале для потока.
Один из примеров воплощения способа по изобретению дополнительно обеспечивает, что по меньшей мере один первый компонент закачивают в емкость для газа частью по меньшей мере одного второго компонента (в частности, остаточного газа), который должен быть введен в емкость для газа по первому каналу для потока. Это предпочтительно позволяет измерить полное перемещение объемов посредством последующего выталкивания остаточным газом или по меньшей мере одним вторым компонентом через измерительный объем в емкость для газа.
Кроме того, цели настоящего изобретения достигают посредством устройства для получения газовой смеси в емкости для газа, обладающего отличительными особенностями по п. 10. На основе вышесказанного, устройство состоит по меньшей мере из следующего: множества контейнеров для хранения, для хранения компонентов газовой смеси, которую необходимо получить; емкости для газа, для вмещения газовой смеси, которая должна быть получена; весов для отмеривания гравиметрическим способом компонентов газовой смеси, которые выполнены с возможностью взвешивания емкости для газа; первого канала для потока, посредством которого можно установить соединение по текучей среде между контейнером для хранения отмеряемых массовым способом компонентов газовой смеси, которую необходимо получить, и емкостью для газа; множества измерительных объемов, для отмеряемых волюмометрическим способом компонентов газовой смеси, которую необходимо получить, каждый из которых может быть соединен по текучей среде с емкостью для газа; и второго канала для потока, посредством которого можно установить соединение по текучей среде между контейнерами для хранения и множеством измерительных объемов.
Один из примеров воплощения устройства по изобретению обеспечивает, что первым каналом для потока управляют посредством первого регулятора давления так, что компонент, который следует отмерить волюмометрическим способом, можно изолировать в соответствующем измерительном объеме при заданном давлении.
Один из примеров воплощения устройства по изобретению дополнительно обеспечивает, что каждый из измерительных объемов можно расположить параллельно первому каналу для потока, при этом каждый измерительный объем можно соединить по потоку с первым каналом для потока с помощью многопроходного клапана; и каждый многопроходный клапан имеет первое состояние, в котором соответствующий измерительный объем соединен по потоку с каналом для потока, в частности с впускным, а также с выпускным отверстием соответствующего измерительного объема; и второе состояние, в котором соответствующий измерительный объем изолирован и отделен от канала для потока (впускное и выпускное отверстия соответствующего измерительного объема закрыты).
Один из примеров воплощения изобретения дополнительно обеспечивает, что измерительные объемы являются различными в отношении их объема, при этом, в частности, один из измерительных объемов имеет наибольший объем, а каждый из других измерительных объемов имеет объем, соответствующий постоянной доле соответствующего следующего наибольшего измерительного объема.
Второй регулятор давления предпочтительно располагают во втором канале для потока; при этом второй регулятор давления выполнен с возможностью управления им посредством выходного сигнала весов (см. выше).
В результате изобретение позволяет производить способное к автоматизации заполнение газовых смесей, при этом сочетание отмеривания газообразных компонентов волюмометрическим и гравиметрическим способом по изобретению устраняет необходимость в обычно применяемых предварительно приготовленных смесях, что упрощает производство газовой смеси в целом, так как теперь компоненты можно непосредственно смешивать друг с другом. Возможность автоматизации получения газовых смесей позволяет нескольким таким устройствам или линиям заполнения действовать одновременно, под управлением одного человека. Кроме того, изобретение позволяет получать более высокую воспроизводимость в ходе производства газовых смесей, а также проводить сертификацию полученной газовой смеси непосредственно с помощью данного устройства.
Дополнительные отличительные особенности и преимущества способа и устройства по изобретению будут разъяснены на основе примера воплощения со ссылкой на чертежи, на которых изображены:
Фиг. 1 - схема устройства по изобретению для осуществления способа по изобретению; и
Фиг. 2 - схематическое изображение многопроходного клапана, который предпочтительно применяют для устройства по изобретению или способа по изобретению.
Фиг. 1 изображает устройство 1 для получения газовой смеси в емкости В для газа, служащей для заключения в ней газовой смеси, которую необходимо получить. Предпочтительно емкость В для газа представляет собой находящийся под давлением газовый баллон.
Устройство имеет множество контейнеров V1, V2, V3, VG1, VG2, или линий, для хранения, содержащих или хранящих различные компоненты, которые следует смешать для получения необходимой газовой смеси. Например, в контейнере V1 может храниться аргон, в контейнере V2 - гелий, а азот - в контейнере V3. Кроме того, контейнеры VG1 и VG2 для хранения могут содержать предварительно приготовленные смеси, например, которые следует применять для получения газовой смеси.
С целью отмеривания волюмометрическим способом отдельных компонентов индивидуальные контейнеры V1, V2, V3, VG1, VG2 для хранения могут быть соединены по потоку с рядом измерительных объемов P1, Р2, Р3, Р4 посредством первого канала S1 для потока, который имеет первый регулятор DM1 давления, так что индивидуальные измерительные объемы P1, Р2, Р3, Р4 можно заполнить соответствующим компонентом газовой смеси, которую необходимо получить, при заданном давлении, в частности, в диапазоне от 0 до 2 МПа (от 0 до 20 бар), если это необходимо - один за другим.
Конкретно, для установления соединения по текучей среде между каждым из контейнеров V1, V2, V3, VG1, VG2 для хранения и первым каналом S1 для потока посредством первого регулятора DM1 давления, а также вторым каналом S2 для потока посредством второго регулятора DM2 давления, дополнительно описанных ниже, можно использовать фильтр F1.1, F2.1, F3.1, F4.1, F5.1 совместно с двумя клапанами V1.1, V1.3; V2.1, V2.3; V3.1, V3.3; V4.1, V4.3; V5.1, V5.3, расположенными один за другим. Между двумя клапанами V1.1, V1.3; V2.1, V2.3; V3.1, V3.3; V4.1, V4.3; V5.1, V5.3, расположенными ниже по ходу потока от соответствующего контейнера V1, V2, V3, VG1, VG2 для хранения, находится соответствующий датчик РТ1.1, РТ2.1, РТ3.1, РТ4.1, РТ5.1 давления, совместно с ответвлением к соответствующему дополнительному клапану V1.2, V2.2, V3.2, V4.2. V5.2 и находящимся ниже по ходу потока отверстием BL3. Ниже клапанов V1.3, V2.3, V3.3, V4.3, V5.3 по ходу потока находится отсечной клапан V12, который, в свою очередь, расположен выше первого регулятора DM1 давления по ходу потока. Отверстия BL3 используют для уменьшения промывного потока через промывные клапаны V1.2, V2.2, V3.2, V4.2, V5.2 в случае смены среды («стопорный и спускной клапан двойного действия»). Когда клапаны V1.1, V2.1, V3.1, V4.1, V5.1 закрыты, герметичность этих клапанов можно проверить посредством повышения давления соответствующего датчика PT1.1, РТ2.1, РТ3.1, РТ4.1, РТ5.1 давления. Например, измерительные объемы P1, Р2, Р3, Р4 в первом канале S1 для потока могут быть сконструированы в виде контура и отличаться по их объемам, при этом объемы уменьшаются в направлении течения газа, то есть в направлении емкости В для газа, и каждый из них отмеряет только постоянную долю от предыдущего объема, например, в данном случае отмеряют 1/20 долю. Например, первый измерительный объем Р1 может иметь объем 2000 мл, второй измерительный объем Р2 - объем 100 мл, третий измерительный объем [Р3] - объем 5 мл и четвертый измерительный объем Р4 - объем 0,25 мл.
Каждый из отдельных измерительных объемов P1, Р2, Р3, Р4 соединен с первым каналом S1 для потока ниже первого регулятора DM1 давления посредством многопроходного клапана КН1, КН2, КН3, КН4, при этом каждый из многопроходных клапанов КН1, КН2, КН3, КН4 имеет первое состояние, в котором соответствующий измерительный объем P1, Р2, Р3, Р4 соединен по потоку с первым каналом S1 для потока посредством соответствующего впускного отверстия и, в частности, посредством соответствующего выпускного отверстия; а также второе состояние, в котором соответствующий измерительный объем PI, Р2, РЗ, Р4 полностью изолирован и отделен от первого канала (S1) для потока. Соответственно, измерительные объемы P1, Р2, Р3 и Р4 можно по отдельности заполнять газовыми компонентами при различном давлении. Это позволяет производить точное отмеривание волюмометрическим способом соответствующего компонента.
Ниже первого регулятора DM1 давления по ходу потока, а также выше многопроходных клапанов КН1, КН2, КН3, КН4 и ниже многопроходных клапанов КН1, КН2, КН3 и КН4, находится соответствующий клапан V3 или V6, который можно использовать для перекрывания участка первого канала S1 для потока, в котором расположены многопроходные клапаны КН1, КН2, КН3 и КН4 для измерительных объемов P1, Р2, Р3, Р4; при этом отмеренные волюмометрическим способом компоненты можно выпустить из измерительных объемов PI - Р4 посредством клапана V6 в емкость В для газа. В этом случае клапан V5, через который второй канал S2 для потока (см. ниже) проходит в емкость В для газа, закрыт.
Клапан SV1, обеспеченный ниже первого регулятора DM1 давления по ходу потока и выше клапана V3 по ходу потока, представляет собой предохранительный клапан. В случае, когда канал S1 для потока рассчитан на 3 МПа (30 бар), в одном из примеров воплощения изобретения, SV1 открывался бы при давлении выше 3 МПа (30 бар) (если DM1 обеспечивает пропускание).
Дополнительно ниже клапана V3 по ходу потока, а также выше многопроходного клапана КН1 по ходу потока, обеспечены датчики РТ1 и TF1 давления и температуры, для измерения давления и температуры компонентов, которые должны быть отмерены в измерительные объемы P1, Р2, Р3, Р4. Другой датчик РТ4 давления для измерения давления компонентов, которые следует отмерить волюмометрическим способом, обеспечен выше клапана V6 по ходу потока, а также ниже многопроходного клапана КН4 по ходу потока. Дополнительно ниже клапана V6 по ходу потока обеспечен датчик РТ2 давления для измерения давления в емкости В для газа.
Дополнительно обеспечено ответвление на клапан V8 между датчиком РТ4 давления и клапаном V6, через которое можно промыть первый канал S1 для потока. Ниже V8 по ходу потока обеспечен игольчатый клапан или дроссель VII, который служит для ограничения промывного потока. Дополнительно ниже двух клапанов - V8 и V11 - по ходу потока установлен ротаметр SM1.
Наконец, с измерительными объемами посредством клапанов V10 и V4 может быть соединен по потоку насос VP1 для откачивания измерительных объемов P1, Р2, Р3, Р4. Насос VP1 может быть дополнительно соединен по потоку со вторым каналом S2 для потока, посредством клапана V9.
Дополнительно емкость В для газа установлена на весы W, чтобы компоненты, размещенные в контейнерах V1, V2, V3, VG1 и VG2, можно было отмерять гравиметрическим способом в емкость В для газа. Содержание компонента в конечной газовой смеси определяют путем взвешивания емкости В для газа. Соответствующий компонент, который следует отмерить гравиметрическим способом, направляют из контейнеров V1, V2, V3, VG1 и VG2 в емкость В для газа посредством соответствующих клапанов V1.1, V1.3; V2.1, V2.3; V3.1, V3.3; V4.1, V4.3; V5.1, V5.3 через второй регулятор DM2 давления второго канала S2 для потока, а также посредством клапана V5.
Чтобы измерить давление соответствующего компонента во втором канале S2 для потока, обеспечен датчик РТ3 давления ниже регулятора DM2 давления по ходу потока, а также выше клапана V5 по ходу потока. Весы W предпочтительно обеспечивают выходной сигнал, который используют для управления регулятором DM2 давления. В результате, ответ весов W может быть использован для управления отмериванием гравиметрическим способом. Например, это позволяет снижать скорость заполнения при достижении соответствующего заданного количества в емкости В для газа.
Также, в частности для откачивания напорной стороны или второго канала S2 для потока вплоть до клапанов V1.3, V2.3, обеспечен клапан V2, который установлен параллельно второму регулятору DM2 давления так, что нет необходимости производить откачивание через DM2.
Кроме того, ниже второго регулятора давления по ходу потока от второго канала S2 для потока ответвляется клапан V7; при этом ниже этого клапана расположено отверстие BL2, чтобы уменьшить промывной поток с помощью клапана V7. Остаточный газ можно вымыть через V7 перед переносом в находящуюся под давлением емкость В. После завершения заполнения, линия заполнения, ведущая к присоединительному клапану находящейся под давлением емкости В, находится под давлением. Чтобы закрыть емкость В для газа, давление может быть снижено посредством V7, чтобы можно было разъединить соединение.
В способе по изобретению или в устройстве по изобретению небольшие содержания (например, в диапазоне от 1 млн. ч до 1% об./об.) предпочтительно отмеряют волюмометрическим способом, с помощью измерительных объемов P1, Р2, Р3 и Р4, в то время как более значительные содержания предпочтительно отмеряют гравиметрическим способом. Это справедливо, в частности, для остаточного газа, то есть компонента, имеющего наибольшее содержание в газовой смеси. В частности, компонент остаточного газа можно использовать для вытеснения предварительно отмеренного волюмометрическим способом компонента из одного или нескольких измерительных объемов P1, Р2, Р3, Р4, особенно в случаях, когда давление в первом канале S1 для потока или в соответствующих измерительных объемах P1, Р2, Р3, Р4 является недостаточным для переноса находящегося там компонента в емкость В для газа. Для этой цели частичный поток компонента остаточного газа направляют посредством первого регулятора DM1 давления в первый канал S1 для потока, при этом многопроходные клапаны КН1, КН2, КН3, КН4 соответствующих измерительных объемов настроены так, что вышеупомянутая порция остаточного газа увлекает с собой предварительно отмеренный волюмометрическим способом компонент в емкость В для газа.
Вышеописанные клапаны, в частности клапаны КН1, КН2, КН3 и КН4, предпочтительно сконструированы как многопроходные клапаны. Отдельные клапаны можно дополнительно объединить пневматически.
Такие многопроходные клапаны применяют преимущественно, так как они имеют предпочтительные небольшие размеры и низкий мертвый объем, а также их можно лучше и быстрее промыть. Этот тип многопроходного клапана с четырьмя проходами, в данном случае в форме двух входов E1, Е2 и двух выходов А1, А2, которые сформированы на корпусе К клапана, приведен в качестве примера на Фиг. 2, на основе клапана КН1 с Фиг. 1. Многопроходный клапан КН1 предпочтительно имеет две мембраны, каждая с двумя посадочными местами Si1, Si2 или Si3, Si4, которые схематично изображены на Фиг. 2, каждая одним клапаном. Например, в зависимости от установки мембран, газ можно вывести известным образом из первого канала S1 для потока посредством входа Е1 и выхода А1 в измерительный объем Р1 и хранить там, или снова удалить из измерительного объема Р1 посредством второго входа Е2 и второго выхода А2. Возможно также перенаправить газ через измерительный объем Р1 посредством входа Е1 и выхода А2.

Claims (20)

1. Способ получения в емкости (В) для газа газовой смеси, имеющей множество компонентов, при этом по меньшей мере один первый компонент отмеряют волюмометрическим способом, в котором указанный первый компонент из контейнера (V1, V2, V3, VG1, VG2) для хранения первого компонента изолируют в по меньшей мере одном измерительном объеме (P1, Р2, Р3, Р4) из множества измерительных объемов и переносят из по меньшей мере одного измерительного объема (P1, Р2, Р3, Р4) в емкость (В) для газа, а по меньшей мере один второй компонент отмеряют гравиметрическим способом, при этом указанный второй компонент переносят из контейнера (V1, V2, V3, VG1, VG2) для хранения по меньшей мере одного второго компонента в емкость (В) для газа, и емкость (В) для газа взвешивают с использованием весов (W), чтобы определить содержание по меньшей мере одного второго компонента.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что второй компонент представляет собой компонент остаточного газа, который составляет основное содержание полученной газовой смеси.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в полученной газовой смеси по меньшей мере один первый компонент находится в содержании, которое менее 5% об./об., предпочтительно менее 1% об./об., предпочтительно менее 0,1% об./об., предпочтительно менее 0,01% об./об., предпочтительно менее 0,001% об./об., предпочтительно менее 0,0001% об./об., предпочтительно менее 0,00001% об./об., предпочтительно менее 0,000001% об./об.
4. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что отмеривание волюмометрическим способом по меньшей мере одного первого компонента и/или отмеривание гравиметрическим способом по меньшей мере одного второго компонента происходит автоматически.
5. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один первый компонент переносят в по меньшей мере один измерительный объем (P1, Р2, Р3, Р4) посредством первого канала (S1) для потока, в также регулятора (DM1) давления, установленного в первом канале (S1) для потока, так что по меньшей мере один первый компонент в по меньшей мере одном измерительном объеме (P1, Р2, Р3, Р4) имеет заданное давление.
6. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один первый компонент может быть соединен по потоку, посредством многопроходного клапана (КН1, КН2, КН3, КН4), через первый канал (S1) для потока, с по меньшей мере одним измерительным объемом (P1, Р2, Р3, Р4), в который вводят по меньшей мере один измерительный объем (P1, Р2, Р3, Р4).
7. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один измерительный объем выбирают из множества измерительных объемов (P1, Р2, Р3, Р4), при этом, в частности, один из измерительных объемов (Р1) имеет самый большой объем, а каждый из других измерительных объемов (Р2, Р3, Р4) имеет объем, соответствующий постоянной доле от соответствующего следующего наибольшего измерительного объема.
8. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один второй компонент переносят в емкость (В) для газа посредством второго канала (S2) для потока, а также второго регулятора (DM2) давления, установленного во втором канале (S2) для потока, при этом вторым регулятором (DM2) давления предпочтительно управляют посредством выходного сигнала весов (W).
9. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один первый компонент закачивают в емкость (В) для газа частью по меньшей мере одного второго компонента, который должен быть введен в емкость (В) для газа, перемещаемого по первому каналу (S1) для потока.
10. Устройство (1) для получения газовой смеси в емкости (В) для газа, которое включает:
множество контейнеров (V1, V2, V3, VG1, VG2) для хранения компонентов газовой смеси, которую необходимо получить,
емкость (В) для газа, для вмещения газовой смеси, которую необходимо получить,
весы (W) для отмеривания гравиметрическим способом компонентов газовой смеси, которые выполнены с возможностью взвешивания емкости (В) для газа,
первый канал (S1) для потока, посредством которого можно установить соединение по потоку между контейнером (V1, V2, V3, VG1, VG2) для хранения и емкостью (В) для газа, для отмеривания волюмометрическим способом компонентов газовой смеси, которую необходимо получить,
множество измерительных объемов (P1, Р2, Р3, Р4) для отмеривания волюмометрическим способом компонентов газовой смеси, которую необходимо получить, каждый из которых может быть соединен по потоку с емкостью (В) для газа, и
второй канал (S2) для потока, посредством которого можно установить соединение по потоку между контейнерами (V1, V2, V3, VG1, VG2) для хранения и множеством измерительных объемов (P1, Р2, Р3, Р4).
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в первом канале (S1) для потока предусмотрен первый регулятор (DM1) давления, так что компонент, отмеряемый волюмометрическим способом, можно изолировать в соответствующем измерительном объеме (P1, Р2, Р3, Р4) при заданном давлении.
12. Устройство по п. 10 или 11, отличающееся тем, что каждый из измерительных объемов (P1, Р2, Р3, Р4) расположен параллельно первому каналу для потока, при этом каждый из измерительных объемов (P1, Р2, Р3, Р4) может быть соединен по потоку с первым каналом (S1) для потока посредством многопроходного клапана (КН1, КН2, КН3, КН4), и каждый многопроходный клапан (КН1, КН2, КН3, КН4) имеет первое состояние, в котором соответствующий измерительный объем (P1, Р2, Р3, Р4) соединен по потоку с первым каналом (S2) для потока, а также второе состояние, в котором соответствующий измерительный объем (P1, Р2, Р3, Р4) изолирован и отделен от первого канала (S1) для потока.
13. Устройство по одному из пп. 10-12, отличающееся тем, что измерительные объемы (P1, Р2, Р3, Р4) отличны в отношении их объема, при этом, в частности, один из измерительных объемов (Р1) имеет наибольший объем, а каждый из других измерительных объемов (Р2, Р3, Р4) имеет объем, соответствующий постоянной доле от соответствующего следующего наибольшего измерительного объема.
14. Устройство по одному из пп. 10-13, отличающееся тем, что во втором канале (S2) для потока установлен второй регулятор (DM2) давления, при этом второй регулятор (DM2) давления выполнен с возможностью управления им посредством выходного сигнала весов (W).
RU2018133781A 2016-03-31 2017-03-14 Получение газовой смеси при волюмометрическом и гравиметрическом заполнении RU2733017C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016003875.6 2016-03-31
DE102016003875.6A DE102016003875A1 (de) 2016-03-31 2016-03-31 Volumetrischer und gravimetrischer Füllstand zur Herstellung von Gasgemischen
PCT/EP2017/025048 WO2017167455A1 (de) 2016-03-31 2017-03-14 Volumetrischer und gravimetrischer füllstand zur herstellung von gasgemischen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018133781A RU2018133781A (ru) 2020-04-30
RU2018133781A3 RU2018133781A3 (ru) 2020-08-11
RU2733017C2 true RU2733017C2 (ru) 2020-09-28

Family

ID=58314153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018133781A RU2733017C2 (ru) 2016-03-31 2017-03-14 Получение газовой смеси при волюмометрическом и гравиметрическом заполнении

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20200298191A1 (ru)
EP (1) EP3436882B1 (ru)
JP (1) JP2019513543A (ru)
CN (1) CN109196442A (ru)
AU (1) AU2017243560A1 (ru)
CA (1) CA3018804A1 (ru)
DE (1) DE102016003875A1 (ru)
RU (1) RU2733017C2 (ru)
WO (1) WO2017167455A1 (ru)
ZA (1) ZA201806474B (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL251746A0 (en) * 2017-04-16 2017-06-29 Maxima Air Separation Center Ltd Combined volumetric-gravimetric system and method for the preparation of gas mixtures
CN117386994B (zh) * 2023-12-13 2024-03-12 抚顺抚运安仪救生装备有限公司 一种深潜呼吸器预混气瓶的混合气体配气方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU743948A1 (ru) * 1978-10-31 1980-06-30 Ордена Ленина Институт Геохимии И Аналитической Химии Им.В.И.Вернадского Способ селективного выделени серы из серусодержащих материалов
EP0992733A2 (de) * 1998-10-08 2000-04-12 Messer Griesheim Gmbh Herstellung von Gasgemischen mit transportablen Druckgasbehältern
US20050092386A1 (en) * 2003-10-30 2005-05-05 Kaufhold Kenneth R. Combination gravimetric and volumetric dispenser for multiple fluids
US20060210430A1 (en) * 2005-03-18 2006-09-21 Lark Larry M Formulating chemical solutions based on volumetric and weight based control measurements
US20150217245A1 (en) * 2014-02-06 2015-08-06 Xuemei Song Dynamic gas blending system and process for producing mixtures with minimal variation within tolerance limits and increased gas utilization

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3146667C2 (de) * 1981-11-25 1984-12-06 Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart Verfahren und Vorrichtung zum Mischen und Dosieren mehrerer Mischgutkomponenten
CN1076382A (zh) * 1992-03-14 1993-09-22 江苏工学院 混合气体配置方法及装置
DE19618268A1 (de) * 1996-05-07 1997-11-13 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur gravimetrischen Prüfgasherstellung mittels Rückwägung
DE19704868C5 (de) 1997-02-10 2004-02-19 Messer Griesheim Gmbh Manometrisches Füllverfahren
JPH10306377A (ja) * 1997-05-02 1998-11-17 Tokyo Electron Ltd 微量ガス供給方法及びその装置
FR2901894B1 (fr) * 2006-05-31 2008-12-26 Total France Sa Procede et dispositif de controle de l'elaboration d'un melange de constituants, notamment d'un melange avec volumes morts de pre-melange
CN102500253B (zh) * 2011-11-09 2013-07-31 西南化工研究设计院 标准气体配气装置
WO2014065233A1 (ja) * 2012-10-22 2014-05-01 大陽日酸株式会社 セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU743948A1 (ru) * 1978-10-31 1980-06-30 Ордена Ленина Институт Геохимии И Аналитической Химии Им.В.И.Вернадского Способ селективного выделени серы из серусодержащих материалов
EP0992733A2 (de) * 1998-10-08 2000-04-12 Messer Griesheim Gmbh Herstellung von Gasgemischen mit transportablen Druckgasbehältern
US20050092386A1 (en) * 2003-10-30 2005-05-05 Kaufhold Kenneth R. Combination gravimetric and volumetric dispenser for multiple fluids
US20060210430A1 (en) * 2005-03-18 2006-09-21 Lark Larry M Formulating chemical solutions based on volumetric and weight based control measurements
US20150217245A1 (en) * 2014-02-06 2015-08-06 Xuemei Song Dynamic gas blending system and process for producing mixtures with minimal variation within tolerance limits and increased gas utilization

Also Published As

Publication number Publication date
EP3436882B1 (de) 2021-04-28
CA3018804A1 (en) 2017-10-05
AU2017243560A1 (en) 2018-11-08
CN109196442A (zh) 2019-01-11
US20200298191A1 (en) 2020-09-24
RU2018133781A3 (ru) 2020-08-11
DE102016003875A1 (de) 2017-10-05
JP2019513543A (ja) 2019-05-30
ZA201806474B (en) 2019-07-31
EP3436882A1 (de) 2019-02-06
WO2017167455A1 (de) 2017-10-05
RU2018133781A (ru) 2020-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4275752A (en) Fluid flow apparatus and method
US3918291A (en) Method and apparatus for testing leakage rate
RU2733017C2 (ru) Получение газовой смеси при волюмометрическом и гравиметрическом заполнении
CN103616322B (zh) 低渗透岩石渗透率非稳态测定方法
AU731148B2 (en) Dynamic gas cylinder filling process
CN107655805A (zh) 一种低渗岩矿颗粒的渗透率测量***及方法
CN206386698U (zh) 多组分易燃易爆混合气的制备及罐充装置
US5535635A (en) Composite sample storage and measurement system
US5614655A (en) Gas mixing device
US3060735A (en) Volumetric measurement
CN107519773B (zh) 带校准的大浓度范围标准气配气仪及其校准方法
CN107782418B (zh) 流量计检查***和流量计检查方法
KR101432485B1 (ko) 수도미터 검사 장치
US5992478A (en) Method and apparatus for filling containers with gas mixtures
US5962780A (en) Measuring device
CN110865010A (zh) 一种岩石流变加载条件下多气体渗透测试装置及测试方法
RU2446005C1 (ru) Устройство для приготовления многокомпонентных газовых смесей
EP2069756B1 (en) Method for measuring the gas permeability of containers and sealing members in general
CN104599582B (zh) 一种油库收发油检定教学实验装置
CN113866373A (zh) 一种水中甲烷亨利常数的测定方法及测定腔体
WO2018193444A1 (en) Combined volumetric - gravimetric system and method for preparation of gas mixtures
JP2016211864A (ja) ガス供給装置
CN112816272A (zh) 气体富集方法及装置
US3718435A (en) Instantaneous on-line water tester
US3749111A (en) Apparatus for mixing pressure gases particularly for respirators and medical devices