1充气置换机理

根据玻意耳-马略特定律、査理定律和盖,吕萨克定律律知，当气体温度不太低（与室温相比）、压力不太大（与大气压力相比）时，都可近似当作理想气体，其温度八压力p和体积/的互依变化关系遵循如下方程

pV=—RT （1）

或,改写成

(2)

式中M——气体质匮

M——1摩尔气体的质量

R——普适气体恒量，其量值与状态参量的单位有关

如果认为披压缩气体的温度不变或近似为常数，若令4=7?。則A亦为常数，而式⑵简化为

M=^-“ （3）

A

这样，将几种气体按质量比例进行混合，应满足

:P/M：…（4）

由式（4）可以看出，要实现混合气体质最的不同配比，只需相应改变气体的体积或压力就可以了。从工程实用角度出发，调节气体压力比调节气体体积方便，结构也简单，因此在保证单一气体体税相等的条件下，即不难导出

:M₂:…：：p?%:…：P/“ （5）

实用中，欲制备氤和二氧化缺的混合气体，要求配比为1：3,已知氮分子最为28,二氧花碳分子量为44,则由式（5）算出该二种气体所需的压力比为

Pf_% _1〜44_11〜1

Pc% M斗 % 328211.91

亦即気为1个大气压时，二氧化碳应是1.91个大气压。至于对二种以上气体的混合，其计算方法可依此类推。

2气体混合装置

 由上述分析得知，在保证单一气体完全等容的条件下，要按预定质髭比例进行混台，必须按适当比例调整其进气压力。为此设计了相应的气体置换装置，如图1  所示。俵装置可对三种或三种以下气体进行混合。

图中，对三种气体釆用3只容积完全相等的换气缸3,在毎只气缸的进气口均设置调压阀1,以控制进气压力，。=1,2,3）,另外，在气缸两侧设置4只二位二通电磁间2,以保证来自气源的气体能够顺利地通过气缸进入稳压箱4,并使气源与稳压箱不直接串通。设置稳压箱会有助于混合气木的缓冲与储存，为充气包装作好准备。每次

工作前，先藉真空泵将稳圧箱抽成近真空状态，然后単一气体通过换气虹分别进入稳压箱，成为混合气体。在稳压箱充气过程中.当箱内压力p略大于一个大气压时，换气缸即停止工作，待工作一段时间后，当稳压箱内混合气体的工作压力低于一个大气压时，则换气缸便自动对稳压箱充气。可见，由气源通过气釘向稳压箱充气充分必要条件是

P>>P

这里应强调指出,位于换气缸活塞同一侧的电磁阀不能同时打开，否则该气缸将失去作用，致使混合气体比例失调。