1充氣置換機理

根據玻意耳-馬略特定律、査理定律和蓋,呂薩克定律律知，當氣體溫度不太低（與室溫相比）、壓力不太大（與大氣壓力相比）時，都可近似當作理想氣體，其溫度八壓力p和體積/的互依變化關係遵循如下方程

pV=—RT （1）

或,改寫成

(2)

式中M——氣體質匱

M——1摩爾氣體的質量

R——普適氣體恒量，其量值與狀態參量的單位有關

如果認為披壓縮氣體的溫度不變或近似為常數，若令4=7?。則A亦為常數，而式⑵簡化為

M=^-“ （3）

A

這樣，將幾種氣體按質量比例進行混合，應滿足

:P/M：…（4）

由式（4）可以看出，要實現混合氣體質最的不同配比，隻需相應改變氣體的體積或壓力就可以了。從工程實用角度出發，調節氣體壓力比調節氣體體積方便，結構也簡單，因此在保證單一氣體體稅相等的條件下，即不難導出

:M₂:…：：p?%:…：P/“ （5）

實用中，欲製備氤和二氧化缺的混合氣體，要求配比為1：3,已知氮分子最為28,二氧花碳分子量為44,則由式（5）算出該二種氣體所需的壓力比為

Pf_% _1〜44_11〜1

Pc% M鬥 % 328211.91

亦即気為1個大氣壓時，二氧化碳應是1.91個大氣壓。至於對二種以上氣體的混合，其計算方法可依此類推。

2氣體混合裝置

 由上述分析得知，在保證單一氣體完全等容的條件下，要按預定質髭比例進行混台，必須按適當比例調整其進氣壓力。為此設計了相應的氣體置換裝置，如圖1  所示。俵裝置可對三種或三種以下氣體進行混合。

圖中，對三種氣體釆用3隻容積完全相等的換氣缸3,在毎隻氣缸的進氣口均設置調壓閥1,以控製進氣壓力，。=1,2,3）,另外，在氣缸兩側設置4隻二位二通電磁間2,以保證來自氣源的氣體能夠順利地通過氣缸進入穩壓箱4,並使氣源與穩壓箱不直接串通。設置穩壓箱會有助於混合氣木的緩衝與儲存，為充氣包裝作好準備。每次

工作前，先藉真空泵將穩圧箱抽成近真空狀態，然後単一氣體通過換氣虹分別進入穩壓箱，成為混合氣體。在穩壓箱充氣過程中.當箱內壓力p略大於一個大氣壓時，換氣缸即停止工作，待工作一段時間後，當穩壓箱內混合氣體的工作壓力低於一個大氣壓時，則換氣缸便自動對穩壓箱充氣。可見，由氣源通過氣釘向穩壓箱充氣充分必要條件是

P>>P

這裏應強調指出,位於換氣缸活塞同一側的電磁閥不能同時打開，否則該氣缸將失去作用，致使混合氣體比例失調。