Основи побудови дросельних синтезаторів газових сумішей з мікроконцентраціями компонентів

Abstract

Запропоновано будувати газодинамічні пристрої для приготування складних багатокомпонентних сумішей з мікроконцентраціями компонентів як поєднання двох функціонально зв’язаних елементів – змішувача і блока стабілізованих тисків живлення. Така побудова забезпечує відтворення суттєво різних тисків (перепадів тисків) на дозуючих капілярах змішувача, отриманих у міждросельних камерах подільників тиску блока живлення. Як приклад застосування розроблено принципову схему синтезатора потрійних газових сумішей Ar-O2-N2 для перевірки газоаналітичної апаратури, призначеної для визначення чистоти аргону.

The problem of preparation of the specified mixed gasses has not been solved yet and is of special importance for the multicomponent mixtures, the part of components of which is on the level of trace concentrations. One of the most promissing methods of the mixed gasses synthesis is the dynamic method based on the dosage of gas flows with the glass capillary pipes. The objective of the work is to develop the principles of construction of high-precision and reliable mixtures synthesizers with the trace components basing on this method. Apart from the known principles of gas-dynamic synthesizers construction, the paper proposes the new ones, which provide the preparation of mixtures with the concentrations up to 10-5 %. The synthesizer should be composed of two functionally bound components a mixer and the stabilized static condition power unit, which are the flow summarizers and the pressure dividers respectively, based on linear capillaries. This provides the reproduction of pressure ratios on the mixer’s dosing capillaries, thousands of times different, which accordingly creates flows of components of different values. Stabilized static condition power unit is based on the tandem pressure dividers, where the input pressure of each lower level divider is equal to the smallest inter-throttle pressure of the higher level divider. Linearity of all synthesizer’s capillaries provides for the proportional change of all the pressures on the dosing capillaries in the case of possible changes of the pressures of the components sources, barometric pressure, etc. The power unit pressures on the dosing capillaries are reproduced on the dosing capillaries with the help of the pressure repeaters. In order to compensate the major influences (pressures and temperatures) new independences are developed, which take into account the pressure changes inequality on the mixer capillaries. As an example of the implementation of new principles of gas-dynamic synthesizers for the preparation of mixtures with the components traces our triple mixtures synthesizer for the gas mixtures Ar-O2-N2 testing the analytical equipment designed for the determination of the argon purity. Key words: gas-dynamic synthesizer, capillary, intermixture traces.