2.1 等容气缸的设计

本系统采用三个等容充气缸SC100-400通过联动杆与气管并联，其进出气孔为20mm，大小为589×112×112mm，压力范围为0.1-1.0MPa，这三个等容气缸分别对应CO₂、O₂、N₂三种气体，根据道尔顿分压定律可知，某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力，而气体混合物的总压强等于其中各气体分压之和。每个等容气缸由气密性活塞分为上下两个动态腔体通过，通过电气比例阀控制不同压力的三种气体首先分别进入三个等容气缸上半部分进行混合，当三个等容气缸上半部分内部压力达到按气体比例计算得到的分压压力时，控制电磁阀打开将混合气体充入高压混气罐，于此同时，通过控制电磁阀组的开关顺序让三种气源分别进入三个等容气缸的下半部分开始新的混配，混配后的气体充入高压混气罐，重复上述步骤，实现了等容气缸交替连续式的充气、混配过程。