ИСГ на основе баллона

Ниже приводится схема источника сжатого газа (ИСГ) на основе баллона высокого давления. Схема ИСГ состоит из последовательного соединения баллона, электроклапана (ЭК), регулятора давления (РД) и привода. В баллоне газ находится под высоким давлением, которое падает по мере опорожнения баллона. Регулятор давления стабилизирует давление сжатого воздуха перед потребителем-приводом. Временная диаграмма изменений давлений в системе приводится ниже на графике.

График изменения давления при опорожнении баллона через регулятор давления. t_р - время работы привода.

 

На рисунках приведены возможные исполнения источника сжатого газа. Агрегат состоит из баллона 1(с разрезом) и воздушно-арматурного блока 2, в котором находится регулятор давления, зарядное устройство, пиропатрон включения.

 

Ниже показан другой пример исполнения воздушного баллона.

Одной из основных технических характеристик привода является максимальный расход привода G_z. Если задано время работы привода, то количество газа в ИСГ определяется простым соотношением

m_г = G_z*t_р.

На основании уравнения состояния pV = mRT несложно получить связь параметров газа и баллона с потребным количеством газа

Здесь V_б - объем баллона, р_бн и р_бк - начальное и конечное давления в баллоне. Соотношение получено при постоянстве температуры газа в баллоне, т.е при изотермическом процессе. При адиабатическом процессе опорожнения баллона связь массы газа с объемом будет

где k - показатель адиабаты.

Приведенные соотношения показывают, что при адиабатическом опорожнении из баллона при одинаковых начальном и конечном давлении можно изъять меньшее массовое количество газа. Адибатическое расширение характерно для достаточно теплоизолированного баллона при быстром опорожнении. Давление в баллоне выбирается достаточно часто в диапазоне 30…40 МПа, давление на входе в привод находится в диапазоне 1,5 … 2,5 МПа.

Конечное давление исходя из обеспечения работы регулятора давления выбирается равным

p_бк = p_z/_k..