Устройство для регулирования концентрации газовых смесей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТ®ЛЬСТИМ

Сова Советских

Социо алистн ивова

Республик

643848 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву

2 (51) М. Кл, (3 05 Э 11/00 (22) 3а a

)агуйаРфтффикь4 NowT6T

СССР

sa двим ююбретее1

1 и еткунткй (2З) Г1риоритет(53) УДК 621-528 (088. 8) Опубликовано 25.01.79Зюллетеиь № 3

Дата опубликования описания 28 01 79 (72) Автор изобретение

«1

1 : I

С. Г. Аграновский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЮЛЯ РЕГУЛИРОВА НИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

- Настоящее изобретение относится к регуляторам концентрации и может быть. использовано для приготовления газовых смесей, необходимых для калибровки, по- верки, настройки и проверки газоанапитической аппаратуры. Ф

Известны генераторы газовых смесей (ГС), в которых процесс приготовления

ГС происходит в потоке газа, в отличие

or статических газосмесигельных устано- тВ вок, в которых процесс поигоговления ГС происходит в замкнутом I) объеме.

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство для регулирования концентрации газовых смесей, содержащее смесигель, источник до зируемого газа, источник газа-разбавителя, подключенный к звдагчику давления, лвмииарные газовые дроссели и коммутатор (2).

Приготовление газовой смеси известным устройством бе шестЮляется следующим образом.

Стабилизированный поток дозируемого газа, проходя через ламинарный газовый дроссель, поступает в смесигель, где встречается со стабилизированным потоком газе-раэбввигеля. Суммарный поток, выходящий иэ смесителя представляет газовую смесь с концентрацией доэируемого газа в газе-разбввигеле3

О с- — — «оoъ, (<>

Яв Юр э где:ЯА- расход дозируемого газа, м /сек; э

Q - расход газа-разбавителя, м /сек;

P (; - концентрация,доэируемого газа в газе-разбавителе, % по объему.

Расходы Я* и Q p однозначно определяются перападвми давлений газов на концах соответствующих дросселей по функциональной зависимости "расход-перепад давлений, определяемой экспериментально. Из этого следует, что при использовании чистых компонентов смешиваемых газов, суммарная относительная погрешность определения концентрации С эави643848

cttr ог погрешности измерения перепадОв давлений газов на дросселях и погрешности измерения расходов.

При необходимости изменения расходов, операгор регулирует его до требуемого значения. Избыток газовой смеси сбрасывается в вытяжной шкаф. Время установления постоянной концентрации зависит от величины внутренних обьемов и достигает 30 мин. Вес генератора

300 кг. Габариты 800х1000х1700 мм, Недостатками известного устройства являются недостаточная точность и значительное время установлении постоянной концен грации.

Белью изобретения является повьппение точности и быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в йем смесигель выполнен в вийе струйного элемента .с тремя последовательно в«люченными петлевыми «амерами, и центре средней петлевой камеры усганов лено cottno, подключенное к эадатчнку давления, напрогив сонла установлен коифузор эже«гора со смесительным каналом, «оллекгорный выход которого является . выходом устройства, а входы крайних петлевых каналов струйного элемента через ламннарные газовые дроссели и коммутатор подключены к источникам доэнруемог газа и газа-раэбавн геля.

Пойолиитеиьным отличием является

1 то, что в средней петлевой камере ширина сечения канала, расположенного против сопла, в 3-4 разе меньше ширины сечения остальной части.

На чертеже йзображеиа схема устройства.

Устройство для регулирования конценг. рации газовых смесей содержит следукнцие элементы: источник газа-раэбавителя 1, подключенный «эадатчику давления 2.

Смесигель, выполненный s виде струйного элемента 3, ламинарные газовые дроо сели 4 (4 - 4а}, коммутатор 5, источник дознруемого газе 8. Струйный ane мент 3 состоит из трех пос.-едовательно включенных пеглевых камер 7,8,9. В центре средней пеглевой камеры 8 ycra» новпено сонло 10, подключено к задат чику давления 2, напротив сопла установлен коифузор 11 эже«тора 12 со смеси гельным каналом 13, коллекторный выхо

14 которого является выходом ycrpolcr ва. Входи крайних петлевых камер 7 и, 9 через ламииарные газовые дроссеии 4 и коммутатор 8 подключены к источникам 6 и 1 дозируемого газа и газа-раэбави геля.

° Устройство работаег следующим образом.

Газ-раэбавигель or источника 1 .через задагчик давления 2 подается к соплу

10. Вытекающая иэ сопла 10 струя газаразбавителя захватывает газ, находящийся в петле 8. Сжимаясь в конфузоре 11, она вовлекает его в смесителт ный канал 13. Это приводит к возникновению отрицательного перепада давления в петлевых камерах 7, 8 и 9 относительно атмосферного. Под действием указанЙого ttepettatttt через включенные дроссели 4 -44 дозируемый гаэ направляется!

О ля, истекающая иэ сопла 10, pasttenler элемент 3, не давая возможности дозируемому газу из камеры 7 и «омпенсирующему расходу газа-разбавигеля иа: камеры 9 наремешаты:я. По каналу камеры 8, противоположному соплу 10, который в 3-4 раза меньше сечения остальных участков канала, осуществля ется выравнивание общего давления между петлевыми камерами. А расположение канала и соотношение сечений, найдеинфе экспериментально, препятствует паразитв струйный элемент Зу проходит по каме» ре 7 в камеру 8, а затем перемешавшись с газом-разбаигелем,выходит из выхо2tI . да 14 смесигельного канала 13. Если при создании определенной «онцентрадии отключается какой-нибудь из дросселей

4 -4 у (или любая их «омбинация), автоматически, с помощью «оммутагора, включается компенсирующий расход газараэбави геня через соответствующие дроссели 4 -4 . Суммарный обьемный расход доэируемого газа через дросселя м

4 -4, равен суммарному расходу гаэараэбавителя через дроссели 4 -4а . Таким образом суммарный обьемный расход, подсасываемого с помощью эжекгора 12 газа, не зависит от количества включенных ламинарных дросселей оцределяющих расход дозируемого газа.

Это обуславливает стабильный.пневматический режим работы струйного эле мента 3.

Йетлевые камеры 7 и 9 устроены та ким образом, что сумма расстояний от любой их гоч«и до конфуаора 11 эжектора 12 есть величина постоянная. 1Ъзгому внутри этих «амер давление выравнено. Сопло 10 имеет прямоугольное .

45 сечение, высота которого равна высоте каналов. ПоэФому струя газа-разбавите643848 ным перемешиваниям компенспрукнцего расхода газа-разбавнтеля из камеры 9 с расходом дозируемого газа из камеры

7, г.к. в этой мешкообразной части смесителя потоков практически нег.

Соотношение дросселей выбрано как

1:2:2:5 нз следующих соображений. Вопервых, это позволяет набрать с помощью четырех дросселей 10 различных концентраций через единицу. Во-вторых, в процессе эксплуатации легко осуществить

l проверку работы и самого генератора, r ê. из указанных соотношений видно, что значения сопротивлений задублированы.

Все элементы схемы, кроме смесителя, могут быть взяты стандартными, например, из "Универсальной системы зпемен гов промышленной цневмоввгоматики

УСЭППА ".

Схеме коммутатора: состоит, например, 20 из двух звдвтчиков П236.3, со стандартной схемой включения. Один иэ эадагчиков формирует пневматическое давление подпора на все пать универсальных ниевмореле, например тине П1Р.1, е другой

2$ на пять управляющих этими репе тумблеров, нвнример гнпа Й1Т.2.

С немощью тумблеров и производится пвреииочение прнгогавливаемых концентраций. Коммугнруя тумблером соогветстЗВ вукиций пневматический сигнал, перебрасывают контакты пиввморепе. При этом возможно включение либо дросселя с газом -разбавигелем, либо дросселя с доэируемым газом, расходы которых равны.

Предварительные исследования сгабиль ности концентрации, пригогавливеемой устройством нокаэывают, что применение денного смесителя ведет к высокой сте46 дени гомогеиизацни смеси, стабильности приготевливеемой концентрации во време» ни. Смесигель в устройстве выполняет следующие функции:

- побудителя расхода доэируемого газа

- жесткой обратной связи между рас ходами дозируемого газа и газа-разбеви-,. тела. Изменение расхода газа-разбавите;ля влечет кратное изменение расхода дозируемого газа sa счет линейной зависимости перепада давления в петлях or расхода газа-разбавигеля нэ сопла;

- гомогенизагора пригогавлнваемой газовой смеси и стабилизатора приготавливаемой смеси.

Собственный объем лабиринта смесителя мал (прнмерно 1 см 5 ) по сравнению с расходом газовой смеси (порядка

25 см /сек), поэтому едсорбционно-деS сорбцнонное равновесие наступает практически мгновенно, ro есть уменыпаегся время установления постоянной конценгp&ll¹8. Формуле изобре гения

<,Устройство для регулирования .концентрации гаэовык смесей, содержащее сме- си тель и сточник доэируемого Г&зар источ» ник газа-разбавитепя, подключенный к задагчику давления, меминарные газовые дроссели. н коммутатор, о г л и ч а ю-.

m е е с я тем, что, с цепью пОвышения точности и быстродейсгв3иг устройства, в нем смесигепь выдопнен в виде струйного элементе с тремя последзвательно включеииыыи нетлевыми камерами, в центре средней пеглевай камеры установлено свило, подклтвченное к звдатчику двв№ения„напро"гив . cos¹s установлен конфуэор эжекгора ао смесигельным каналом,: коллекгорный выход которого является выходом устройстве, â входы крайних петлевых камер струйного елечента через лвмниерные газовые дроссели и коммутатор подключены, к источникам дознруемого газа и газа-раэбавигеля.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в средней петлевой камере варина сечения канала, расположенного против сопла в 3-4 раза меньше ширины сечения остальной части кана лав

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Роль генераторов эталонного и коррек Рующих(газов, в метрологии. Хаяси

Осаму Кэйсо - ЪЫгмтпеИаМоп, 1974, 17, М12, 40=43, Япония.

2. Каталог фирмы AZTEC . 1972, S6GLl-18.

643848

f0

11

И

Сосгавигепь О. Гудкова

Редактор П. Мепуришвили Техред 3, фанта Корректор Д. Яеньннченко

Заказ 8020/43 Тираж 1014 - Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскай наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент-, r. Ужгород, ул. Проектная, 4