Устройство для автоматического измерения индекса воббе горючих газов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлеио23.02.81 (24) 3253974/18-25 (И) М.Ка. с присоединением заявки ¹

G 01 N 25/30

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070133. Бюллетень ¹il

Дата опубликования описания 07.01 83 (И) УДК 662. 76 (088.8) ных),, (72) Авторы изобретения

Н.Ф.Симонов, Г.А.Сосни, Ю.В.Степанов, С.Ф.Че и В.Н.Бабич

Конструкторское бюро Гипрококса и автоматнэац и механизации производственных процессов на коксохимических предприятиях (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ИНДЕКСА ВОББЕ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ

Изобретение относится к автоматизации, в частности к устройствам контроля и регулирования процессов сгорания газов. 5

Известно устройство для автоматического измерения индекса Воббе горючих газов, содержащее. выходной преобразователь и чувствительный элемент, выполненный в виде двух вертикально еО расположенных коаксиальных металлических трубок, жестко соединенных между собой нижними концами, причем внутренняя трубка соединена с коротким плечом двуплечего рычага, длинное плечо которого через механическую передачу соединено с выходным преобразователем (1 3.

Это устройство позволяет автоматически измерять индекс Воббе горючих газов.

Однако в чувствительном элементе имеет место взаимное влияние друг на друга тепловых потоков, излучаемых коаксиальными трубками, вызывающее относительное смещение трубок 25 при изменении температуры окружающе"

ro воздуха и снижающее точность и надежность устройства.

В механической передаче, состоящей из ряда рычагов, осей штиФтов и т.п. ЗО возникают люфты и затирания, также снижающие точность и надежность устройства.

Продукты горения удаляются через внутреннюю коаксиальную трубку чувствительного элемента за счет возникающей в трубке естественной тяги, создавая ламинарный тепловой поток, на который оказывает значительное влияние температура и.движение окружающего воздуха, что также снижает точность и надежность устройства.

Известно также устройство для автоматического измерения индекса

Воббе горючих газов, содержащее выходной преобразователь и чувствительный элемент, выполненный в виде двух вертикально расположенных коаксиальных металлических трубок, жестко соединенных между собой нижними концами, причем внутренняя трубка соединена с коротким плечом двуплечего рычага; длинное плечо которого через механическую передачу соединено с выходным преобразователем.

Это устройство позволяет автоматически измерять индекс Воббе горю-. чих газов, однако имеет те же недостатки, что и упомянутое устройство, 987 489

25 снижающие точность и надежность устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для автоматического измерения индекса

Воббе горючих газов, содержащее выходной преобразователь и чувствительный элемент, выполненный в виде двух вертикально расположенных коаксиальных металлических трубок, жест ко соединенных между собой нижними концами, причем внутренняя труба соединена с коротким плечом двуплечего рычага, длинное плечо которого через механическую передачу соединено с выходным ферродинамическим преобразователем, имеющим возвратную пружину (2 ).

Это устройство позволяет автоматически измерять индекс Воббе горючих газов, однако, в связи с тем, что в устройстве применен ферродинамический выходной преобразователь с возвратной пружиной, которая через механическую передачу воздействует с переменным усилием на внутреннюю трубку чувствительного элемента,вызывая тем самым деформацию трубки, снижается точность и надежность устройства.

Цель изобретения — повышение точности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического измерения индекса Воббе горючих газов, содержащем выходной преобразователь и чувствительный элемент, выполненный в виде двух вертикально расположенных коаксиальных металлических трубок, жестко соединенных между собой йижнйми концами, причем внутренняя трубка соединена с коротким плечом двуплечего рычага, длинное плечо двуплечего рычага соединено с плунжером:дифференциальнотрансформаторного преобразователя, внутренняя поверхность внутренней и наружная поверхность наружной трубок выполнены поглощающими, а наружная поверхность внутренней и внутренняя поверхность наружной трубок выполнены отражающими, внутри внутренней трубки закреплена спираль, выполненная из металлической пластины толщиной не более 0 01 наружного диаметра внутренней трубки и шириной не более 1/4 его, причем mar спирали равен половине этого диаметра.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит двуплечий рычаг 1, качающийся на ленточном шарнире 2.

Длинное плечо двуплечего рычага

1 соединено с плунжером 3 дифференциально-трансформаторного преобразо30

Ь5 вателя.Короткое плечо двуплечего рычага 1 соединено через ленточный шарнир 5 с верхним концом внутренней трубки 6 чувствительного элемента 7. Нижний конец трубки 6 жестко соединен с нижним концом наружной трубки 8 чувствительного элемента 7. Верхний конец трубки 8 жестко соединен с основанием (базой) 9 устройства.

Внутренняя поверхность внутренней трубки 6 и наружная поверхность наружной трубки 8 выполнены поглощающими, например покрытыми нефтяной сажей, образующей шероховатую поверхность °

Наружная поверхность внутренней трубки 6 и внутренняя поверхность наружной трубки 8 выполнены отражающими,например полированными.

Внутри внутренней трубки б закреплена спираль 10, выполненная из металлической пластины толщиной не более одной сотой доли, а. шириной не более четверти наружного диаметра внутренней трубки, причем шаг спирали равен половине этого диаметра.

Устройство работает следующим образом.

Анализируемый газ сгорает в горелке (на чертеже не показана), расположенной в нижней части внутренней трубки б чувствительного элемента 7.

Тепловой поток, образующийся при сгорании газа, нагревает трубки б и 8 чувствительного элемента 7, которые одновременно реагируют и на тепловой поток окружающей среды.

Относительное перемещение трубок б и 8, вызванное воздействием на них упомянутых тепловых потоков, передается от верхнего конца внутренней трубки б через двуплечий рычаг 1 плунжеру 3 дифференциально-трансформаторного преобразователя. дифференциально-трансформаторный преобразователь 4 вырабатывает электрическйй сигнал, пропорциональный текущему значению индекса Вобба анализируемого газа, который может передаваться, например, на вторичный регистрирующий прибор (на чертеже не показан), отградуированный в единицах индекса Воббе.

Соединение длинного плеча двуплечего рычага непосредственно с плунжером выходного дифференциально-трансформаторного преобразователя позволяет исключить люфты, трения и за счет этого повысить точность и надежность устройства.

Применение в-качестве выходного преобразователя дифференциальнотрансформаторного преобразователя, в котором отсутствует возвратная пружина, обеспечивает постоянное механическое усилие, определяемое весом

987489 плунжера, на двуплечий рычаг и, сле-. приведенной степени черноты системы довательно, на внутреннюю трубку коаксиальных трубок чувствительного чувствительного элемента, что по- элемента (Е„) и количества тепла, вышает точность и надежность устрой- передаваемого от внутренней трубки ства. к наружной.

Выполнение внутренней поверхности 5 Таким образом, степень взаимного внутренней и наружной поверхности влияния друг на друга тепловых понаружной трубок поглощающнми, а на- токов, излучаемых трубками чувствиружной поверхности внутренней и внут- тельного элемента, уменьшается, что ренней поверхности наружной трубок повышает точность и надежность устотражающими обеспечит более полное 10 ройства. поглощение тепла внутренней поверх- Введенная во внутреннюю трубку ности внутренней и наружной поверх- чувствительного элемента спираль ностью наружной коаксиальных трубок, турбулирует тепловой поток в труба также уменьшит с ум н шит степень взаимного ке, повышает и делает более равновлияния друг на друга тепловых пото- j5 мерной теплопередачу в чувствительков, излучаевы аевых трубками чувстви- ном элементе и тем самым повышает тельного элемента точность устройства за счет повышеФо мула лучистого теплообмена меж- .ния его чувствительности. рмула ду двумя серыми поверхностями в замкнутом пространстве, когда одна иэ поверхностей облекает другую, имеет Формула изобретения следующий вид

25 ()1 8асо"< оО 100 гДе Q1

Т11 Т2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 145027, кл. G 01 В 21/10, 1963, 2. Проект 9 45649- KSA иМ Гипрококса. Харьков, 1978 (прототип). — .количество тепла, переданного от 30 внутренней поверх1 ности к наружной;

E — приведенная сте" †" +-М вЂ " -Д пень черноты сис2 " темы тел; 35

С вЂ” коэффициент излуо чения абсолютного черного тела;

ЄР— соответственно поверхности внутрен-4О

2 ней и наружной трубок; — соответственно абсолютные температуРН внутренней и 45 наружной поверхностейу

Е1 Е2

-.соответственно

1 . степени черноты внутренней и наружной поверхнос" тей.

Выполнение упомянутых поверхностей трубок отражающими приводит к уменьшению степеней их черноты (Е1,Е )

55 и, следовательно, к уменьшению

Устройство для автоматиче измерения индекса Воббе горючих газов, содержащее выходной преобразователь и чувствительный элемент, выполненный в виде двух вертикально расположенных коаксиальных металлических трубок, жестко соединенных между собой нижними концами, причем внутренняя трубка соединена с корот ким плечом двуплечего рычага, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и надежности устройства, длинное плечо двуплечего рычага соединено с плунжером дифференциально-трансформаторного преобразователя, внутренняя поверхность внутренней и наружная поверхность наружной трубок выполнены поглощающими, а наружная поверхность внутренней и внутренняя поверхность наружной трубок выполнены отражающими, внутри внутренней трубки закреплена спираль, выполненная из металлической пластины толщиной не более 0,01 наружного диаметра вНутренней трубки и шириной не более

1/4 его, причем шаг спирали равен половине этого диаметра.

987489

Составитель Г. Кулаков

Редактор С.Патрушева Техред О.Неце, Корректор Г.Огар

Заказ 10284/30 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж«35, Раушская наб., д. 4/5

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