Устройство для регулирования концентрации газовых смесей

О П И С А Н И Е 11643848ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУ Сова Советских Социалнстнчвсиик Республик(088.8 01.79.Бюллетеньбликов ИКОВания ОпИс ата 8,0(72) Автор;изобретени С. Г. Аграновский 1) Заявител УСТРОЙСТВО МЯ РЕГУЛИРОВА НИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ(54 Настоящее изобретен регуляторам концентрац использовано для дриго смесей, необходимых дл верки, настройки и пров еск й в а ат не относится к ии н может бмт товления газовыхя калибровки, и еркн газоанапит газовой бсушествлч о пп р уры.Известны генераторы газовых смесей(ГС), в которых процесс приготовленияГС происходит в потоке газа, в отличиеот статических газосмесигельных устано- твок, в которых процесс поигоговления ГСпроисходит в замкнутом 11 объеме.Наиболее близким техническим решением к данному является устройство длярегулирования концентрации газовых смесей, содержащее смесигель, источник дозируемого газа, источник газа-раэбавителя, подключенный к задагчику давления,лвмииарные газовые дросселя и коммутатор 12).Приготовление смеси извесгпам устройством яется следуюаим образом,Стабилизированный поток дозируемого газа, проходя через лвминарный газовый дроссель, поступает в смесигель, где встречается со стабилизированным потоком газа-разбавигеля. Суммарный поток, выходящий иэ смесителя представляет газовую смесь с концентрацией доэируемого гвэа в газе-разбавигеле 3 С -- ода, ЮОЯд Юрэ где: ЯА - расход дозируемого газа, м /секэЯ - расход газа-разбавителя, м /сек;Р- концентрация .доэируемогогаза в газе-разбавителе, % по объему.Расходи Я и Ц), однозначно определяются перапвдвми давлений газов на концах соответствующих дросселей по функциональной зависимости "расход-перепад давлений, определяемой экспериментально. Иэ этого следует, что при использовании чистых компонентов смешиваемых газов, суммарная относительная погрешность определения концентрации С эави643848 О в струйный элемент 3, проходит по камере 7 в камеру 8, аэатемаеремешавщись с газом-разбаигелемвыходит из выхоф, да 14 смесигельного канала 13. Еслипри создании определенной онаентрации отключается какой-нибудь из дросселей 44 -4 и(или любая их омбинация), автоматически, с помощью оммутагора, ф включается компенсирующий расход газаразбави геля через соответствующие дроссели 4-4 . Суммарный обьемный расход аоэируемого газа через дросселя зе4 -4, равен суммарному расходу гаэараэбавителя через дроссели 4 -4 й . Таким образом суммарный обьемный расход, подсасываемого с помощью эжекгора 12 газа, не зависит от количества включеннык ламинарных дросселей,определяющих Зф расход дозируемого газа.Это обуславливает стабильный.пневматический режим работы струйного эле мента 3.Йетлевые камеры 7 и 9 устроены та 4 Е кнм образом, что сумма расстояний отлюбой их гочка до коифузора 11 эжектора 12 есть величина постоянная. Поэтому внутри этих амер давление выравнено. Сопло 10 имеет прямоугольное .45сечение, высота которого равна высоте каналов. Поэтому струя газа-раэбавитесит от погрешности измерения перепаасвдавлений газов на дросселях и погрешности измерения расходов,При необхоаимости изменения расходов, оператор регулирует его до требуемого значения. Избыток газовой смесисбрасывается в вытяжной шкаф. Времяустановления постоянной концентрациизависит от величины внутренних обьемови достигает 30 мин. Вес генератора300 кг. Габариты 800 х 1000 х 1700 мм,Недостатками известного устройстваявляются недостаточная точность и значительное времй установлении постоянной концен грации.Белью изобретения является повышениеточности и быстродействия устройства.Указанная цель достигается тем, чтов йем смесигель выполнен в вийе струйного эпеМенга .с тремя последовательновлюченными петлевыми камерами, ицентре средней петлевой камеры усгановлево сопло, подключенное к задатчнкудавления, напротив сопла установлен конфузор эжегера со смесигельным каналом,оллек горный выход которого является .выходом устройстве,а входы крайнихпетлевых каналов струйного элементачерез ламинарные газовые дроссели икоммутатор подключенык источникамдоэнруемогб газа и газа-раэбавителя.Пойолиигельным отличием является1го, что в средней петлевой камере ширина сечения канала, расположенного против сопла, в Зразе меньше ширинысечении остальной части.На чертеже изображена схема устройства.ФУстройство для регулирования конценграции газовых смесей содержит следующиеэлементы: источник гаэа-разбавитепя 1,подключенный к эааатчику давления 2.Смесигель, выполненный в виде струйного элемента 3, ламинарные газовые дроосели 4 (4 - 4 з), коммутатор 5, источник дозируемого газе 6. Струйныйэлемент 3 состоит из трех пос;едовательновключенных пеглевых камер 7,8,9. Вцентре средней петлевой камеры 8 установлено сопло 10, подключено к задатчику давления 2, напротив сопла установлен коифузор 11 ежетора 12 со смеси гельиым каналом 13, коллегорный вухо14 которого является выходом устройсева. Ьходы крайних петлевых камер 7 и, 9 через ламинарные газовые дросселя 4и оммутатор Б подключены к источникам 6 и 1 дозируемого газа н газа-раэбави геля.Устройство работаег следующим образом. Газ-раэбави гель ог источника 1 .чеоез задагчик давления 2 подается к соплу 10. Вытекающая из сопла 10 струя газаразбавителя захватывает газ, находящийся в петле 8. Сжимаясь в конфузоре 11, она вовлекает его в смеситель ный канал 13. Это приводитк возникновению отрицательного перепада давления в петлевых камерах 7, 8 и 9 относительно атмосферного, Под действием указан- його перепада через включенные дроссели 44 -4, доэируемый гаэ направляется ля, истекающая иэ сопла 10, разделяет элемент 3, не давая возможности дозируемому газу из камеры 7 и омпенсирунаему расходу газа-разбавигеля иэ камеры 9 ларемеаатнря. По каналу камеры 8, противоположному соплу 10, который в 3-4 раза меньше сечения остальных участков канала, осуществляется выравнивание общего давления между петлевыми камерами. А расположение канала н соотношение сечений, найденное экспериментально, препятствует паразитным перемешиванням компенспрукнцегорасходагаза-разбавителя иэ камеры 9с расходом дозируемого газа из камеры7, г.к, в этой мешкообразной части смесителя потоков практически нег.УСоотношение дросселей выбрано как1:2:2:5 нз следующих соображений. Вопервых, это позволяет набрать с помощьючетырех дросселей 10 различных концентраций через единицу. Во-вторых, в цроцессе эксплуатации легко осуществитьпроверку работы и самого генератора,г.к. из указанных соотношений видно, чтозначения сопротивлений задублированы.Все элементы схемы, кроме смесителя, могут быть взяты стандартными, например, иэ "Универсальной системы эпеменгов промыщленной цневмоавгоматикиУСЭППА".Схеме коммутатора: состоит, например,20из двух звдатчиков П 236.3, со стандартной схемой включения. Один иэ эадагчиков формирует пневматическое давлениеподпора на все пять универсальных циевмореле, например тине П 1 Р.1, е другой25на пять управлякияих эими репе тумблеров, нвнример гнпа 1 Т,2,С тинамцью тумблеров и производитсяпарециочение пригогавливаемых концентраций, Коммугируя тумблером соогветстЗВвукиций пневматический сигнал, перебрасывают контакты пиввморене. При эгамвозможно включение либо дросселя с газом-раэбавигелем, либо дросселя с доэируемым газом, расходы которых равны.33Предварительные исследования стабильности концентрации, пригогавливеемойустройством показывают, что применениеденного смесителя ведет к высокой сте 46цени гомогеиизации смеси, стабильностиприготевливвемой концентрации во времени. Смесигель в устройстве выполняетспедутоеие функции:- побудителя расхода доэируемого газа- зкесгкой обратной связи между расходами дозируемого газа и газа-разбеви-,.теля. Изменение расхода газа-разбавителя влечет кратное изменение расхода дозируемого газа ва счет линейной зависимости перепада давления в петлях ог расхода газа-разбавигеля нэ сопла;- гомогениэатора пригогавливаемой газовой смеси и стабилизатора приготавливаемой смеси.Собственный обаем лабиринта смесителя мал (примерно 1 см ф ) по сравнению с расходом газовой смеси порядка 25 см /сек), поэтому едсорбцйонно-де 3сорбционное равновесие наступает практически мгновенно, го есть уменьщаегся время установления постоянной концентрации. Формуле иэобре гения1,Устройство дла регулирования .концентрации газовыхсмесей, содержащее сме-ситель, источник доэируемого газа, источник гвэа-разбавитепя, подключенный кзадагчику давления, ттемвнарные газовыедросселя. н коммутатор, о г л и ч а ю-.щ е е с а тем, что, с целью пОвыщениаточности и быстродейсгваг устройства,в нем смесигепь выпопнев в виде струйного элементе с тремя последовательновклвчеиаывти неглевыми камерами, вцентре средней иеглевой камеры установлено осело, подклтэченюе к эадатчикудвМениаяароавив . сопле установлен конфуэор эжекгора со смесигельным каналом,:коллек горный выход которого являетсявыходом устройстве, а входы крайнихпетлевых камер струйного элечента через лвмяиернывгазовые дросселя 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 петлевойкамере щирина сеченая канала, расположенного против сопла в 3-4 раза меньше варины сечениа остальной части каналевИсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Роль генераторов эталонного и коррекгйрующих газов; в метрологии. ХаясиОсаму Кэйсо - ЪеМмтпейа 1 оп,1974, 17, М 12, 4 О, Япония.2. Каталог фирмы УТЕС, 1972,Щ 00-18.авигель О, Гудковаед 3, фанта Корректор Д. МеньничеПодписи 3 Тираж 1014ЦНИИПИ Государственного компо делам изобретений3035, Москва, Ж, Раушск Заказ 8020 иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Редактор П. Мепуришвили тета СССРоткрытийан наб д