Струйный пылемер

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистииеских Республик(23) Приоритет -Геаударетнннный комитет СССР на делам изобретений и открытийпубликовано 05.05.79. Бюллетеньата опубликования описания 07.05.79.) Авторыизобретения Е. П. Шкатов и В. В. Куприянов 4) СТРУЙНЫЙ ПЫЛЕМ Изобретение относится к технике автоматического контроля в системах газоочистки и пылеулавливания и может быть использовано в различных отраслях промышленности для повышения эксплуатационной надежности систем газоочистки, в частности, для 5 автоматического контроля запыленности воздушных потоков.Известно устройство, предйазначенное для измерения запыленности воздушной среды, основанное на измерении интенсивности радиоактивного а- или Р-излучения, проис 10 ходящего через пылевой аппарат, включающее в себя излучатель, детектор, фильтры, регулятор расхода воздуха, ецинтилляционный счетчик, контейнер, эжектор, дифференциальный блок и аппаратуру регистрации 1, 1Недостатком этого устройства является необходимость создания надежной защиты" источника излучения, значительное влияние на результаты измерений загрязнения защитных окон перед излучателем и детектором, низкая надежность работы вследствие 2 отказов счетчика и дифференциального блока, сложность конструкции.:"Известен пылемер-конитест, принцип действия которого основан на контактноэлектрическом взаимодействии твердых тел, состоящий из направляющих лопаток завихрителя и чувствительного элемента в виде загнутой под углом трубки для прямого цилиндра из полупроводникового материала, изолированного от заземленного металлического корпуса, являющегося одновременно электростатическим экраном 2 .Однако этот пылемер обладает низкой чувствительностью и точностью измерений, существенной зависимостью показаний от влажности и физико-химических свойств пыли.Наиболее близким по технической сущности является электромеханический пылемер, содержащий побудитель расхода (эжектор), первичный преобразователь с чувствительным элементом в виде электродов, снабженным пористым фильтром из эластичного материала, пропитанного активированным углем, который расположен между электродами преобразователя 3.Однако этот пылемер имеет недостаточную чувствительность и точность измерений из-за наличия фильтрующего материала, который необходимо регенировать, а также имеет ограниченную область применения,поскольку при наличии в анализируемом потоке пылегазовой смеси окиси углерода данное устройство не может быть использовано в промышленных системах контроля. Кроме того, пылемер обладает значительной нелинейностью статической характеристики при малых скоростях исследуемого потока запыленной среды вследствие флуктуаций статического давления на входе устройства,Цель предлагаемого изобретения - повышение чувствительности и точности измерений запыленности пылегазовых сопел.Для этого электроды первичного преобразователя выполнены в виде двух струйных трубок-сопел, подключенных к источнику высокого напряжения постоянного тока, причем струйный пылемер снабжен дроссельным мостовым преобразователем, состоящим из системы автоматической компенсации влияния флуктуаций статического давления и рабочего дроссельного делителя, соединенного с плюсовой камерой дифманометра и включающего приемное сопло, струйную трубку и постоянный дроссель. При этом система автоматической компенсации влияния флуктуаций статического давления, выполненная в виде дроссельного делителя, и соединенная с минусовой камерой дифманометра, состоит из управляемого по статическому давлению сопла, струйной трубки и постоянного дросселя, пневматически связанного с источником постоянного давления питания.На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого пылемера.Первичный преобразователь анализируемого пылегазового потока состоит из струйных трубок 1 и 2, помещенных в корпус 3 пылемера с последующим потоком, скорость которого составляет Ч,р. Корпус пылемера через пробозаборную трубку 4 соединен с газоходом 5, в котором движется анализируемый поток пылегазовой смеси со скоростью Ч. Трубки 1 и 2, снабженные соответственно соплами 6 и 7, соединены с источником высокого напряжения (5 - 6 кв) постоянного тока через переменные резисторы 8 и 9.К соплу 6 питания подается сжатый воздух с регулируемым давления питания Ро через регулятор 10 расхода сжатого воздуха, а приемное сопло, 7 подсоединено через постоянный дроссель 11 к источнику питания с постоянным давлением Р,.Система автоматической компенсации влияния флуктуаций статического давления, выполненная в виде дроссельного делителя, состоящего из управляемого по статическому давлению сопла 12, струйной трубки 13, постоянного дросселя 14 и соединительной трубки, соединяются с дифманометрами 15 и вторичным прибором 16.Рабочий дроссельный делитель, включающий приемное сопло 7, струйную трубку 2 и постоянный дроссель 11, в совокупности с указанным дроссельным делителем системы компенсации кол: аний статическогодавлсния образуют дроссельный мостовойпреобразователь, реализующий дифференциальный метод измерения. Давление питания дроссельного преобразователя контролируется манометром 17. Редуктор 18 осуществляет при этом функции задатчика давления питания. Для обеспечения непрерывной работы пылемера в широких пределахизмерения в устройстве используется пневматическая цепочка, состоящая из воздушного эжектора 19 и регулятора 20 расходасжатого воздуха, связанная с источникомпитания Р.,Предлагаемый пылемер работает следующим образом,При движении в корпусе 3 пылемерачистого газового потока с постоянной скоростью Мструи воздуха, истекающие из сопла 6 питания, отклоняются от первоначального направления, что приводит к уменьше 20 нию сопротивления выхода приемного сопла7, увеличению из него истечения сжатоговоздуха, а, следовательно, к уменьшениювеличины давлений в рабочем и компенсационных дросселях мостового дроссельногопреобразователя, В результате в мостовомдроссельном преобразователе устанавливается минимальная величина перепада давления Ь Р, измеряемого дифманометром 15.Г 1 ри работе эжектора 19 (побудителя расхода пылегазового потока через устройство)З 0 в полости пылемера создается некотороеразрежение (регулируемое регулятором 20до 53,6 кв/м 2), что обеспечивает прососзапыленного воздуха через пробозаборнуютрубку 4 и корпус 3 пылемера с постояннойскоростью Ч При постоянной скоростиЗ 5 Ъм движенйя измеряемого пылегазовогопотока происходит дополнительное отклонение турбулентной струи воздуха, истекаю.цей из сопла 6 питания. Причем величинаэтого отклонения будет изменяться с изменением плотности.Рзапыленного потока газа,которая в данных условиях определяетсявесовым содержанием пыли и истоке газовойзапыленной среды. При приложении к струйным трубкам 1 и 2 потенциалов высокогонапряжения (5 - 6 кв) постоянного тока45 в межэлектронном пространстве создаетсяэлектрический ветер концентрации пыли,турбулизующий измеряемый поток пылегазовой смеси и приводящий к образованиюв зоне электризации локальных электрических полей.50Частицы пыли приобретают заряд, величина которого для каждой частицы зависит от ее размера, а также от величиныи направления вектора напряженности локальных полей. При этом в результате влия 55 ния электрического ветра на некоторомрасстоянии от приемного сопла 7 возникаетзнакопостоянный заряд.Направленное действие локальных электрических полей создает дополнительное электропылевое сопротивление на выходе из приемного сопла 7, препятстцуя истечениюиз него сжатрго воздуха, а следовательно,и свободному выходу воздуха из компенсационного дроссельного делителя, В этомслучае плотность пыли газового потока всовокупности с местным воздействием локальных электрических полей по существуявляются электропневматическими заслонками для сопла 7, подключенного к плюсовойкамере дифманометра 15. При этом в зависимости от концентрации пыли и напряженности локальных элекрических полей в зонеэлектризации между трубками 1 и 2 уменьшается расход через сопло 7, а следовательно, увеличивается давление Р, в проточномрабочем делителе пневмомоста, подаваемоев плюсовую камеру дифманометра 15.Минусовая камера дифманометра, в своюочередь, пневматически связана с дроссельным проточным делителем системы компенсации. В результате этого увеличиваетсяперепад давлений Ь Р на дифманометре, который далее подается на вторичный прибор 16 со шкалой, проградуированной в единицах концентрации пыли П (кг/м). Такимобразом, запыленность анализируемой пылегазовой смеси преобразуется при помощимостового струйного преобразователя в унифицированное давление сжатого воздуха(перепад Ь Р), регистрируемое вторичнымприбором 16. Причем по максимальному отклонению стрелки прямопоказываюшего прибора фиксируется непрерывно в процессеизмерений текущее значение запыленностипотока газа.В комплект, мостового преобразователявходит узел постоянных дросселей 11 и 14типа Пстандартной системы УСЭППАс диаметром капилляра ф 0,18 мм. Сопло 6.питания выполняется из нержавеющей сталиили сплавов алюминия в форме иглы с диаметром отверстия 1 мм.Впроцессе экспериментальных исследований установлено, что максимальная величина заряда Я, приобретаемая частицамибольшинства промышленных пылей радиуса2 с диэлектрической постоянной, изменяюшейся в пределах 2 - 4, связана с напряженностью Елокального электрического поляв зоне электризации следующей эмпирической зависимостьюЯ = (6,6 - 8,82) 10 ф 2 Е;Последнее определяет почти полную инвариантность зарядов пыли от ее физикохимических свойств,При этом функциональная связь перепада давления Ь Р на дифманометре с расстоянием между соплами 6 и 7 - Ь, размерами пылевых частиц г, скоростью измеряемого 5 ПЫЛЕГаЗОВОГО Потоиа Ъим, ПЛотНОСтЬЮ ПЫЛИУ, давлением питания управляющей струи Ро, находится из формулыд р = 38,5 ро)д - 2,.);)где М; - значения грамм-молекулярных весов компонентов пылегазовой смеси;а; - процентный состав газовой смеси,позволяющей численно оценить влияние параметров пылегазовой смеси на чувствительность датчика.15Формула изобретенияСтруйный пылемер, содержащий побудитель расхода, первичный преобразователь в виде электродов, чувствительный элемЕнт дифманометр, регистрирующий прибор, ис 1 точник питания, отличающийся тем, что, сцелью повышения чувствительности и точности измерений, электроды первичного преобразователя выполнены в виде двух струйных трубок-сопел, подключенных к источнику высокого напряжения постоянного тока, причем струйный пылемер снабжен дроссельным мостовым преобразователем, состоящим из системы автоматической компенсации влияния флуктуаций статического давления и рабочего дроссельного делителя, соединенного с плюсовой камерой дифманометра и включающего приемное сопло, струйную трубку и постоянный дроссель, при этом система автоматической компенсации влия.ния флуктуаций статического давления, выЗ 5 полненная в виде дроссельного делителя, исоединенная с минусовой камерой дифманометра, состоит из управляемого по статическому давлению сопла, струйной трубки и постоянного дросселя, пневматически связанного с источником постоянного давления питания.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 45121594, кл. 6 01 М 15/00, 1957.2, Торский П. Н., Мискнас Л. К. Электроннь 1 й конометр ЭКТМ - 2, М., Изд-воАН СССР, 1963. с. 167 - 176.3. Авторское свидетельство СССР425085, кл. б 01 М 15/00, 1969., Демчик СостТехре Тираж И Государе делам изоб Москва, Ж - П Патент,Корректор МПодписноеа СССРтийб., д. 4/5Проектная, 4