Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическийРеспублик и 932404(72) Авторы изобретения Тамбовский институт химического машиностроения(54) УСТРОЙСТВО ДДЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ И ОБЬЕпА ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ГАЗОВ Изобретение относится к приборостроению и может быть использо вано для исследования или автоматического контроля процессов газо- выделений в лабораторных и производственных условиях,Известно устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов, содержащее измерительную камеру, измерительный преобразователь, преобразователь давления и , регистратор 111Однако данное устройство обладает недостаточной точностью измерений, а также невозможностью получения линейного частотно-импульсного выходного сигнала.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения скорости и объема выделяюцихся газов, которое выполнено в виде измерительной камеры, измерительного преобразователя давления и регистратора, при этом измерительный преобразовательвыполнен в виде дифманометра, к выходу которого подключены измерительнаякамера и через преобразоватепь давления триггер с раздельными входафми, при этом выход триггера соединенс входом частотомера, счетчика импульсов и с входом исполнительногомеханизма. Кроме того, устройствоснабжено источником постоянного дав О ления, камерой с анализируемым веществом и двухходовым кранай 1 О.Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения. Это объясняется тем, что,во-первых, отсутствует информацияоб изменении давления в источникепостоянного давления, что не позволяет оперативно осуществить перенастройку устройства и получить точный результат об иэмеряеьых величинах, Во-вторых, в известном устройсеве измерительный преобразователь выполнен в виде золотниково10 15 20 25 30 5055 3 93 го элемента, в котором при работе на повышенных давлениях будут значи" тельные утечки газа., что в свою очередь приводит к уменьшению точности измерения. В-третьих, наличие операций в известном устройстве требующих манипуляций приводит к субъективным погрешностям, а также не позволяет после окончания процесса измерения отключить полость камеры с анализируемым веществом от измерительной схемы устройства и от источника постоянного давления.Цель:изобретения - повышение точности измерений.Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит трехмембранное пневмореле, задатчик давления, элемент сравнения, две пневмокнопки, при этом двухходовой кран выполнен в виде пневмоклапана, а измерительный элемент выполнен в виде пульсирующего пневматического сопротивления, в междроссельную камеру которого включена измерительная камера, а вход подключен в одно из сопл трехмембранного пневмореле, одна из сопловых камер и второе сопло присоединены к камере с анализируемым веществом, к камере управления трехмембранного пневмореле подключен выход триггера с раздельными входами, соединенными с соответствующими пневмокнопками и камерой управления пневмоклапана, в сопло которого подключена междроссельная камера пульсирующего сопротивления и один из входов элемента сравнения, к другому входу которого подключены задатчик давления и один из входов дифманометра, подключенного другим входом к источнику постоянного давления и к выходу пульсирующего сопротивления, камера управления которого соединена с выходом элемента сравнения.На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство для определения скорости и объема выделяюцихся газов.Устройство состоит из пульсирующего сопротивления 1, к камере 2 которого присоединена камера постоянного давления (не показана) и камера 3 одноконтактного .пневмокланана 4 В сопло 5 пневмоклапана 4 подключена междроссельная камера 6 в пульсирующем сопротивлении 1, образованная ограниченная, соплами 7,и 8, а также 2404 4 камера 9 элемента 10 сравнения. К камере 6 пульсирующего сопротивления1 подключена измерительная камера11. В камеру 12 элемента 10 сравнения подключен выход задатчика 13 давления, соединенный также с входом 14 дифманометра 15, вход 16 которогоприсоединен к камере постоянного давления, Выход элемента 10 сравнения соединен с камерой 17 пульсирующегосопротивления 1. К камере 18 пневмореле 19 подключен выход триггера 20с раздельными входами, выполненного,например, на базе трехмембранногопневмореле с пружиной. Камера 21 триггера 20 соединена с камерой 22 пневмоклапана 4 и с пневмокнопкой 23 пуска устройства. В камеру 24 пульсируюцего сопротивления 1, в камеру 25пневмореле 19 и в камеру 26 пневмоклапана 4 подано давление подпора.Выход элемента 10 сравнения через усилитель 27 моцности соединен с частотомером 28 и счетчиком 29 импульсов. Сопло 30 пневмореле 19 соединено с камерами 31 и 32 пульсирующего сопротивления 1. В сопло 33 и в камеру 34 пневмореле 19 подключена камера 35 с анализируемым веществом, Камера 36 триггера 20 соединена с пневмокноп - кой 37 останова,Рассмотрим принцип действия устройства для определения скорости и количества газовыделений, работаюцего в режиме измерения параметров газовыделений при проведении, например, химических реакций под избыточным давлением,После присоединения камеры 35 санализируемым веществом к измерительной схеме устройства осуществляется пуск нажатием кнопки 23. Триггер 20 при этом будет иметь выходной сигнал Р ="1", под действием ко.торого мембранный блок реле 19 пере мецаетсяи газы из зоны реакции через открытое сопло 30, установленное в камере 34 пневмореле 9, поступают в камеры 31 и 32 пульсирующего сопротивления 1, Пульсирующее сопротивление 1 содержит упругие соп -ла 7 и 8. Устранение к.з. достигается за счет предварительного сжатиясопел, В начальном состоянии под действием подпора, поданного в камеру24, мембранный блок пульсирующегосопротивления 1 находится в нижнемположении, соединяя камеры 6 и 31через сопло 7. Сопло 5 одноконтакт04 24 6Так как за один цикл из камеры санализируемым веществом будет отобрано ВМ молекул выделившегося газа то за и циклов из камеры 35 отбираетсяй:й ьй,5 93ного пневмоклапана 4 при отсутствии ,сигнала с пневмокнопки 23 закрыто.При кратковременном нажатии кнопки23 сопло 5 одноконтактного клапана4 открывается, камера 6 пульсирую". щего пневмосопротивлеиия 1 и камера 9 элемента 10 сравнения соединяются с источником постоянного давления. При отсутствии давления на выходепневмокнопки 23, т,е. при Р="0", 10 сопло 5 пневмоклапана 4 вновь прикрывается.В начальный момент времени давление Р 1,устанавливаемое задатчиком 13, больше, чем давление Р 1 в измерительной камере 11. При таких входных давлениях на выходе элемента1 О сравнения будет давление Ю 6 ="0"Начинается процесс накопления газа в емкости 11. Давление Р изменя 1 ется в пределах от постоянного давления Р от источника постоянного давления до давления Р Как только дайление Р,становится равным Р, элемент 1 О сравнения срабатывает и занимает положение, при котором на . его выходе давление Р=", Иембранный блок пульсирующего пневматического сопротивления 1 под действием давления Р 0="1" перемещается вверх,измерительйая камера 1 соединяется при этом с источником постоянного давления, За один цикл из камеры с анализируемым веществом отбирается количество молекул газа равное:1 м-, ", )где М, Й. - количество молекул газа в камере 1 объемом Ч, соответственно при давлениях Р и Р 1, К - постоянная Больцмана; 9 - абсолютная температура,Как только давление в камере 11 становится равным Р, элемент 10 сравнения срабатывает и на его выходе вновь появляется сигнал Р 0="0, Ка 5мера 11 вновь соединяется через открытое упругое сопло 7 и сопло 30, установленное в камере 34 пневмореле 19 с камерой 35, содержащеи анализируемое вещество, Вновь начинается заполнение измерительной камеры 1150 выделяющимися газами, сопровождаемое ростом давления Р 1, Давление в каИмере 11 растет до значения Р 1. ДиФ- манометр 5 показывает значение разности ОР=Р -Р, которое может быть55 изменено посредством изменения давления Р 1, устанавливаемого задатчик. 1 3. где д М=сопзС=С. Количество выделившегося газа определяется количеством импульсов,поступивших на счетчик импульсов,29, т.е, соотношениемО скорости гаэовыделений д 1/дйв прдлагаемом устройстве судят почастоте ю переключений пульсирующегопневматического сопротивления 1, которая измеряется частотомером 28 исвязана со скоростью гаэовьщеленийзависимостью4 й УР Ч1 с 6где 1 - время.ИнФормация об измеряемых парамет.,рах на выходе измерительного устройства представлена в виде последовательности импульсов, частота следова"ния которых пропорциональна скорости;газовыделений бМ/дг, а количествоимпульсов и пропорционально количеству М выделившегося газа,Использование в качестве измерительного элемента пульсирующего пневматического сопротивления повышаетточность измерений за счет существенного уменьшения утечек при анализе на повышенных давлениях.Осуществление процесса пуска и останова устройства в предлагаемом устройстве позволяет полностью изолировать источник постоянного давленияот окружающей среды, что позволяетв свою очередь повысить безопасностьпроведения экспериментов.Для исключения влияния изменениятемпературы на показания измерительного устройства его термостатируют 1 термостат на чертеже непоказан).Описанным устройством, в силу его,конструктивных особенностей, можнопроизводить измерения параметров газовыделений при давлениях различного уровня как выше, так и низе атмосФбрного.Формула изобретенияУстройство для определения скорости и объема выделяющихся газов,932404 Заказ 37753 Повписное содержащее измерительную камеру, преобразователь давления, выполненньш в виде дифманометра, триггер с раздельнымивходами, двухходовой кран, источник постоянного давления, камеру для анализируемого вещества, измерительньш элемент, частотомер и счетчик импульсов, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено трех О мембранным пневмореле, задатчиком давления, элементом сравнения, двумя пневмокнопками, при этом двуххо-. довой кран выполнен в виде пневмокланана, а нзмерительныш элемент выполнен в виде пульсирующего пневматического сопротивления, в междроссельную камеру которого включена измерительная камера, а вход подключен к одному из сопл трех- ъо мембранного пневмореле, одна из сопловыл.камер и второе сопло присоединены к камере для анализируемого вещества, прн этом к камере управле - ния трехмембранного пневмореле лодключен выход триггера с раздельнылав ходами, соединенными с соответствующими пненмокнопками и камерой управления пневмоклапана, к соплу которого подключена междроссельнаякамера пульсирующего .сопротивленияи один из входов элемента сравнения,к другому входу которого подключенызадатчик давления и один из входовдифманометра, соединенного другимвходом с источником постоянного давления и выходом пульсирующего сопротивления, камера управления которого соединена с выходом элементасравнения.Источники иныормациц,принятые во внимание при экспертизе1, Тютюник ВЛ. и др. Устройстводля определения скорости и объема выделяющихся газов. - Известия вузовСССР. Химия и химическая технология", т. 17, 191, Ф 5, с, 785-78 е2. Авторское свидетельство СССРР 839006, кл. 6 О Р 5(00, 1979 (прототип),филиал ППП "Патент",г. ужгород, ул. Проектная