Устройство для автоматического измерения индекса воббе горючих газов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8 У Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик н 198489(22) Заявлеио 23.02.81 (21) 3253974/18-25 1) М. Ка.з О 01 0 25/30 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийных),(72 Авторы изобретения Н.Ф.Симонов, Г.А.Сосни, Ю.В.Степанов, С.Ф.Чеи В.Н.Бабич Конструкторское бюро Гипрококса и автоматнэаци механизации производственных процессовна коксохимических предприятиях(71 Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВ ИНДЕКСА ВОББЕ МАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЮЧИХ ГАЗОВ возникают люфты и затирания, такжеснижающие точность и надежность устройства.Продукты горения удаляются черезвнутреннюю коаксиальную трубку чувствительного элемента за счет возникающей в трубке естественной тяги,создавая ламинарный тепловой поток, О на который оказывает значительноевлияние температура и движение окружающеговоздуха, что также снижает точность и надежность устройства.Известно также устройство дояавтоматического измерения индексаВоббе горючих газов, содержащее выходной преобразователь и чувствительный элемент, выполненный в виде двухвертикально расположенных коаксиальных металлических трубок, жесткосоединенных между собой нижними концами, причем внутренняя трубка соединена с коротким плечом двуплечегорычага; длинное плечо которого через механическую передачу соединено с выходным преобразователем. Фч г тич т с присоединением заявки Йо Изобретение относится к автоматизации, в частности к устройствам контроля и регулирования процессов сгорания газов.Известно 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 1 3.Это устройство позволяет автоматыески измерять индекс Воббе горючихазов.Однако в чувствительном элементе имеет место взаимное влияние друг на друга тепловых потоков, излучаемых коаксиальными трубками, вызывающее относительное смещение трубок при изменении температуры окружающе" го воздуха и снижающее точность и надежность устройства.В механической передаче, состоящей из ряда рычагов, осей штифтов и т.п. З Это устройство позволяет автомаески измерять индекс Воббе горю-. газов, однако имеет те же недоски, что и упомянутое устройство, 987 489снижающие точность и надежность устройства.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является устройство дляавтоматического измерения индексаВоббе горючих газов, содержащее выходной преобразователь и чувствительный элемент, выполненный в видедвух вертикально расположенных коаксиальных металлических трубок, жестко соединенных между собой нижнимиконцами, причем внутренняя трубасоединена с коротким плечом двуплечего рычага, длинное плечо которого через механическую передачусоединено с выходным ферродинамическим преобразователем, имеющимвозвратную пружину 2 ).Это устройство позволяет автоматически измерять индекс Воббе горючих газов, однако, в связи с тем,что в устройстве применен ферродинамический выходной преобразователь свозвратной пружиной, которая черезмеханичесКую передачу воздействует спеременным усилием на внутреннюютрубку 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 автоматическогоизмерения индекса Воббе горючихгазов, содержащем выходной преобразователь и чувствительный элемент,выполненный в виде двух вертикальнорасположенных коаксиальных металлических трубок, жестко соединенныхмежду собой йижнйми концами, причем внутренняя трубка соединена скоротким плечом двуплечего рычага,длинное плечо двуплечего рычагасоединено с плунжером дифференциальнотрансформаторного преобразователя,внутренняя поверхность внутренней инаружная поверхность наружной трубок выполнены поглощающими, а наружная поверхность внутренней и внутренняя поверхность наружной трубоквыполнены отражающими, внутри внут"ренней трубки закреплена спираль, выполненная из металлической пластинытолщиной не более 0,01 наружногодиаметра внутренней трубки и шириной не более 1/4 его, причем шагспирали равен половине этого диаметра.На чертеже изображена структурнаясхема устройства,Устройство содержит двуплечий рычаг 1, качающийся на ленточном шарнире 2.Длинное плечо двуплечего рычага1 соединено с плунжером 3 дифференциально-трансформаторного преобразоУстройство работает следующимобразом.Анализируемый газ сгорает в горелке (на чертеже не показана), расположенной в нижней части внутреннейтрубки б чувствительного элемента 7.Тепловой поток, образующийся присгорании газа, нагревает трубки б и 8чувствительного элемента 7, которыеодновременно реагируют и на тепловойпоток окружающей среды.Относительное перемещение трубокб и 8, вызванное воздействием на нихупомянутых тепловых потоков, передается от верхнего конца внутреннейтрубки б через двуплечий рычаг 1плунжеру 3 дифференциально-трансформаторного преобразователя.Дифференциально-трансформаторныйпреобразователь 4 вырабатывает электрическйй сигнал, пропорциональныйтекущему значению индекса Вобба анализируемого газа, который может передаваться, например, на вторичныйрегистрирующий прибор (на чертежене показан), отградуированный в единицах индекса Воббе,Соединение длинного плеча двуплечего рычага непосредственно с плунжером выходного дифференциально-трансформаторного преобразователя позволяет исключить люфты, трения и засчет этого повысить точность и надежность устройства,Применение в качестве выходногопреобразователя дифференциальнотрансформаторного преобразователя, вкотором отсутствует возвратная пружина, обеспечивает постоянное механическое усилие, определяемое весом ЗО 35 40 45 5055 60 Ь 5 5 10 15 20 25 вателя,Короткое плечо двуплечегорычага 1 соединено через ленточныйшарнир 5 с верхним концом внутренней трубки б чувствительного элемента 7, Нижний конец трубки б жестко соединен с нижним концом наружной трубки 8 чувствительного элемента 7. Верхний конец трубки 8 жесткосоединен с основанием (базой) 9 уст"ройства.Внутренняя поверхность внутреннейтрубки б и наружная поверхность наружной трубки 8 выполнены поглощающими, например покрытыми нефтяной сажей, образующей шероховатую поверхностьНаружная поверхность внутреннейтрубки б и внутренняя поверхностьнаружной трубки 8 выполнены отражающими,например полированными,Внутри внутренней трубки б закреплена спираль 10, выполненная изметаллической пластины толщиной неболее одной сотой доли, а. ширинойнеболее четверти наружного диаметравнутренней трубки, причем шаг спирали равен половине этого диаметра,987489 плунжера, на двуплечий рычаг и, сле-. приведеннойстепени 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 по- наружной трубок поглощающями, 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 сум н шит степень взаимного, ке, повышает и делает более равно- влияния друг на друга тепловых пото- )5 мерной теплопередачу в чувствительков, излучаемыаемых трубками чувстви- ном элементе и тем самым повышает тельного элемента. точность устройства за счет повышеФо мула лучистого теплообмена меж- ,ния его чувствительности.рмуладу двумя серыми поверхностями в замкнутом пространстве, когда одна иэповерхностей облекает другую, имеет Формула изобретения следующий вид 25 где Я 1 Т 1, Т 2 Источники информации,принятыево внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 145027, кл. 6 01 В 21/10, 1963,2. Проект 9 45649. КБА иМ ГиПрококса, Харьков, 1978 (прототип).- .количество тепла,переданного от 30внутренней поверх 1 ности к наружной;Ея- приведенная сте"в " +-М в " -1) пень черноты сис "темы тел; 35С - коэффициент излуочения абсолютногочерного тела;Р 1 Р- соответственно поверхности внутрен 2ней и наружнойтрубок;- соответственно абсолютные темпера-,туры внутренней и 45наружной поверхностей;Е 1 Е 2-.соответственно1 фстепени чернотывнутренней и наружной поверхностей.Выполнение упомянутых поверхностей трубок отражающими приводит к уменьшению степеней их черноты (Е 1 ю Еу)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 пбверхность 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 писно аказ 102 П тент лиа едактор С.Патрушев ВНИИПИ Гос по делам 113035, Мооставитель Г.Кулаков ехред О.Неце, Корректор Г.О Тираж 871 По арственного комитетаСССР изобретений и открытий ва, Ж 35, Раушская наб д г. Ужгород, ул. Проектная, 4