Разбавитель аэрозоля для пылемеров

(19) 01),ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙФ(71) Ленинградский институт авиационного приборостроения(56) 1. Ьдц ВН. Аегозо 1 пзггцшепгаг 1 оп: Сепегагоп, ЯгапйаггзМеазцгешепг ТесЬп 18 цез апй ПагаКейцсгдоп.-"ЯйацЬ КедпЬа 1 г ЬцЕг",1978, 39, У 2, р. 43-45.2. Авторское свидетельство СССРУ 808111, кл, В 01 Р 3/02, 1979.3. Гольдман Б.М Анкилов А.Н.,Куценогий К.П. Экспериментальноеисследование характеристик разбавителя для аэрозолей.-"Колоидный .журнал", 1980, т. 42, вып. 3,с, 539-542,(54)(57) РАЗБАВИТЕЛЬ АЭРОЗОЛЯ ДЛЯ ПЫЛЕМЕРОВ, содержащий трубопровод З 5 Ц В 01 Р 3/02, С 05 В 27/ОО аэрозоля и трубопровод газа-разбавителя, в который помещен аэрозольныйфильтр, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапа-.зона значений коэффициента разбавле-ния аэрозоля при сохранении гидродинамического сопротивления трубопровода и дисперсного состава исходногоаэрозоля, трубопровод аэрозоля итрубопровод газа-разбавителя выпол-нены в виде взаимно пересекающихсяканалов, имеющих одинаковую формуи размеры проходного сечения в зонеих пересечения, при этом разбавительснабжен циркуляционным насосом и рас.ходомером, установленными в трубопроводе газа-разбавителя последовательнопо потоку перед фильтром, изадатчиком коэффициента разбавленияи блоком сравнения, первый вход которого подключен к выходу расходомера,второй вход - к задатчику коэффициента разбавления, а выход - к циркуляционному насосу.1082471 Изобретение относится к устройствам для приготовления аэрозольных смесей, а именно к разбавителям аэрозоля, и может быть использовано для расширения диапазона измерения пылемеров, применяемых при технологических измерениях в промышленности, при исследованиях атмосферного аэрозоля, в медицине и сельском хозяйстве.Известен разбавитель аэрозолей для пылемеров, содержащий трубопровод аэрозоля, в котором последовательно по потоку расположены камера для зарядки аэрозольных частиц и конденсатор. В электрическом поле конденсатора осаждаются заряженные аэрозольные частицы из потока, имеющие наибольшую электрическую подвижность. Таким образом происходит 20 изменение концентрации исходного аэроэопя за счет удаления из потока части фракций аэрозольных частиц, При увеличении напряженности электрического поля в конденсаторе увеличи вается осаждение и уменьшается концентрация частиц в потоке. Это позволяет получить в разбавителе широкий диапазон значений коэффициента разбавления. Разбавитель имеет малое гидродинамическое сопротивление 11Однако при разбавлении искажается спектр исходного распределения частиц по размерам вследствие зависимости электрической подвижности аэрозольных частиц от их размера, что не позволяет использовать разбавитель при измерении параметров полидисперсного аэрозоля.Известен также разбавитель аэро О золей, содержащий трубопровод аэрозоля, разделенный на два канала, в которых последовательно по потоку установлены аэрозольные фильтры и сужающие элементы например диафраг 45 мы, а также перепускной канал с установленным в нем управляемым краном, соединяющий первый канал трубопровода до фильтра с вторым каналом трубопровода после фильтра, а кран подключен к блоку сравнения, связанному входами с датчиками перепада давлений на сужающих элементах. родинамического сопротивления дости"гается изменением проходного сечения,перепускного канала с помощью крана.При этом изменяется расход исходногоаэрозоля, протекающего через канал,и,следовательно, соотношение расходоваэрозоля и отфильтрованного газа,т.е. коэффициент Разбавления. Разбавитель изменяет спектр распределения1 О исходного аэрозоля в меньшей степени,чем при использовании электрическогофильтра 2,15 55 Разбавитель позволяет обеспечить широкий диапазон значений коэффициента разбавления путем изменения гидродинамического сопротивления перепускного канала. Изменение гидОднако разбавитель имеет ряд недостатков, ограничивающих возможнос. ти его применения для расширения диапазона измерения пылемеров. В известном разбавителе во всем диапазоне коэффициентов разбавления имеют место искажения дисперсного состава, вызванные инерционным и диффузионным осаждением частиц в сужениях трубопровода и в кране перепускного канала, а также несоблюдением условий изокинетичности течения аэрозоля в разбавителе. Высокое сопротивление разбавителя обусловлено наличием сужений и фильтров в трубопроводах. Поскольку оно зависит от положения крана в перепускном канале и времени накопления частиц на фильтре, то изменяется во времени, т.е. не позволяет обеспечить постоянство расхода через разбавитель и подключенный к нему пылемер, что приводит к ошибкам измерения концентрации пылемером. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является разбавитель аэрозолей для пылемеров, содержащий трубопровод аэрозолей и трубопровод газа-разбавителя, в котором установлен аэрозольный фильтр. При этом устройство содержит калиброванный капилляр, установленный в трубопроводе аэрозоля, трубопровод газа-разбавителя выполнен в виде канала, параллельного капилляру, причем последовательно с фильтром в этом канале установлено переменное гидро- динамическое сопротивление, например диафрагма, а суммарный перепад давления на капилляре и параллельном канале измеряется манометром. По мере осаждения аэрозоля на фильтре происходит увеличение его сопротивления, которое измеряется манометроми компенсируется уменьшением переменного сопротивления в ободном канале.Таким образом, осуществляется стабилизация расходов через разбавитель и коэффициента разбавления, так как соотношение гидродинамических сопротивлений канала и фильтра поддерживается постоянным. Условия изокинетичности течения аэрозоля, т.е.условия обеспечения одинаковой ско О рости течения потока через капилляр и остальную часть трубопровода аэрозоля, задаются выбором диаметра капилляра для определенного коэффициента разбавления 3,15Недостатком указанного разбавителя аэрозолей для приборов аэрозоль" ного контроля является невозможность. получения широкого диапазона значений коэффициента разбавления без 20 нарушения дисперсного состава исходного аэрозоля и повышения гидродинамического сопротивления трубопровода аэрозоля. Трубопровод аэрозоля имеет сужение (капилляр), обусловливающее 25 повышение сопротивления канала. Заданный диаметр капилляра позволяет получить лишь одно значение коэффициента разбавления при которомсохраняется постоянная по величине скорость течения через трубопровод аэрозоля. Теоретический расчети экспериментальный подбор характеристик данного разбавителя сложен и трудоемок. Высокое гидродинамическое35 сопротивление разбавителя, подключен. ного на вход пылемера, может привести к изменению расхода через прибор и дополнительным погрешностям измерения, а также не позволяет использо вать его для пылемеров с маломощными побудителями расхода.Цель изобретения - расширение диапазона значений коэффициента разбавления при сохранении гидроди-. 45 намического сопротивления трубопровода и дисперсного состава исходного состава исходного аэрозоля.Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем трубо провод аэрозоля и трубопровод газаразбавителя, в который помещенаэрозольный фильтр, трубопроводаэрозоля и трубопровод газа-разбавителя выполнены в виде в взаимно пере секающихся каналов, имеющих одинаковую форму и размеры проходного сече" ния в зоне их пересечения, причем разбавитель снабжен циркуляционнымнасосом и расходомером, установленными в трубопроводе газа-разбавителя последовательно по потоку передфильтром, а также задатчиком коэффициента разбавления и блоком сравнения, первый вход которого подключен к выходу расходомера, второйвход - к задатчику коэффициентаразбавления, а выход - к циркуляционному насосу.На чертеже представлена блоксхема разбавителя аэрозолей дляпылемеров,Разбавитель содержит вертикальнорасположенный трубопровод 1 аэрозоля и трубопровод 2 газа-разбавителя,в котором установлен аэрозольныйфильтр 3. Выход трубопровода 1 соединен с воздухозаборным отверстиемпылемера, а вход сообщается с объемом измеряемого аэрозоля, в частномслучае с атмосферой. Каналы трубопроводов 1 и 2 взаимно пересекаются,например, под прямым углом. В зонепересечения каналы трубопроводов 1и 2 имеют одинаковые размеры иформу проходного сечения. Сечениетрубопроводов 1 и 2 выбирается равным входному сечению пылемера. Вкачестве фильтра 3 могут использоваться тканевые фильтры, электрофильтры, их комбинация. Перед фильтром 3 последовательно по потокуустановлены циркуляционный насос 4и расходомер 5, в частном случаетахометрический, Выход расходомера 5подключен к одному из входов блока 6сравнения, другой вход которогоподключен к задатчику 7 коэффициента разбавления. В качестве блока 6сравнени 4 может быть использовандифференциальный усилитель, а вкачестве задатчика 7 - источникуправляемого напряжения. В этом случае выход блока 6 сравнения подключен к управляющей обмотке электродвигателя циркуляционного насоса 4,Разбавитель работает следующимобразом. При. выключенном циркуляционном насосе 4 через трубопровод 1 весь поток аэрозоля поступает на вход пылемера. При сечении трубопровода 1, равном входному сечению воздухозаборного отверстия пылемера, полностью сохраняются условия изокинетичности течения аэрозоля по каналу, 1082471т.е. скорость течения, условия пробоотбора, концентрация, дисперсный состав аэрозоля не отличаются от таковых без разбавителя. При включении циркуляционного насоса 4 5 часть потока аэрозоля отсасывается в канал трубопровода 2 отфильтрованного газа, проходит через циркуляционный насос 4, расходомер 5 и аэрозольный фильтр 3, где газ практически полностью очищается от аэрозольньж частиц. Чистый газ из трубопровода 2 поступает в выходную часть трубопровода 1.Поскольку объем аэрозоля, отобран ного из трубопровода 1, равен объему отфильтрованного газа, вновь поступившего.в трубопровод 1, любые изменения расхбда в трубопроводе 2 не вызывают изменений расхода в трубопроводе 1, т,е. введение пересекающего канала с независимым побудителем расхода (насосом 4) не изменяет сопротивления трубопровода 1.При увеличении концентрации исходного аэрозоля для сохранения прежнего значения концентрации аэрозоля на входе пылемера необходимо увеличить коэффициент разбавления, что достигается увеличением расхода 30 в трубопроводе 2. При равенстве проходных сечений трубопроводов 1 и 2 и их идентичной форме достигаются наибольшие значения коэффициентов разбавления, 35Поскольку практически все известные типы пылемеров работают при постоянной объемной скорости пробоотбора, стабилизация коэффициента разбавления обеспечивается стабили зацией расхода в трубопроводе 2. Для этого с помощью задатчика 7 на входе блока 6 сравнения устанавливается потенциал, соответствующий заданному коэффициенту разбавления. Сигнал с расходомера 5 сравнивается с установленным значением. При изменении расхода в трубопроводе 2, например, вследствие изменения сопротивления фильтра 3 на выходе блока 6 сравнения возникает сигнал рассогласования, изменяющий производительность циркуляционного насоса 4.Таким образом, поддерживается стабильный расход в трубопроводе 2 при заданном коэффициенте разбавления. Последовательное по потоку расположение насоса 4,расходомера 5 и фильтра 3 позволяет исключить появление в выходной части трубопровода 2 посторонних частиц, образование которых возможно при перемещении подвижных частей насоса 4 и расходомера 5. Искажения дисперсного состава вследствие седиментации частиц в разбавителе исключаются вертикаль" ным расположением трубопровода 1, а инерционные - отсутствием в канале трубопровода 1 выступающих частей и ограничением скоростей потоков.Таким образом, диапазон изменения коэффициента разбавления определяется соотношением расходов двух независимых потоков и ограничен практически точностью стабилизации расхода, сохраняется гидродинамическое сопротивление трубопровода аэрозоля и постоянное значение составляющей скорости неразбавленного потока аэрозоля вдоль трубопровода, изменение которой является одной из причин искажения дисперсного состава.108247 Осхадиьй аэрозоль Составитель Б. ДолотинТехред С.Легеза Корректор 0Билак Редакто ек каз 1616 Тираж 57 ул. Проектная,ВНИИПИ Государственно по делам изобретений13035, Москва, Ж, Ра филиал ППП "Патент", г. Ужго Подписикомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/