Устройство для определения скорости и количества выделяющихся газов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 917089 Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(51)М. Кд. С 01 Р 5/00 Гфсударетеанный квинтет СССР но данаи нэабретенкй н открытийОпубликовано 30.03.82 Бюллетень 12Дата опубликования описания 300382 72) Авторы изобретен И.Иордасов и А.В.Трофимо 71) заявители 5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ И КОЛИЧЕСТВА гВЫДЕЛЯОЩИХСЯ ГАЗОВ Недостатками ства являются с возможность пол тотно-импульсно вследствие огра недостаточная т .объема газовыде объеме камеры, скорости и объе обусловленная 3 ва газа, отданн ления на выходе Изобретение относится к приборо" строению и может быть использовано для исследования процессов газовыделений в лабораторных и проиэводстпенных условиях.Известно устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов, содержащее измерительную каме ру с поршнем, измерительный преобразователь, преобразователь давления. и регистратор 1,1 1. известного устройедующие факты: не"чения линейного час"о выходного сигналаиченности объема,чность измеренияений при большомшибка в измеренииа гаэовыделе;ий,висимостью количесте потребителю от давпотребителя. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения. скорости и объема выделяющихся газов содержащее золотниковый элемент, подключенный к измерительной .камере, преобразователь давления, выходы которого подключены к входам триггера с разделенными входами, подключенного к входам частотомера, счетчика импульсов и исполнительного механизма золотникового элемента 21.Недостатком известного устройства является ошибка в измерении скорости и объема газовыделений, обусловленная зависимостью количества газа,. отданное за один цикл потребителю от давления газовой среды на входе потребителя.Цель изобретения - увеличение точности определения скорости и коли. чества выделяющихся газов.Указанная цель достигается тем, что преобразователь давления выполнен в виде двух пятимембранных пневматических элементов сравнения, один из которых выполнен с двумя камерами обратной связи и снабжен двумя постоянными дросселями, и двух задатчиков давления, причем в первом элементе сравнения одна из входных камер подключена к линии сброса, а вторая - к выходу первого задатчика, а крайние камеры соединены с атмосферой и снабжены соплами, ко торые через постоянные дроссели связаны с источником давления питания, при этом междроссельные камеры, образованные постоянным дросселем и соплом, соединены с камерами 15 отрицательной обратной связи, при этом одна из них соединена с положительной камерой второго элемента сравнения, другая - с отрицательной, вторая положительная камера этого же 20 элемента соединена с измерительной камерой, а вторая отрицательная ка.мера соединена с выходом второго задатчика, при этом выход второго элемента сравнения подключен к входам 25 частотомера, счетчика импульсов и исполнительного механизма золотникового элемента.На чертеже представлена схема предложенного устройства. 30Устройство для определения скорости и количества выделяющихся газов включает канал 1 золотникового элемента 2, к которому присоединен ис.- точник газовыделений (не показан) . К каналу 3 подключена измерительная камера 4 и преобразователь 5 давления, выходной элемент 6 которого присоединен к частотомеру 7 и счетчику 8 импульсов, а также соединен с входом исполнительного механизма 9 золотникового элемента. Исполнительный механизм 9 механически связан с золотником 10. Канал 11 элемента 2 соединен с атмосферой или со сборнойемкостью, а канал 12 золотника 10 связывает между собой каналы 1 и 3 или каналы 11 и 3.Преобразователь 5 давления выполнен в виде двух пятимембранных пневматических элементов 6 и 13 сравнения, двух задатчиков 14 и 15 давления и двух постоянных дросселей 16и 17. Сопла С и С 2, расположенныесоответственно в камерах А и Е пятимембранного элемента 13 сравнения,через постоянные дроссели 16 и 17соединены с источником давления,Иеждроссельная камера, образованная соплом С, и дросселем 16, соединена с камерой Д а камера, образованная соплом С и дросселем 17, соединена с камерой Б отрицательной обратной связи,Устройство для определения скорости и количества выделяющихся газов работает следующим образом.При отсутствии газовыделений золотниковый элемент 2 занимает положение, при котором канал 1 через канал 12 в золотнике 1 О соединен с каналом 3 В измерительной камере 4 давление равно Р установленное задатчиком 14, На выходе преобразователя 5 давления при этом будет сигнал нулевого уровня, так как Р. с Р устанавливаемый задатчиком 15. Этот сигнал воздействует на исполнительный механизм 9, который удерживает золотник 10 в положении, при котором соединяются каналы 1 и 3.Газы от источника газовыделенийпоступают через канал 1 в камеру 4, вызывая рост давления в ней. Как только давление в камере 4 достигает значения Р на выходе элемента 6 сравнения йоявляется единичный сигнал. Этот сигнал поступает на вход исполнительного механизма 9, который при этом перемещает золотник 1 О, соединяя канал 11 с каналом 3, Происходит разгрузка камеры 4 в атмосферу или в сборную емкость. Разгрузка камеры 4 до давления Р происходит за время значительно меньшее, чем время ее наполнения.На выходе преобразователя 5 после разгрузки .камеры 4 появляется нулевой сигнал Р = О, под действием которого исполнительный механизм 9 перемещает золотник 10 так, чтобы канал 12 соединил каналы 1 и 3.Вновь начинается процесс заполнения камеры 4 выделяющимися газами. Количество газа бо, которое выводится за один цикл из камеры 4, определяется по следующей формулеКТ где Р величина давления, устанавливаемая задатчиком 15,Я нм величина давления в канале 11, нм емкость камеры 4, м(3) ЬйРТ 35 РВЗ= Ъ Ри = ЬРРА 13= 0 Й - газовая постоянная,Дж кг КТ - абсолютная температура газа, К.Если давление Р в канале 11 (ат- мосфеса или сборная емкость) постоянно и равно давлению настройки задатчика 14, т.е. Р = Р , то первая часть формулы (1) постоянна, поэто 10 му количество газа, которое выводится за один цикл из камеры 4, будет постоянно и равно расчетному.На выходах элемента 13 при Р =Р 4 давление будет равно нулю, Эле-15 мент 6 сравнения при этом будет иметь выходное давление Р: (1 если Р 4- ) "5 (2) 0, если Р 1 ( РПроцессы заполнения и разгрузки измерительной камеры 4 чередуются, О скорости газовыделений Я в устройстве судят по частоте Ю переключения элемента 6, которая измеряется частотомероми связан со скоростью газовыделений зависимостью Количество выделившихся газовопределяется колицеством импульсовй, поступивших на счетчик 8, котороесвязано с количеством выделившихсягазов 6 соотношением вида Информация об измеряемых параметрах на выходе устройства представляФется в виде последовательности пря.- моугольных импульсов, частота которых пропорциональна скорости газо- выделений, а кОличество импульсов пропорционально количеству выделивше. гося газа. 45При изменениивеличины давления в линии сброса Р изменяется величина 6 о, поэтому появляется ошибка в определении общего количества выделившегося газа.50Пусть давление в линии сброса Р возрастает на некоторую величину ДР, т.е. Р+, - Р 1, -- ДР. Для того, цтобы величина 6 осталась прежней, происходит срабатывание элемента 6 и соединение каналов 11 и 3, чтобы разность Р - Р осталась прежней,15 11Рассмотрим подообнге оаб(ту преобразователя 5 давя. ц я. Работа элементов 6 и 13 основана на принципе пневматической силовой компенсации, при котором механические перемещения близки к нулю. В элементе 13 происходит сравнение давлений Р 1 с давлением Р 44, которые поступают в измерительные камеры Гг 5 и В Под действием разности этих давлений перемещается регистрирующий орган, состоящий из пяти резинотканевых мембран, соединенных между собой жестким центром, торцы которых служат заслонками сопел С, и СПри Р - Р 4 = ЬР для элемента 13 имеем Б 1 ЗА 1 14 . 44Для элемента 6 имеемесли Р,)г Р+ дР,(О, если Р 4(Р 5 +ЬРПоэтому при возрастании давленияР 11 на величину ДР давление, при котором происходит переключение золотника 10 на сброс давления из камерыувеличивается на величину ЬР,т.е. разность давлений в формуле (1)остается прежней.Рассмотрим второй случай, когдадавление Р уменьшается на велицинуР 14Тогда для элемента 13 можно записать Для элемента 6 имеем р" сл Рф )/ Р,5 ЬР (8)6 0 если Р 4 РЮ, ДР Поэтому при уменьшении давления Р 11 на величину ДР давление, при котором происходит переключение золотника 10 на сброс давления из камеры уменьшается на величину ДР, т.е. разность давлений в формуле (1) остается прежней,Предлагаемое устройство увеличивает точность определения скорости и количества выделяющихся газов, так как учитываются колебания давления на линии сброса газа, поэтому за каждый цикл в линию сброса поступает постоянное наперед заданное количество газа. Кроме того, для пневматических элементов используются в качестве входных давпений давления917 измеряемой газовой среды без дополнительного преобразования. Формула изобретения Устройство для определения скорости и количества выделяющихся газов, содержащее золотниковый элемент, один вход которого подключен к линии 10 подвода газа, а другой - к линии сброса газа, выход подключен к измерительной камере и .преобразователю давления, выход которого соединен с входаМи частотомера, счетчика им- . 15 пульсов и исполнительного механизма золотникового элемента, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, преобразователь давления выполнен в виде двух пяти О мембранных пневматических элементов сравнения, один из которых выполнен с двумя камерами обратной связи и снабжен двумя постоянными дросселями, и двух задатчиков давления, причем 25 в первом элементе сравнения одна из входных камер подключена к линии сброса, а вторая - квыходу первого задатчика, а крайние .камеры соединены с.атмосферой и снабжены соплами, 30 089 8которые через постоянные дроссели связаны с источником давления пита 1, ния, при этом междроссельные камеры, образованные постоянным дросселем и соплом, соединены с камерами отрицательной обратной связи, при этом одна из них соединена с положительной камерой второго элемента сравнения, другая " с отрицательной, вторая положительная камера этого же элемента соединена с измерительной камерой, а вторая отрицательная камера соединена с выходом второго задатчика, при этом выход второго элемента сравнения подключен к входам частотомера, счетчика импульсов и исполнительного механизма золотникового элемента. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Тютюник В.М. и Мордасов М,М,Устройство для определения скоростии объема газовыделений. - ИзвестияВУЗов СССР, сер. "Химия и химическаятехнология", М 5, т. 17, 197 ч,с. 785-7871 2. Авторское свидетельство СССР 1618680, кл. 6 01 Р 5/00, 1977 (прототип),917089 Составитель Е.Сытор Н.Гришанова Техред М, Тепер кмар оррект сн аз ектная,л ППП "Патент", г. Ужгород, у фи 1879/6. Тираж 88ВНИИПИ Государственнпо делам изобретен 113035, Москва, Ж, Рауш го комитета СССРй и открытийкая наб., д. М 5