Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов

 

ОПИСАНИE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соввтскнк

Соцналнстнчвскнв

Рвспублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву В 838574 (22) Заявлено 15. 12. 80 (2> ) 3217191/18-10 (l l +. ÊÈ. с присоединением заявки № (23) Приоритет

С 01 P 5/00

Государственный коиитет

СССР яо деяаи изобретеиий и открытий

Опубликовано 1503ВЗ. Бюллетень ¹10 (53) УДК 532.574, (088. 8) Дата опубликования описания 150383 (72) Авторы изобретения

М.М. Мордасов, А.В. Трофимов, и Н. В. Сыроват (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

И ОБЪЕМА ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ГАЗОВ

Изобретение относится к измерению параметров движения и может быть использовано для исследования или автоматического контроля процессов газовыделений в лабораторных и производственных условиях из жидкостей и твердых тел, как под действием избыточного давления, так и разрежения.

По основному авт. св.. Р 838574; известно устройство для определения скорости и объема выделякицихся газов, выполненное в виде измерительной камеры, измерительного преобразователя, частотомера, счетчика импульсов, исполнительного механизма, камеры постоянного давления; камеры для анализируемого вещества и двухходового крана, при этом измерительный преобразователь содержит золотниковый эле-. мент, к выходу которого подключена измерительная камера и через преобразователь давления — триггер с .раздельными входами, а выход триггера соединен с входами частотомера, счетчика импульсов и исполнительного механизма золотникового элемента, причем входы золотникового элемента соединены друг с другом через двухходовой кран, а один из них подключен к преобразователю давления, выполненному в виде дифференциального манометра, и к источнику постоянного дав ления, а другой вход — к камере для анализируемого вещества 31 ).

Недостатком известного устройства является невозможность регулирования диапазона измерений.

Цель изобретения — обеспечение регулирования диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит сильфонный блок, состоящий,из двух сильфонов, точный пневматический повторитель, пружину, два пятимембранных сумматора, задатчик давления и вторичный прибор, при этом к одному нз сильфонов подключена измерительная камера и одна из положительных камер первого пятимембранного сумматора, в другой сильфон помещена пружина и дном является мебрана точного пневматического повторителя, выход которого подключен в одну из положительных камер второго пятимембранного сумматора, другая положительная камера которого соединена с атмосферой, одна отрицательная камера второго пятимембранного сумматора соеди-

ЗО иена с его выходом и входом вторич1004884 ного прибора, а другая подключена к входу первого сильфона, к выходу первого пятимембранного сумматора и к одной иэ его отрицательных камер, причем другая отрицательная камера этого сумматора соединена с атмосферой, а другая положительная камера соединена с задатчиком давления.

На чертеже Приведена принципиальная схема устройства. 10 устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов состоит из эолотниконого элемента 1, к каналу 2 которого присоединена,камера 3 постоянного давления и вход

4 крана 5. Вход 6 крана 5 пЬдключен к к штуцеру камеры 7 и к нходу 8 золотникового элемента 1. К входу 9 золотниконого элемента 1 подключена измерительная камера 10 и вход 11 дидифференциального преобразователя 12 20 давления, вход 13 которого подключен к камере 3 постоянного давления.:Выходы преобразователя 12 давления под-, ключены к соответствующим входами TPHI гера 14 с,раздельными входами. Вы- 25 ход триггера 14 присоединен к входу частотомера 15 и к счетчику импульсон 16, а также соединен с входом испблнительного механизма 17 золотникового элемента 1. Канал 18 золот- З0 ника 19 соединяет канал 9 с каналом

2 или 8. Устройство дополнительно содержит сильфонный блок, состоящий иэ двух сильфонов 20 и 21, точный пневматический повторитель 22, пружину 23, два пятимембранных сумматора 24 и 25, эадатчик 26 давления и вторичный прибор 27, например манометр, Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газон 40 работает следующим образом.

Рассмотри принцип действия устройстна, работающего, например, в режиме измерения параметров газовыделений из жидкости, при подаче на ее по-45 нерхность разрежения. В начальный момент времени канал 8 золотникового элемента 1 соединен через нход 9 с измерительной камерой 10 и с входом

11 преобразователя 12 давления. Га- 50 зоныделения в начальный момент отсутствуют. Поворотом крана 5 кратковременно сообщают вход 8 золотникового элемента 1 с камерой 3 постоянного давления, производя тем самым подачу в камеру 7 с анализируемой жидкостью давления, при котором необходимо пронести измерения. После создания над поверхностью жидкости разрежения требуемого уровня, кран

5 переводят в. положение, при котором ® каналы 2 и 8 отсоединяются друг от друга. Начинается процесс газовыделений.

При выделении газон из жидкости разрежение н си теме уменьшается. На 5 входы преобразователя 12 давления, выполненного в виде дифференциально. го манометра, поступает разность дав лений 1Р, абсолютная величина которого растет с увеличением количест ва выделившихся газов. Как только 0Р на входе преобразователя 12 давлений достигнет некоторого максимального значения, определяемого настройкой преобразователя 12, на выходе преобразователя 12 появляется сигнал, переводящий триггер 14 в состояние а

I единичным выходом. Этот сигнал поступает на вход исполнительного механизма 1,7, который при этом перемещает золотник 19, соединяя канал 2 с каналом 9. Происходит разгрузка ка)меры 10 и сильфона. 20 в камеру 3 постоянного давления, т. е. происходит заряд камеры 10 и сильфона 20 до начального давления, а вместе с этим и выброс выделившихся газов.

После того, как н камере 10 и силь фоне 20 давление достигнет заданного значения, определяемого настройкой. преобразователя 12, триггер 14 срабатывает. На его выходе появляется сигнал нулевого уровня, которым эолотниковый:элемент переводится s начальное состояние, т ° е. камера 7 соединяется с камерой 10 и сильфоном

20 через каналы 8, 18 и 8. Вновь начинается процесс заполнения камеры 10 и сильфона 20 выделившимися газами. Процесс заполнения происходит аналогично рассмотренному.

Регулирование диапазона измерения в устройстве происходит следующим образом. Давления Р2е, Р22, Р 4р Р2

Р Ь, действующие в соответствующих элементах устройства, определяются следующим образом;

24

Рi5 Р22 Р24

22 Й4+ Хэ

2э= каэй

V2„= К1 е где P - давление, воздействующее на мембрану точного повторителя 22, возникающее за счет растяжения пружины 23;

К2 — жесткость пружины 23р величина деформации пружины 231

V2p — объем внутренней полости сильфона 20>

К20 — коэффициент пропорциональ. ности, Иэ уравнений (1) следует

Ч20--Х- Р (2)

20 Кэ

Таким образом, величина давления

Р пропорциональна величине внутреннего объема сильфона 20.

1004884

Связь между величинами Y u P имеет вид 2Ь

ЦО "2Отак (Р

2Ь Rlclw

roe Ч20?,кт,? - максимальное значение внутреннего объема сильфона 20;

2Ьюат - значение давления задатчика 26, необходимое для мак- 1О симального сжатия сильфона

20, зависит от упругости сильфона 20 и жесткости пружины 23.

Изменение объема скльфона 20 происходит с помощью эадатчика 26 давления и может быть осуществлено автоматически. О величине обьема сильфо- на 20. судят по показанкям вторичного прибора 27.

О скорости газовыделений % в уст. устройстве судят по частоте переключений триггера 14, которая измеряет- . ся частотомером 15 и связана со скоростью гаэовыделений зависимостью Й = — w, (4) ьРЧ

RT где ЬРР -PZ - зона нечувствительности дкфференцнального преобразователя

12;(Р.т)- верхнкй предел.срабатътвания преобразователя 12 давлений, P2 - нижний предел срабатывания преобразователя 12 давлений, являющийся заданным давлением, при котором проиэво- 40 дится измерение;

Ч вЂ” объем камеры 10 и силь фона 20;— газовая постоянная;

Т - температура газа. 45

Количество выделившихся газов 6 связано с количеством импульсов l4 поступивших на счетчик импульсов 16, соотношением вида

Информация об измеряемых парамет рах на выходе устройства представляется в виде последовательности прямоугольных импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости гаэовыделеяий, а количество импульсов пропорционально количеству выделившегося газа.

Для исключения влияния изменения температуры на показания измери.тельного устройства камеры 3, 7, 10 и сильфон 20, эолотниковый элемент и соединительные трубки помещаются в термостат (на чертеже не показан).

Формула изобретения

Устройство для определения скорости и объема. выделяющихся газов по авт. св. М 838574, о т л и ч а ю-. щ е е с я тем, что, с целью обес" печения регулирования диапазона из- . мерений, оно снабжено сильфонным блбком, пневматическим повторителем, двумя пятимембранными сумматорами, задатчиком давления и вторичным при-, бором, при этом сильфонный блок вы-: полнен в виде двух имеющих общее не", подвижное основание сильфонов, причем торец первого из них подпружинен и связан с рабочей камерой пневматического повторителя, второй сильфон соединен с измерительной камерой и одной из положительных камер первого пятимембранного сумматора, а выход пневматического повторителя подключен к одной из положительных камер второго пятимембранного сумматора, другая положительная камера которогб .соединена с атмосФерой, одна отрица тельная камера второго пятимембранного сумматора соединена с его выходом и входом вторичного прибора, а другая подключена к входу первого . .сильфона, к выходу первого пятимембранного сумматора и к одной из егь .отрицательных камер, причем другая ,отрицательная камера этого суйматорй соединена с атмосферой,-а другая положительная камера соединена с задатчиком давления.

Источники информации, принятые во внимание при эксперткзе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 838574, кл. G 01 Р 5/00, 1979 (прототип).

1004884

Составитель Е. Сыс

Редактор М. Бандура Техред С.Мигунова

Корректор В, Бутяга

Заказ 1874/56 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4