Концентратомер жидких сред

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЗЬ1). 5 01 М 9/36

1 !, т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО,ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21)i 3427165/18-25 (22) 13.04.82 (46) 23.03.84.- Бюл. Р 11 (72) А.С. Айрапетян, В.С. Багдасарян, В.Г. Скрипченко, С.В. Багдасарян

С.P. Айрапетян

71) Государственный научно-исследовательский институт автоматизации производственных процессов химической промышленности и цветной металлургии (53) 543.13(088.8) (56) 1. Патент США Р 3885930, кл. 56-196, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 498532, кл.(j 01 К 9/36, 1974.

3. Концентратомер слабой азотной кислоты пневматический КП-1М.

Инструкция по эксплуатации. Кировакан. ИЭ, 1978 (прототип) . (54) (57) 1. КОНЦЕНТРАТОМЕР ЖИДКИХ

СРЕД, содержащий входной штуцер, проточный сосуд с постоянным уровнем слива, в котором установлены приемная трубка, датчик температуры и пьезоэлектрическая трубка, функциональный блок, входы которого соединены с датчиком температуры, пьезоэлектрической трубкой и линией питания воздухом, а выход — с показывающим прибором, дегазатор испы„„Я(.)„„1081470 А туемой среды, о т л и ч а ю щ и уГ- с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем улучшения степени дегазации испытуемой среды, дегазатор установлен между входным штуцером и приемной трубкой и выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, один из которых, внутренний, снабжен цилиндрической втулкой, снабженной спиральнйми канавками на ее боковой поверхности для прохода испытуемой среды, и отверстиями для прохода жидкости и гаэа, расположенными в нижней боковой стенке внутреннего цилиндра под углом 45-60с по направлению движения испытуемой среды, причем расстояние от первого отверстия внутреннего цилиндра по ходу жидкости до его входного торца не менее 0,3 диаметра приемной трубки, а сумма их площадей не менее чем в

10 раз больше суммы площадей сечения спиральных канавок.

2. Концентратомер по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что отношение диаметра внешнего цилиндра к диаметру приемной трубки равно

1,0.-1,5, расстояние от выходного торца внешнего цилиндра до внутренней стенки приемной трубки не более 0,25 диаметра приемной трубки.

Изобретение относится к приборам для измерения концентрации жидких сред, имеющих нелинейную зависимость между концентрацией, плотностью и температурой и содержащих в своем составе газовую фазу, т.е. загаэи- 5 рованных жидких сред.

Известно устройство для измерения физико-химических характеристик загазированных жидких сред, в котором анализируемая среда непрерывно проходит через дегазатор,освобождаясь от газа, и дальше поступает на измеритель физико-химических характеристик любого типа р,1 .

Однако устройство не обеспечивает возможность измерения с достаточной точностью концентрации эагазированных растворов.

Известен также концентратомер, содержащий проточный сосуд с постоянным уровнем слива, сильфонный поплавок, соединенный с системой соплозаслонка, пьезометрическую трубку, одним концом укрепленную на нижней части поплавка, а другим через гибкий шланг, сообщенный с пневмопреобразователем, и через дроссель соединенную с источником питания термически закрытого баллона, укрепленного внутри проточного сосуда, причем, поплавок разделен на две герметичные камеры, одна иэ которых, нижняя, заполнена раствором с кон.центрацией, превышающей максимально замеряемую концентрацию, а другая верхняя, заполнена раствором с кон- 35 центрацией, меньшей минимально замеряемой, при этом верхняя камера ,через гибкий шланг сообщена с баллоном через трубку, погруженную в раствор той же концентрации, что Щ и в верхней камере, а с помощью пневмотрубки баллон соединен с входом усилительного звена сопло-заслонки 2 g.

Недостатком данного концентрато- мера является низкая точность измерения при широком диапазоне измеряемых концентраций.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является

50 концентратомер, содержащий входной штуцер, проточный сосуд с постоянным уровнем слива, в котором установлены приемная трубка, датчик температуры и:пьезометрическая труб-— ка, функциональный блок, входы которого соединены с датчиком температуры, пьезометрической трубкой и линией питания воздухом, а выход— с показывающим прибором, дегазатор испытуемой среды P ÇJ 60

Недостатком известного концентратора является недостаточная точность измерения концентрации, обусловленная неполнотой дегазации анализируемой среды, что непосредственно влияет65 на измеряемое значение плотности, а следовательно, приводит к искажению выходных показаний в целом.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем улучшения степени дегазации испытуемой среды.

Укаэанная цель достигается тем, что в концентратомере, содержащем входной штуцер, проточный сосуд с постоянным уровнем слива, в котором установлены приемная трубка, датчик температуры и пьезоэлектрическая трубка, функциональный блок, входы которого соединены с датчиком тем- пературы, пьезоэлектрической. трубкой и линией питания воздухом, а выход — с показывающим прибором, дегазатор испытуемой среды, дегазатор установлен между входным штуцером и приемной трубкой и выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, один иэ которых, внутренний, снабжен цилиндрической втулкой, снабженной спиральными канавками на ее боковой поверхности для прохода испытуемой среды, и отверстиями для прохода жидкости и газа, расположенными в нижней боковой стенке внутреннего цилиндра под углом 45-60 по направлению движения испытуемой среды, причем расстояние от первого отверстия внутреннего цилиндра по ходу жидкости до его входного торца не менее

0,3 диаметра приемной трубки, а сумка их площадей не менее чем в

10 раэ больше суммы площадей сечения спиральных канавок.

Кроме того, отношение диаметра внешнего цилиндра к диаметру приемной трубки равно 1,0-1,5, расстояние от выходного торца внешнего цилиндра до внутренней стенки приемной трубки не более 0,.25 диаметра приемной трубки.

Увеличение степени дегаэации анализируемой жидкости непосредственно в измерительном блоке концентратог мера, достигаемое предлагаемой конструкцией, сводит к минимуму ошибку измеряемой плотности контролируемого продукта, что позволяет .повысить точность работы концентратомера в целом. Благодаря этому повышается надежность и расширяется область применения концентратомера в замкнутых системах автоматического регулирования и управления технологическими процессами производств.

На фиг. 1 изображена структурная схема концентратомера на фиг. 2 конструкция дегаэатора жидкости, встроенного в измерительный блок концентратомера.

Концентратомер имеет входной штуцер 1, проточный сосуд 2 с постоянным уровнем слива, в котором установ1081470 лены приемная трубка 3, датчик 4 температуры и пьезоэлектрическая трубка 5. В верхней части приемной

:трубы 2 имеется отверстие 6 для вы хода газа в сливную емкость 7. В нижней части сливной емкости 7 ус- 5 тановлена сливная труба 8, а в верхней — гаэоотводная трубка 9.

Датчик ф температуры и пьезоэлектрическая трубка 5 соединены сеооот ветствующими входами функциональ- !О ного блока 10, к которому также подключена линия питания воздухом,,а выход его - с вторичным прибором.

Между входным штуцером 1 и прием;ной трубкой 3 установлен дегазатор

11 анализируемой жидкости, выполнен- ный в виде двух коаксиально расположенных цилиндров 12 и 13, один ;из которых, внутренний цилиндр 12, снабжен цилиндрической втулкой 14, снабженной спиральными канавками 15.

Спиральные канавки 15, нарезанные на втулке 14 под углом . 45о, образуют входные 16 и выходные 17 отверстия. В нижней боковой стенке внутреннего цилиндра 12 имеются ряд отверстий 18, расположенных под углом 45-60 по направлению движения анализируемой среды. Причем расстояние от первого отверстия внутреннего цилиндра по ходу жидкости до его входного торца не менее.0,3 диаметра приемной трубки, а сумма их площадей не менее чем в 10 раэ больше суммы площадей сечения спиральных канавок, расстояние от вы- З5 ходного торца внешнего цилиндра до внутренней стенки приемной трубки не более 0,25 диаметра приемной трубки )),.

Концентратомер работает следую- . 4{) щим образом.

Анализируемая жидкость с растворенными в нем газами через входной штуцер 1 непрерывно. подается во внутренний цилиндр 12 дегазатора 11 45 жидкости и через.входные отверстия

16 попадает в каналы, образованные внутренней поверхностью цилиндра

12 и спиральными канавками 15 цилиндрической втулки 14. Далее общий поток анализируемой жидкости делится на несколько отдельных струек, которые, проходя по спиральным каналам внутреннего цилиндра 12, приобретают устойчивое вращательное. движение. После этого струйки анализируемой жидкости, выходя из выходов 17 спиральных каналов, под действием центробежных сил, как более тяжелые, оттесняются к периферии, т.е. к внутренней стенке ци- 6О линдра 12. Продолжая вращение, часть жидкости разбивается в брызги отверстиями 18, вылетая через эти отверстия, а другая часть разбивается о внутреннюю стенку приемной 65:, трубки 3. При этом оставшийся в жидкости гаэ освобождается и через отверстие 6 приемной трубки 3, сливную емкость 7 и гаэоотводную трубку 9 отводится в атмосферу. К нему же присоединяется часть газа, скапливающаяся в цилиндре 12, а дегазированная жидкость собирающаяся в нижней части цилиндра 13, сливается в приемную трубку 3 и поступает .в проточннй сосуд 2. Далее жидкость сливается в емкость 7 и через трубу 8 выводится иа дренаж. .К функциональному блоку 10 подают воздух питания и в соответствии с принципом работы концентратомера, основанном на непрерывном измерении плотности и температуры анализируемой жидкости, значения которых в виде пневматических сигналов подают в вычислительное устройство, формируется сигнал, пропорциональный концентрации раствора.

На выходе концентратомера формируется пневматический сигнал, равный

S Ix= t Р "2Р

P8„„ a3Pð аЮ где а1, а, о>, а - постоянные коэффициенты. формулы (1.1 и t:2) выражают функциональную зависимость между концентрацией анализируемой жидкости ее плотностью и температуУравнение (1 ) справедливо при

Р -ф + а уравнение (2 ) — при

Р c:Рр

Между значениями величин Pbblx

Рр, и Р концентрацией установлена зависимость мин

Р,„М,2+ „О,S, (3 } макс мин Мин

Мин

Умакс Оми и

Ф -1 макс мин где KAidrke, Юц н — максимальное и минимальное значения конструкции анализируемой жид.кости; у р — максимальное и миМаКС Мин нимальное значения плотности мыс t мии — MBKcHMBJIb НоЕ нимальное значения температуры анализируемой жидкбсти.

Использование предлагаемой констукции дегазатора обеспечивает максиI льное выделенил растворенного

1081470 газа за счет закручивания потока анализируемой жидкости и его разбиения. Соблюдение указанных соотношений между диаметром внешнего цилиндра и приемной трубки, плошадями сечений каналов и отверстий для прохода жидкости и расстояния от отверстия до торца цилиндрической втулки исключает повторное смешивание выделенного газа с жидкостью.

Использование предлагаемого концентратора позволяет расширить область применения .и надежность замкнутых систем автоматического регулирования и управления технологическими процессами..

1081470

Тираж 823 Подписное

BHitHtIli Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1537/36

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

Составитель В.Воцанкин

Редактор В.Данко Техред С.Мигунова: Корректор М.Шароши