Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов

 

Изобретение может использоваться для исследования или автоматического контроля процессов газовыделенин в лабораторных и производственных условиях и позволит расширить функциональные возможности устройства . Для этого счетная схема 20, схема 21 преобразования, блок 22 сумматоров формируют стандартный аналоговый пневматический сигнал вых пропорциональный количеству выделившегося газа из забранной среды Р емкости 13, который запомнится в ячейке 23 памяти. Блок 14 управления открьшает клапан 15 и соединяет с помощью клапана 16 емкость 13 с источником 18 давления, в котором -поддерживается постоянное давление выше атмосферного. Под действием разности давлений жидкость § (Л О5 со ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19! (11) 151) 4 G 01 Р 5/00

i ®СН (рг »

OllNCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (61) ) О ) 3859 (21) 3729745/24-!О (22) 2),04 ° 84 (46) 07.03.86.Бюл. М - 9 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) В.И.Бодров, Т.Я.Лазарева, М.М.Мордасов, А.В.Подольский, А.В.Трофимов и В.Н.Шамкин (53) 532.574(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 )013859, кл. G 0) P 5/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СКОРОСТИ И ОБЪЕМА ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ГАЗОВ (57) Изобретение может использоваться для исследования или автоматического контроля процессов гаэовыделений в лабораторных и производственных условиях и позволит расширить функциональные возможности устрой— ства. Для этого счетная схема 20, схема 21 преобразования, блок 22 сумматоров формируют стандартный аналоговый пневматический сигнал

08,„, пропорциональный количеству выделившегося газа из забранной среды в емкости 13, который запомнится в ячейке 23 памяти. Блок )4 управления открывает клапан 15 и соединяет с помощью клапана 16 емкость

13 с источником 18 давления, в котором -поддерживается постоянное давление выше атмосферного. Под действием разности давлений жидкость вытесняет я из емкости 13 в емкость

l9. Блок 14 соединяет емкость !3 со

12 1673!

< бсрник и 7. 1<р<><п к«и«1!«и< ии<

«<ялкап(тьк! Рмкс< т

h 1013859.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг ° 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг ° 2 принципиальная схема построения счетной схемы, схемы преобразования, блока сумматоров и ячейки памяти, Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов включает канал 1 эолотникового элемента 2, к каналу 3 которого подключена измерительная камера 4 и преобразователь 5 давления, выходы которого подключены к входам триггера

6 с раздельными входами. Выход триггера 6 присоединен к частотомеру 7 и счетчику 8 импульсов, а также соединен с входом исполнительного механизма 9 золотникового элемента 2.

Исполнительный механизм 9 механически связан с золотником 10. Канал !1 элемента 2 с помощью канала 12 соединяется с каналом 3. Верхний штуцер 13 емкости соединен с каналом 1.

Блок 14 управления соединен с двухходовым клапаном 15 и трехходовым клапаном )6. Сборник 17 соединен с преобразователем 5, каналом l! и через трехходовый клапан 16 как с источником 18 давления, так и с верхним штуцером 13 емкости, нижний штуцер которой помещен в емкость 19 с неоднородной средой. Выход триггера

6 также соединен с входом счетной схемы 20, выход которой через схему

21 преобразования, блок 22 сумматоров соединен с входом ячейки 23 памяти. в

Счетная схема 20 построена на последовательно соединенных пневматических триггерах 24-28 со счетным входом.

Схема 21 преобразования построена на пяти узлах, каждый иэ которых вклк<чает задатчик и переключатель.

Количество узлов определяется количеством триггеров счетной схемы 20. !

О Выходы задатчиков 29-33 соединены с. соплами соответствующих трехмембранных реле 34-38, управляющие камеры которых соединены с выходами соответствующих триггеров счетной !

5 схемы 20.

Блок 22 сумматоров построен на последовательно соединенных сумматорах, количество которых определяется числом триггеров счетной схе—

20 мы 20 и числом входов сумматоров.

В качестве сумматоров возможно испсльзование пятимембранных элементов 39-42 сравнения.

25 Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени в ем— кости 13 нет среды, в камере 4 минимальное давление, равное давлению в сборнике 17, показания частотомера 7 и счетчика 8 импульсов равны нулю, триггеры 24-28 счетной схемы 20 на— ходятся в нулевом состоянии, дав— ление ц„ на выходе ячейки 23 памя— ь«< ти равно 0,02 МПа, золстниковый элемент 2 занимает положение, при котором канал 1 через канал 12 в золотнике 10 соединен с каналом 3. На выходе преобразователя 5 давления, соответствующем минимальному значению входного давления, будет сигнал единичного уровня. Этот сигнал, пос— тупая на один из входов триггера 6, вызывает появление на его выходе единичного сигнала, который воздействует на исполнительный меха— низм 9, заставляя тем самым удерживать золотник 10 в положении, при!

21бi735

Т вЂ” абсолютная температура газа.

0 количестве выделившихся газов

8 визуально судят по количеству им5 пульсов N, поступивших на счетчик

8 (число срабатываний триггера 6).

Количество выделившегося газа связано с количеством импульсов следующей зависимостью О Ь-Р,Е ч

RT

При приходе первого импульса P =1

6 триггер 24 изменяет свое состояние.

Па выходе счетной схемы 20 будет

1 следующая комбинация 000001. Под дей— ствием сигнала P =1 мембранный блок реле 34 опускается вниз и давление Р с задатчика 29 проходит на вход элемента 39, на выходе которого

20 формируется давление Р = Р э. Этот сигнал, пройдя элементы 40-42 поступает на ячейку 23 памяти.

Второй импульс Р< =1 формирует на выходе счетной схемы выходной сигнал

00010. Сигнал Р =1 опускает мембранный блок реле 35 вниз и давление поступает на вход элемента 39, на выходе которого формируется сигнал Р з = Р, . Этот сигнал, пройдя эле30 менты 40-42, поступает на вход ячейки

23 памяти. При приходе последующих импульсов Р =1 схема работает аналогично.

Количество триггеров со счетным входом счетной схемы выбирается из соотношения и-2, и-t

Я с c. Я

1 =0 1=0 ственно; объем измерительной камеры 4; универсальная газовая постоянная; котором через каналы 1 и 3 емкость

13 соединена с камерой

Блок 14 управления открывает двух ходовой клапан 15 и с помощью двухходового клапана !6 соединяет емкость 13 со сборником 17, в котором поддерживается давление постоянной величины ниже атмосферного ° Под действием разности давлений над жидкостью, находящейся в открытой емкости 19, заданная порция жидкости поступает в емкость 13. Блок 14 управления посредством клапанов 15 и

16 отсоединяет емкость 13 от емкос— тей 19 и 17. Базы от источника из емкости 13 (из зоны реакции) поступают через каналы 1 и 3 в камеру 4, вызывая рост давления в последней.

Как только давление в камере 4 достигает некоторого максимального значения, определяемого настройкой преобразователя 5 давления, на выходе преобразователя 5 появляется сигнал, переводящий триггер 6 в состояние с нулевым выходом. Этот сигнал поступает на вход исполнитель ного механизма 9, который при этом перемещает золотник 10, соединяя канал ll с каналом 3. Происходит разгрузка камеры 4 в сборник 17;

После того, как в камере 4 давление достигает минимального значения на выходе преобразователя 5 появляется сигнал единичного уровня, который переводит триггер 6 в единичное состояние ° Исполнительный механизм

9 перемещает золотник 10 так., что емкость 13 через каналы 1, !2 и 3 соединяется с камерой 4. Вновь на-. чинается процесс заполнения камеры

4 выделяющимися газами.

0 скорости газовыделения М ви- зуально судят по частоте М переключений триггера 6, которая измеряется частотомером 7 и связана со скоростью газовыделения следующей за.висимостью ("е "г) V

RT ) где Р,, P — максимальный и минимальный пределы срабатывания преобразователя 5 давления соответгде n — количество триггеров со счет40 ным входом счетной схемы;

m — максимально возможное число циклов накопление — опустошение измерительной камеры.

В общем случае величины давлений

45 которые должны быть выставлены на задатчиках схемы преобразования, определяются иэ следующего выражения где j=l,2,..., n.

Таким образом, с помощью счетной схемы 20, схемы 21 преобразования, блока 22 сумматоров формируету ся стандартный аналоговый пневматический сигнал Р „,„, пропорциональный количеству выделившегося газа из забранной дозы среды в емкости 13.

) 2 ) б 7 3 з

После окончания измерения блок

14 управления сигналов Р, =1 поднимает мембранный блок ячейки 23 памяти вверх и давление ), пропорпиональнае количеству вьделинщегося газа, проходит на вход устройства.

Сигнал Р, =-1 также переводят триггеры 24 28 н исходное нулевое состояние, т. е. 2,! = Р» = Р»6 =-127 = Г28 =0 °

2Ф 2 26 27

Поэтому под действием подпора мембранные блоки реле 34-38 поднимутся вверх и на выходе этих реле давление станет равным нулю, т.е. 3 -!

=Р =P =0 . Тогда на выходе эле36 37 38 ментов 39 — 42 также давления будут равны нулю, т. е. Р „= Р, = Р, = Р,, = )

Счетная схема 20, схема 21 преобразования, блок 22 сумматоров возвратятся в исходное состояние, а в ячейке 27 памяти запомнится аналоговый пневматический сигнал

Зятем блок 14 управления открывает клапан 15 и соединяет с помощью клапана 16 емкость 13 с ис— точняком 18 давления, в котором поддерживается постоянное давление выи!е атмосферного, Под действием разНосУВ давлений жидкость вытесняется из емкости 13 в емкость 19. Далее блок 14 управления с помощью клапана 16 соединяет емкость 13 со сборникам 17. Вновь происходит заполнение жидкостью емкости 13. Следующl!Й ц1!кл и эмР )) Р llllя !!р (г! екав "= !!я лаги !но.

Ф о р с

Ус.т м у л а и з о б р е т е н и я ройство для определения ско— и объема выделяю!яихся газон .св.)1= )0)3859, о т л и ч а юс я тем, что, с целью расщифункдиональных возможностей, рости по авт щ е е рения в него дополнительно введены последовательно соединенные счетная схе— ма на пневмотриггерах со счетным входом, схема преобразования, выпалченная на трехмембранных реле, снабженных задатчиками, блок сумматоров, выполненных на последователь— но соединенных пятимембранных элементах сравнения, и ячейка памяти, причем выход триггера с разде:.1ьны с камерами управления саответст— вующих трехмембранных реле схемы преобразования, нижние ссплоные камеры реле соединены с атмосферой верхние сопла реле соединены с задатчиками, выходы реле — с плюсовыми камерами соответствующих пятимембранных элементов сравнения блака сумматоров ными входами соединен с входом счет— ной схемы, блок управления соединен с входом управления ячейки памяти и четной схемы, при этом выходы

25 триггеров с счетным входом соедине—.Составитель Г. Белоусов

Редактор Г.Волкова Техред О.Ващишина Корректор H ° Зрдейи

Заказ 1010/56 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.1ициал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4