Пневматический течеискатель
Изобретение относится к ис |Ь тания на герметичность, а именно к ноиску мест утечки газов и наров из работаю- Hiero оборудования во взрывоо11асн)х номе- Н1.ениях. Цель изобретения -- упрощениеконструкции течеискателя путем упрощения вы11о;1нения узла измерения, а также нон1 ) точности 1 змерения утечек нч тем компенсации тс.мис 1атурны. ко. К баний. Пневматический течсискате. Из содержит носледовате,чьно соединенные Hiyn, узе;1 измекмп1я, струТшы чувствительный элемент, ре- |-улятор давления и узел формирования |)азрежения. Узе,1 измере 11ия выполнен в виде многойреде,1ьпого ступенчатого разбавите,:1я (.1СР). Анализируемый газ разбавляют в до требуемого предела, добиваясь иояв, 1ения ,ia рассог. шсонания с э,:|емепта сравнен11Я, который поступает на индикатор через пороговое реле. Селектор, BK,iiO4aioiHHii пневмоповторитель и пневмосопротив.чение. обеспечивает выбор области рабочи.х давлений, при которых ири изменении темнерату;)ы величина выходного си1Л1а ( (Л 1чЭ 4 СО со СУ5
А1 (;„; 4 С(01 Ч 3, 26
»-ф
4.= -. =
" с СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3742332/25-28 (22) 21.05.84 (46) 07.08.86. Бюл. ¹ 29 (72) >Ч. В. Вялко, В. В. ГолубсВ, В. 10. Рыжнев, (е. К. Симоновский и 1-(. Ф. Хо(е(ь (53) 620.165.29. (088.8) (56) Авторское свилетсльство СС(Р № 1193480, кл. С) 01 М 3/26, 1983. (54) П1-)ЕВМЛТИЧЕСКИЙ ТЕЧЕИСКАТЕЛЬ (57 ) Изобрстс н ис OTf foe HTc5I K ис>н>!.1 внии « н а Г (. р,,! с т и ч }! 0 с т ь, а и м е н н 0 к l I o H (I(b мест утечки газов и паров и3 работаю}пего обору;еования Во B3phIBooflHCIIB(x пом(и(синях. Цель изооретения — упро(е(снис конструк((ни течеискателя пут(я упронп ния
Выно I f1(. Иия > Зла измерения, и так>кс Ifo„.,SU„„1249360
В! >1! !! (! 1 И Е T 0 I (I O C Г H I i 3»10 P (1! И Я М Т(. Ч (. К и < Т(» М
f(0. >I IIO }(OH I(H H i С>! HO Ра Т > P H hi КО 1(>ОВ !Н! И.
П }f(ff. íати ч(BH и Г(>ч H(!.а те. i h сОзср ж ит 110(:ле (0BBTcльно сослинснныс (пуп, узел изме1) о 11 ! я, (. т 1) ",! I I! ы 1 >1 м в с т B и т (, 1 ь!! h I и э л (< м (> I т, p (—
I >, 1 Я ТОР,;Еа Н, 1(Oil H5! H УЗЕ, фОР МИ РОВ <1 }1И и раз()ожс}1 и я ..> зс,} и>.)мерси и я Вы по, (нен в Ви,(с многопрс:(сльного стуlfpff IIO5,BËÑÍlf5I CHI liHj B РаССОГЛВСOВВНИЯ С ВЛС)l (flТа (pB BI!Off H 51, !.ОТОрЫЙ пО(Т \ пас1 ни H lfли катор через пороговое реле. Селектор, Bк, ИО If!foil(If H п н(вм Оновто})итс,l ь H п не вм Осопр(? Гивлс}!>1(, (ки спс IHh I l j l H ГС М ! С Р <1 Т М П }>1 Н С, Н} 1 И }1<1 I3 E>I X O + } l (? I O С И Г Н а,lB !IO ИЗ)1(>ч!Я(.Т(H. 1 3. .Il. ф- ihi, 2 и,(..! 249360 Изобретение относится к Heft»ITB.feльной технике и может применяться для поиска мест утечки газов и паров из работающего технологического оборудования во взрывоопасных помещениях. Цель изобретения — упрощение конструкции течеискателя, а также повып«ения точности измерения утечек путем:<Омпепсации температурных колебаний. На фиг. изображсна структурная схема течеискателя; на фиг. 2 — — график характеристик чувствительного элемента и автоматического селектора. Пневматический течеиска.гель содержит щуп 1, узел 2 измерения, последовательно соединенные струйный чувствительный элемент 3, регулятор 4 давления и узел 5 формирования разрежения, второй вхоl которого соединен с вторым выходом струйного чувствительного элемента 3. Тсчеис катс ль также содержит последовательно соединенные реле 6, элемент 7 сра внеlflIH, Ilopol овое реле 8 и индикатор 9, а вход реле 6 и второй вход элем f{T>f 7 сравнения соединены с выходо vl струйного чувствительного элемента 3. Второй вход рслс 6 соединен с пневмокнопкой 10, d Ii выходу элемента 7 сравнения подключен маис>метр 11. Узел 5 формирования разреiKcslf«sf cocтоит из усилителя 12 мощности и инжектора 13. На входе узла 5 форм ирс«3ания разрежения установлен отсечной клапан !4. Узел 2 измерения выполнен в виде многопредельного ступенчатого разбавителя, вход которого соединен со щупом 1, и выC BXOjlOM CTPVHHOI vl v В TI3HT(If>HOI O элемента 3 и состоит из узла 15 коммутации (например, многоходовой кран), пнев моту м б;«еров 16 и пневмосоп роти влени и 17, соединенных параллельно, входы которых СОЕДИНЕНЫ В ВЫХОДОМ Э>КЕКЦИОН{«ОГО СМЕСИтеля !8 первой ступени, а выходы — с входом эжекционного смесителя 19 второй ступени, согласующего пневморслс 20. pac!:оложенног0 на входе в эжек,HO!Ilfbtlf смеситель 18 первой ступени, н регулято..)а 21 давления питания эжекционных <.мссителей l8 и 19. Селектор 22 имеет пневмоповторитель 23 и пневмосог«ротивление 24, полости пневмоповторителя 23 соединены с вторым ьыходом струйного чувствительного элемента 3, а одна из его полостей соединена с ВхОдом пневмосопротивления . )4 и вторым входом регулятора 4 давления. Пневматический течеискатель работает следующим образом. Пневмокнопкой 10 устройство IfpHi30;«Hòcsf в режим «Подстройка». Сигнал «!» с IIII(13)IOкнопки 10 открывает г feBvofÄff1»BHI f и отсечной клапан 14. IlpH этом начинает нарастать разрежение в баллоне чувствительного элемента 3 до тех пор, пока оно не сравняется с заданием па регуляторе 4 давления. Узел 15 коммутации в p(>киме (1) (2) 50 2х Р " =. Р" —. (Р>+ Р ), г,«(Р;: — барометрическое лаплени ; Рл l«èffà){H Iåcf(Hé напор; Р дав,«снис в корпусе чуBcTBHTcльно го элс",10 гга 3, а также сслектOJ)B 22 и координатах 55 (Р1 и:,Р „,,которые опре,гсляк>тся из соОСИ1ОШСНИЯ Р = — (Р -- Р ) - (Р .:; (3) «Подстройка» перекрывает вход анализируемого газа через 1цуп 1, и на чувствительный элсме «т 3 подается газ — разо;«витсль с одного из эжскционных смесителей 18 или 19. Bcsf система находится в равновесии. При выкл«очении пневмокнопки 10 происходит запо BHf«BIIHC .«ав tef«Hsf в уэлс 5 формирования разрежения, а также запоминание выходного сигнала с чувствительного элемента 3 на элементе 7 сравнения. После переключения узла 15 коммутации в режим «Поиск» анализируемый газ из щупа 1 непосредственно попадает на чувствительный элемент 3. В этом режиме устройство обладает максимальной чувствитс IBHocTbl0. Появление утечки вызывает изменение состава 1«а входе в чувствительный элемент 3, что привод{«т к изменению выходи«ого сиги fcfà, который усиливается ;1.«dлоговым усилителем, выполненным на 20 э,fc."ëåf{òå 7 сравнения, и подается:1а манометр 1! и через пороговое реле 8 на пневматический индикатор 9, Для коли «ест«{ен«{ой оце1{ки утечки узлом 15 коммутации течеискатель переводится в режим «Утечка», анализируемый газ посту?) пает в узел 2 ()»{OIOBpegeльный ступенчатый разбавитель), где грохо гит через согла . 1, 1011!(.(1 III«BI{ÌOpB.lе 20 на З,кокl«ИОН({ЫИ C. vfCсптсль 18 первой с1упен«{,салее через од1«о из регулируемых пневмосопротивлений !7 и пневмотумблер 16, включаемый в зависимости от требуемого предела разбавления, анализируемый Газ поступает на вторуto сгупень разбавления B эжекциопный смеситсль 19, с которого через узел 15 коммутации попадает B чувствительный элемент 3. Переменные пневмосопротивлсния 17, задаю;цие пороговые расходы I àçà утечки, предварительно настраиваются по устройствам с калиброванными расходами газа. Изменяя ("г(пень разбавления анализируемого газа х": C!«HI«C tfO VIOII«i !0 X 3, lB 15 I(0) f)f (-г 1 ции пнсB÷ëòóìálfåðoB 16, добива«отся появления cHf нала рассогласования с элемента 7 сравнения. который IlpH прев lfflp!IHH давления за1;«ния рслс 8 открывает его, сигнал «!» по,1,.:«- IC51 IIB Hfi+H_#_BTOp . Таким ОбразОх«, ()flpcдсляют величину утечки газов. 45 ()pHB(äñíû также характеристики «х 1«стви гсльного элемента 3 (фиг. 2) в координатах 1Р1 и ЛР ., которые опрсделя«отся из следующих соотно«пений Ð, Р.= — = Р) — — Р;; 1249360 где ЛР..- — величина, задаваемая пневмоповторителем 23 со сдвигом. Кривые 25 и 26 — характеристики чувствительного элемента 3 при температуре 5 и 50 С соответственно на воздухе без подачи утечки. Кривые 27 и 28 — характеристики чувствительного элемента 3 при одной и той же величине утечки технологического газа при температуре 5 и 50 С соответственно, Прямая 29 — характеристика селектора 22. Схема устройства обеспечивает его настройку на рабочую точку 30, лежащую на пересечении характеристик 25 чувствительного элемента 3 и селектора 22 за счет того, что в корпусе чувствительного элемента 3 с помощью узла 5 формирования разрежения и регулятора 4 давления поддерживается давление, равное, давлению задания, т.е. ЛРзал= ЛРеых/ < и Р = ЛРсдв//гд. / где ЛР";/,, — разность барометрического давления и давления в корпусе чувствительного элемента 3 при 5 С. Этой рабочей точке соответствует перепад давлений ЛР и величина выходного сигнала Ap,, = с. При появлении газа утечки меняется плотность и вязкость газа, проходящей через чувствительный элемент 3. При том же значении давления в корпусе чувствительного элемента 3 и неизменной температуре окружаюшей среды рабоча точка чувствительного элемента 3 смещается в точку 32, и выход// ной сигнал достигает величины ЛР .. . Задача снижения до минимума температурной погрешности сводится к тому, чтобы на кривых 26 и 28 выбрать область, где при некотором значении APi, при неизменной величине утечки, но при изменении температуры величина выходного сигнала осталась бы неизменной. Эта задача решается селектором 22, выходное давление которого ЛР.-.. является давлением задания регулятора 4 давлений. С помощью селектора 22, используя нелинейные участки характеристик, достигается равенство выходных сигналов участков 30 — 31, 32 — 33, т. е. сводится к минимуму температурная погрешность. В этом случае при работе течеискателя в условиях различной температуры рабочая точка смещается по прямой 30 32, сдвиг настраивается повторителем 23, а его величина ЛР,. - з/ зз определяется степенью нелинейности кривых и требованием температурного диапазона. Применение изобретения позволяет коли10 чественно определить величину утечки в широком диапазоне, упростить конструкцию течеискателя путем упрощения конструкции узла измерения величины течи, а также повысить точность измерения утечки путем сведения к минимуму температурной погрешности. Формула изобретения 1. Пневматический течеискатель, содержаший щуп, узел измерения, последовательно соединенные струйный чувствительный элемент, регулятор давления и узел формирования разрежения, второй вход которого соединен с вторым выходом струйного чувст25 вительного элемента, и последовательно соединенные реле, элемент сравнения, пороговое реле и индикатор, а вход реле и второй вход элемента сравнения соединены с первым выходом струйного чувствительного элемента; отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, узел измерения выполнен в виде многопредельного ступенчатого разбавителя, вход которого соединен с щупом, а выход с входом струйного чувствительного элемента. 2. Течеискатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения утечек, он снабжен селектором, включаюшим пневмоповторитель и пневмосопротивление, полости пневмоповторителя соединены с вторым выходо струйного чувствительного элемента, а одна из полостей сообщена с входом пневмосопротивления и вторым выходом регулятора давления. ЛР, ЛР, ))P| -Py-Р ,-Оз (иГс, сн 2) (&и) -P. c =, --(л Л Ртц,) =(PP — P„. («Гс/см 2) г оставитс.и, )1 Виллиса Редактор Н. Бобкова I ск 1н д И. Всрп Корр(кто р (1, 11и.!! ис.:.!,;! Заказ 4226/42 Тира к 778 Подниснос ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж--35, Раугнская наб., д. 4)5 Филиал ППП «Г1атент». г Ужгород, ул Проектная, 4
