Устройство для контроля качества сжигания топлива

 

Изобретение относится к термокаталитическим газоанализаторам, которые могут быть использованы для контроля полноты сжигания топлива . Цель изобретения - повышение надежности устройства и точности измерений. Устройство содержит патрубок 1 для забора анализируемой пробы, разветвленный на два канала 2к 3. В канале 2 расположены датчик 6 химического недожога топлива и воздушный эжектор 5, а в канале 3- датчик 8 кислорода и барботер 9 с горючей жидкостью. Барботер 9 имеет входную 10 и выходную 11 ем45 . z;r .I ... 1 JP-VvV /7p(fa .. 8o3dt/x (Л ого 4 CD Ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5.0 4 G 0.1 N 25/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7poda

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3861261/24-25 (22) 01,03.85 (46) 07.08.86.Бюл. Ф 29 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) А.Н.Щербань, В.Г.Семеновский, В.Н.Тарасевич и B.Â.Áàáóøêèí (53) 543.544 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 211004, кл. F 23 N 5/12, 1966 °

Авторское свидетельство СССР

В 402790, кл. G 01 N 25/22, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА

SU, 1249420 А1 (57) Изобретение относится к термокаталитическим газоанализаторам, которые могут быть использованы для контроля полноты сжигания топлива. Цель изобретения — повышение надежности устройства и точности измерений. Устройство содержит патрубок 1 для забора анализируемой пробы, разветвленный на два канала

2 и 3. В канапе 2 расположены датчик

6 химического недожога топлива и воздушный эжектор 5, а в канале

3 — датчик 8 кислорода и барботер

9 с горючей жидкостью. Барботер 9 имеет входную 10 и выходную ll ем)249420 кости, а также две резервные емкости: основную )2 и вспомогательную 13, которые своими основаниями расположены на высоте верхнего уровня жидкости во входной 10 и выходной 1) емкостях и сообщаются с выходной емкостью 11 посредством выполненных у основания отверстия 16 и 17, причем вспомогательная резервная емкость 13 сообщается на верхнем уров не жидкости в барботере 9, а основная резервная емкость )2 — на средФ

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к термокаталитическим гаэоанадизаторам, которые могут быть использованы для контроля полноты сжигания топлива путем определения химического недожога топлива и избыточного кислорода в продуктах горения.

Цель изобретения — повышение надежности устройства и точности измерений.

На фиг.l представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2 положение горючей жидкости в барботере в начале работы; на фиг.3— положение жидкости в барботере в момент включения в работу горючего иэ нижней резервной емкости барботера.

Устройство (фиг.)) содержит пат. рубок 1 для забора анализируемой пробы продуктов горения. Патрубок разветвляется на два канала 2 и 3.

К каналу 2 подключены заслонки 4, воздушный эжектор 5 и датчик 6 химического недожога топлива. Воздуш-. ный эжектор 5 связан при помощи всасывающего патрубка с атмосферой, а его расширяющееся сопло направлено в стороку датчика 6.

Датчик 6 химического недожога снабжен. измерительным и компенсационжм элементами, которые включены в мостовую схему. Датчик служит для измерения еуммарной концентрации окиси углерода и водорода — продуктов химического недожога топлива. ней высоте столба барботируемой жидкости. В канале 2 установлена заслонка 4, кинематически связанная с краном барботера, гидравлическое сопротивление которой равно гидравлическому сопротивлению слоя барботируемой жидкости. При работе устройства поток продуктов горения,. проходя через воздушный эжектор 5, в подсасывает воздух, а проходя через слой горючей жидкости, обогащается ее парами. 1 з.п.ф-лы, 3 ип.

R 3

К каналу 3 подключены запорно-ре. гулировочный кран 7,датчик 8 кислорода и барботер 9, заполненный горючей жидкостью (до уровня а, — о). Кран

5 7 управляет работой заслонки 4, установленный в канале 2. Датчик 8 служит для измерения избыточной концентрации кислорода в продуктах горения. Барботер 9 содержит вход)P ную 10 и выходную 11 емкости, две ре, зервные емкости 12 и 13. Входная емкость 10 сообщается с выходной 11 щелевой прорезью 14, выполненной в . перегородке 15, разделяющей полости

<5 барботера.Основная резервная емкость

12 сообщается с выходной емкостью ll через отверстие 16, а вспомогательная резервная емкость )3 сообщается с выходной емкостью 11 через отверс20 тие 17, расположенное у нижнего основания. Отверстие 16 расположено на середине между верхним срезом щелевой прорези 14 и отверстием 17.

25 В барботере установлены пробки )с) и 19 для связи с атмосферой соответственно основной резервной емкости

l2 и входной емкости 10. Вспомогательная резервная емкость 13 допол3р нительно сообщается с выходной емкостью 11 через отверстие 20, расположенное у верхнего свода.

Для изготовления барботера лучшим материалом является стекло. В барбоЗ5 тере из стекла можно визуально наблюдать процесс барботирования и следить эа уровнем жидкости в полостях и емкостях барботера. ) 249420

Одновременно по каналу 3 вторая часть пробы продуктов горения поступает (при открытом кране 7) в датчик 8. При открытом кране 7 показывающий прибор датчика 8 показывает лишь ту часть концентрации кислорода, которая может окислить горючие компоненты продуктов химического недожога топлива (совместно присутствующие в анализируемой пробе).

Перед работой барботер заполняют горючей жидкостью, например бензином, до определенного уровня (фиг.1, уровень жидкости а -а), заливая ее через пробку 18. Из основной резервной емкости 12 жидкость через отверстие 16 поступает в выходную емкость 11 барботера, затем заполняет входную емкость 10, следуя через прорезь 14 перегородки 15. 10

Поднимаясь постепенно, жидкость заполняет вспомогательную 13 и основную 12 резервные емкости барботера и его входную и выходную емкости.

После наполнения емкостей барботера !5 пробку 18 закрывают, а пробку 19 открывают, удаляя часть жидкости из входной и выходной емкостей и всю жидкость из вспомогательной резервной емкости 13. 20

При понижении уровня жидкости в выходной полости 11 до отверстия

17 пробку 19 закрывают. Барботер готов к работе с высотой барботируемой жидкости от верхнего среза прорези 25

14 до отверстия 17.

Устройство работает следующим образом.

Проба продуктов горения через патрубок 1 поступает в устройство и разделяется на две части. Одна часть поступает в канал 2, а другая в канал 3.

Первая часть пробы продуктов горения поступает в зжектор 5, засасывает воздух (окислитель) из атмосферы. Обогащенная окислителем проба поступает в датчик 6. На измерительном элементе датчика имеющиеся в пробе горючие компоненты (окись углерода и водород) окисляются. Реакция окисления сопровождается термоэффектом, величина которого пропорциональна концентрации горючих компонентов. Эту концентрацию в ви 45 ,де разбаланса моста фиксирует измерительный прибор датчика.

Если же в анализируемой пробе горючие компоненты отсутствуют, то прибор датчика 8 показывает нулевой сигнал. В этом случае для измерения концентрации кислорода поток пробы направляют в барботер (кран 7 закрыт). Проба продуктов горения поступает во входную емкость 10 барботера и давит на жидкость. Горючая жидкость через щелевую прорезь 14 переходит во входную емкость 11 барботера.

Уровень в выходной емкости ll начинает подниматься.

Избыток жидкости через отверстие

17 поступает по вспомогательную резервную емкость 13.

Вытеснение жидкости из входной емкости 10 происходит до установления уровня на высоте щелевой прорези 14 перегородки 15, при этом жидкость занимает уровень, предшествующий процессу барботирования (фиг.2) .

При барботаже анализируемая проба обогащается парами горючего компонента и поступает к измерительному элементу датчика. Кислород продуктов горения окисляет горючие пары жидкости. Термоэффект реакции окисления является мерой концентрации избыточного кислорода, регистрируемого при-. бором датчика.. В барботере высота слоя барботируемой жидкости остается постоянной. Постоянство в выходной полости 11 барботера поддерживается благодаря поступлению жидкости вначале из вспомогательной резервной емкости 11, куда она удалена газовым потоком в начале работы, а эатем— из основной резервной емкости 12.

Жидкость иэ вспомогательной емкости

13 поступает в выходную емкость 11 постепенно по мере ее уноса потоками продуктов горения из барботера.

Общий уровень жидкости в процессе работы в емкостях ll и 13 падает и достигает уровня отверстия 17. Это изменение уровня незначительно, поскольку объем вытесненной иэ емкости 10 .жидкости распределяется в емкости 13, объем которой значителен по сравнению с объемом емкости 10.

Это понижение уровня практически не сказывается на изменении концентрации вводимого горючего компонента.

Жидкость из основной емкости 12 поступает в работу с момента уноса

1 24 9420

Этот процесс повторяется до полного расхода жидкости из основной резервной емкости 12, так как осно"., ванне емкости расположено на верхнем уровне барботируемой жидкости. иг. 2 6uz 1

Составитель В.Михалкин

Редактор Е.Папп Техред Г.Гербер Корректор М. Демчик

Заказ 4229/45 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно †полиграфическ предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4 половины объема жидкости, находящеися во входной и выходной емкостях б ботера, готово к работе {фиг.. 1. . 3, ар о

Как только при остановке барботирования уровень жидкости становится ниже отверстия 16, из основной резервной емкости 12 поступает свежая порция горючей жидкости, которая .распределяется во входнои и выходной емкостях барботера, повысив ее уровень. Поднимаясь в выходной емкости, жидкость. перекрывает отверстие 16 и дальнейшее ее поступление иэ емкости 12 прекращается.

Таким образом, барботер автоматически готов к работе, сохраняя прежнюю высоту слоя жидкости при барботировании. При очередных остановках процесса барботирования свежая порция поступает только тогда, когда уровень жидкости в выходной емкости становится вновь ниже отверстия 16.

Опытным путем выбирается такое положение заслонки 4, чтобы аэродинамическое сопротивление канала 2 возросло на величину гидравлического давления столба жидкости в барботер 9. В каналах 2 и 3 устройства давление выравнивается и не оказывает влияния на работу датчиков.

Формула изобретения

Устройство для контроля Kàчества сжигания топлива, содержащее патрубок для забора анализируемой пробы, разветвленный на два канала, к одному из которых подключены датчик химического недожога топлива и воздушный эжектор, а к другому— датчик кислорода и источник горючего реагента, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности устройства и точности измерений, источник горючего реагента выполнен в виде барботера с горючей жидкостью, имеющего входную и выходную емкости, а также вспомогательную и основную резервные емкости, последние своими основаниями расположены на высоте верхнего уровня жидкости во входной и выходной емкостях и сообщаются с выходной емкостью барботера посредством выполненных у основания отверстий, причем вспомогательная резервная емкость сообщается на верхнем уровне жидкости в барботере; а основная резервная емкость — на средней высоте столба барботируемой жидкости, 2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в канале датчика химического недожога топлива

35 установлена заслонка, кинематически связанная с краном барботера, гидравлическое сопротивление которой равно гидравлическому сопротивлению слоя барботируемой жидкости.