Емкостный коаксиальный датчик

 

Изобретение относится к устройствам для определения физико-химических свойств сыпучих материалов ,и, в частности, служит для определения содержания углерода в летучей золе пьшеугольных котлоагрегатов электростанций по экспериментально установленной зависимости между частотой генератора, в схему которого введен датчик с пробой золы, и содержанием углерода в золе. Целью изобретения является повышение точности и опера7f 7J сл со ел 00 to № г /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 Ai (19) (11) (5))4 С 01 N 27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4080614/31-25 (22) 11.05.86 (46) 07. 12.87. Бюл. ¹ 45 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) В.П.Бондаренко, В.Н.Сохин, Н.М.Кочмола, В.Н.Дорофеев, M.À.Âîëгин и Ю.Б.Ситдиков (53) 551.508.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

266285, кл . G 0 1 N 27/22, 1969.

Чертеж №- 62.593.00.000 СБ.ОПКТБ

"Параметр" при коммунарском горнометаллургическом институте (54) ЕМКОСТНЬЙ КОАКСИАЛЬНЬП» ДАТЧИК (57) Изобретение относится к устройствам для определения физико-химических свойств сыпучих материалов .и, в частности, служит для определения содержания углерода в летучей золе пылеугольных котлоагрегатов элек) ростанций по экспериментально установленной зависимости между частотой генератора, в схему которого введен датчик с пробой золы, и содержанием углерода в золе ° Целью изобретения является повьппение точности и опера1357819 тивности определения и улучшение условий обслуживания. Это достигается. тем, что в датчике наружный электрод 4 на высоте внутреннего конусообразного электрода (ВЭ) 3 выполнен с внутренней поверхностью в виде усеченного конуса, большее основание которого расположено на уровне меньшего основания ВЭ 3 и со стороны разгрузочного торца измерительной полости (П) 5, кроме того, датчик снабжен устройством пробсудаления, состоящим из газоструйного в

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к диэлькометрам для определения углерода в золе пылеугольных котлоагрегатов, и может быть использовано в теплоэнергетике.

Цель изобретения — повышение точности измерений и оперативности анализа и улучшение условий эксплуатации.

На фиг. 1 показан предлагаемый ем- 10 костный коаксиальный датчик, общий вид, в положении измерений, на фиг.2 то же, положение загрузки измерительной полости пробой," на фиг. 3 — то же положение удаления пробы из измерительной полости.

Датчик состоит из цилиндрического металлического кожуха 1, в котором концентрично установлены на диэлектрическом основании 2 электроды 3 и 4. 20

Внутренний электрод 3 (потенциальный) выполнен в виде усеченного конуса и покрыт диэлектриком, а наружный полый электрод 4 заземлен и своей внутрен2I ней поверхностью образует измеритель- 2- ную полость 5, при этом коническая часть поверхности расположена на высоте внутреннего электрода 3, а большее основание усеченного конуса ко— нической поверхности наружного элект- 30 рода 4 и меньшее основание у-сеченного конуса внутреннего электрода 3 расположены на одном уровне сс стороны уплстнительного штока 6, выполненного из изоляционного материала, вче- >-„ денного в измерительную полость 5 и снабженного полой направляющей 7 со эжектсра (Э) 14 с переносной заборной головкой (ЗГ) 8 на входном патрубке, приемным бункером (ПБ) 19, соединенным каналом 20 с кольцевой канавкой 9 кожуха и с ЗГ 18, временно устанавливаемой в полость ПБ

19. Загружаюг пробу в П 5 датчика в г.оложении датчика, представленном на фиг,2, измеряют в положении, изображенном на фиг „1, а удаляют пробу из П5 в положении, показанном на фиг.3. При этом расход воздуха в Э регулируют с помощью крана 22. 3 э.п. ф-лы, 3 ил. сменным грузом 8, установленной конце н три чно цили ндрич ес кому кожуху 1 с возможностью перемещения по скользящей посадке вдоль его наружной поверх нос ти .

Сс стороны загрузки пробы в измерительную полость 5 и ввода в нее уплстнительногс штока б металличес— кий кожух 1 снабжен кольцевой канавкой 9, образующей совместно с расположенной над ней по.Ic>cтью 10 направляющей 7 замкнутую:IQIIoc Tb соединенную каналами 11 и 1? z: уплотнительнсм штоке б с измезительной полостью

5 и окнами 13 в нап >вляющей 7 с атмосферой. Датчик дополнительно снабжен устройством вакуумного пробоудаления, выполненным з виде газоструйного эжектора 14, выходной патрубок которс1 о труб>опрсводом 15 соединен с осадителем 16, а к входному патруб1 ку посредством гибкогс рукава 17 подс оединена заборная головка 18, временно устанавливаемая на приемном бункере 19, соединенном каналом 20 с кольцевой кана.вкой 9 кожуха 1. Датчик своими электродами 3 и 4 включен в схему генератора «ысокой частоты.

Работа датчика основана на экспериментально установленной корреляционной связи между содержанием углерода в пробе золы пыпеугольных котлоагрега-: ов и частсто :: генератора, в схему которого вклю,ен датчик с пробой.

Датчик работает следующим образом. ку определяют садсржание углерода в ! зале.

Затем краном 22 устанавливают расход сжатого воздуха в сопла эжектора

14 таким, при котором достигается полная уборка пробы из датчика. При этом скорость воздуха из атмосферы в окнах 13 резко возрастает. Воздух захватывает своим потоком пробу из кольцевой канавки 9, канала 20 и бун— кера 19 и удаляется совместно с ней по заборной головке 18, рукаву 17, эжектору 14 и трубопроводу 15 в осадитель 16. Б таком положении датчика снимают груз 8 и направляющую 7 со штоком 6 и па окончании очистки кольцевой канавки 9, канала 20 и бункера

19 от пробы заборную головку 18 снимают с бункера 19 и ее заборный патрубок постепенно вводят в измерительную полость 5 да положения датчика, представленного на фиг. 3. В этом положении датчика проба совместно с падсасываемым из атмосферы воздухом с помощью устрацства пробоудаления удаляется из измерительной полости 5 датчика в осадитель 16.

После полной очистки полости 5 от пробы заборную головку 18 снова устанавливают на бункер (фиг. 1), кран 22 возвращают в исходное положение, после чего датчик готов к последующему определению, Применение вакуумного устройства пробоудаления в предлагаемой канструкпии датчика позволяет исключить съем датчика с разъема, соединяющего ега электроды 3 и 4 со схемой генератора высокой частоты, необходимый в известной конструкции датчика для опорожнения его измерительной полости ат пробы путем опрокидывания, повысить надежность рабо— ты датчика и культуру производства и сократить операцию ручного пробоудаления, что повышает оперативность определения.

Ероме того, наличие конусной части на внутренней поверхности наружного электрода 4 на высоте конусного внутреннего электрода 3 и расположение этих конусов таким образом, что большее основание первого конуса и меньшее основание второго конуса расположены на одном уровне и со стороны уплотнительного Ьтока 6, позволяет увеличить равномерность плотности золы в измерительной полости 5 па ее высоте, что является результатом пого высокодисперснаго порошка золы в

5 измерительную полость 5 до образования над уровнем ее загрузочного торца избытка, после чего ножом 21 срезают избыток пробы, который просыпается в кольцевую канавку 9. Перед за- tð сыпкой пробы в измерительную полость

5 устанавливают краном 22 такой расход сжатого воздуха в сопла эжектора

14, при котором исключается удаление пробы из верхней части измеритель— ной полости после среза ее избытка ножом. При этом пыль из кольцевой канавки 9 совместно с воздухом, подса— сываемым из атмосферы, по каналу 20, бункеру 19, заборной головке 18, рукаву 17, эжектару 14 и трубопроводу

15 поступают в осадитель 16, где пыль осаждается, а воздух покидает его через тканевый фильтр. Это позволяет исключить выбивание пыли в атмосферу при загрузке измерительной полости пробой, ее дозировке и улучшить условия работы обслуживающего персонала.

После запачнения измерительной полости 5 и объемной дозировки пробы золы уплотнительный шток 6 с направ— ляющей 7 устанавливают на датчик, при этом медленно по посадке перемещают направляющую 7 вдоль наружной поверх35 ности кожуха 1. При этом шток 6 медленно входит в измерительную полость

5 с пробой и производит ее постепенное уплотнение, в результате которого воздух из пробы совместно с зах — 4p ватываемой им частью пыли по каналам

11 и 12 в штоке 6 покидают измерительную полость 5 и совместно с воздухом, поступающим из атмосферы по окнам 13 в полость 10, удаляются устройством пробоудаления в асадитель 16 по описанной схеме. Это исключает попадание пыли на посадочную поверхность кожуха 1 и направляющей 7 и выход ее в атмосферу, что увеличивает срок служ5р бы датчика и улучшает условия обслуживания. Для обеспечения достаточной объемной плотности золы в измерительной полости 5 в момент измерений на направляющую 7 устанавливают груз 8 и при достижении положения датчика, изображенного на фиг. 1, производят измерение частоты генератора. По величине частоты и тарировочномч графиз 135;8

B положении датчика, представленном на фиг. 2, без предварительного дозирования производят засыпку сухо1357819 усеченного конуса и предлагаемое их расположение вызваны тем, что при их цилиндрической форме имеет место недостаточная точность измерений, обусловленная снижением плотности золы в измерительной полости в направлении от уплотнительного штока к основанию при ее принудительном уплотнении, т.е. в направлении действия уплотняющей силы, характеризующимся наличием сил взаимодействия частиц золы друг с другом и поверхностью электродов при уплотнении.

Кроме того, указанное снижение плотности золы от штока к основанию

25

30 должно компенсироваться увеличением емкости датчика вдоль направления уплотняющей силы в нем эа чет непрерывного уменьшения рас=тояния между каждыми элементарными площадями элект родов. Такое увеличение "рабочей" емкости датчика определяется экспериментально, что и определяет величину

40 конусности поверхностей электродов.

Например, при крупности частиц золы до 0,2 ю, высоте внут эеннего элек. рода 30 мм и объемной плотности золы в измерительной полости 0,05 кг/см с1 5 угол конуса при вершине составляет

7-8 б

Выполнение наружного электрода 4 на высоте конусообразного потенциального электрода 3 с внутренней поверх >О ностью в виде усеченно.о конуса и рас. положение большего основания конуса наружного электрода 4 и меньшего основания конуса внутреннего электрода

3 на одном уровне и со стороны уплотнительного штока 6 и разгрузочного торца измерительной полости 5 позволяют повысить точность измерений за счет увеличения равномерности плотвышения точности измерений. Указанное же расположение конусов сс стороны разгрузочного торца измерительной полости 5 способ>ствует улучшению ус5 ловии удаления из нее гробы в сравнении с цилиндрической формсй полости, что улучшает условия обслуживания и

> снижавт трудозатраты.

Величина конусности электродов оп10 ределяется в каждом конкретном случае в зависимости от усилия уплотнения, гранулометрического состава пробы и высоты электрода 3. Необходимость выполнения внутренней поверхности наружного электрода 4 и наружной поверхности внутреннего электрода 3 в виде ности золы в измерительной полости по ее высоте и компенсирующего воздействия рабочей" емкости датчика и улучип-. ть ус>ловия обслуживания за счет обеспечения оптимальных условий раз- г>

1p> 3Kv проо Hç иэ1 ерительной полости и гмеющего при >том место сниже— ния трудоэатрат.

Расположение же указанных основа— ний конусов э>-ектродов на разных уровнях усложняет полу .ение однородности пJIOTHGcTH материал; по высоте измерительной полости и спределение при этом компенсирующего воздействия

"рабочей" емкости p,àò÷nêà, что не позволяет достичь,остаточной точности измерений, Оборудование датчика устройством вакуумно о пробоуд ления, выполненным в виде газоструйного эжектсра 14 „ с переносной заборь ой головкой 18 на входном патрубке и осадителем 16 на выходном, об есле чивает высокую культуру производства и улучшает условия обслуживания за счет исключения выбросов пыли в атмосферу, поныв шает надежность работы датчика эа счет исключения необходимости съема. его с разъема, соединяющего электроды 3 и 4 со схемой генератора высокой частоты„ври ручной разгрузке пробы путем опрокидывания и оперативность определения за счет сокращения продолжительности операции разгрузки, повышения ее качества ,и снижения трудоемкости ее проведения

Снабжение датчик,ь премным бунке— ром 19,соединенным <аналом 20 с кольцевой канавкой 9 ко:куха 1, и заборной головкой 18 устэойства вакуум— ного пробоудаления эбеспечивает улучшение условий обслукивания за счет исключения выбросов пыли в атмосферу при загрузке измерительной полости 5 пробой и дозировке последней, увели— чивает надежность работы посадочных поверхностей кожу-ха 1 и направляющей

7 за счет исключения попадания пыли на них при загрузке, дозировке и уплотнен>1и пробы.,а также сокращает про— должительность очис"ки датчика от пробы за счет параллельности указанных операций и операции удаления избытка пробы иэ канавки 9, Использование предлагаемого емкостного коаксиального датчика в ди1357819 элькометрах для определения углерода в золе пылеугольных котлоагрегатов позволит повысить точность измерений, оперативность анализа, надежность

5 работы датчика и культуру производства и улучшить условия обслуживания.

Формула и з обр е те ния

1. Емкостный коаксиальный датчик для определения углерода в золе пылеугольных котлоагрегатов, содержащий цилиндрический металлический кожух с установленными в нем электродами, закрепленными на диэлектрическом основании, внутренний из которых,потенциальный, закрыт диэлектриком, а наружный, заземленный, образует измерительную полость, в которую введен уплотнительный шток, выполненный из изоляционного материала и снабженный полой направляющей со сменным грузом, установленной концентрично металлическому кожуху и штоку с возможностью перемещения по посадке вдоль наружной поверхности металлического кожуха, выполненного с кольцевой канавкой, образующей совместно с полостью направляющей над ней замкнутую полость, соединенную каналами в

30 штоке с измерительной полостью и окнами в направляющей с атмосферой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и улучшения условий эксплуатации, наружный электрод на высоте потенциальногo oH oo0 Ho o eKT o Bbl полнен с внутренней поверхностью в виде усеченного конуса,при этом большее основание конуса наружного электрода и меньшее основание конуса внутреннего, потенциального, электрода расположены со стороны уплотнительного шТока и разгрузочного торца измерительной полости °

2. Датчик по п, 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения оперативности определений, он снабжен устройством вакуумного пробоудаления, выполненным в виде газоструйного эжектора с переносной зал борной головкой на входном патрубке и осадителем на выходном.

3. Датчик попп. 1и 2, отлич а ю шийся тем, что он снабжен приемным бункером, соединенным каналом с кольцевой канавкой металлического кожуха и заборной головкой ycfройства вакуумного пробоудаления.

1357819

Составитель A.Ïëàòîâà

Редактор П.Гереши Техред М.Ходанич Корректор Л.Пиляпенко

Заказ 5991 43 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

) 13035, Noc.êâà, Ж-35, Раушская наб. „д, 4! 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г „Ужгород, ул. Проектная,