Пробоотборник для сжатых газов

 

Изобретение относится к устройствам для контроля содержания примесей в сжатых газах высокого давления, а именно пробоотборникам с линейно-колористическим методом контроля. Устройство может быть использовано также в системах сжатых газов для обеспечения постоянного расхода. Цель изобретения - повышение точности контроля содержания примесей, а также улучшение эксплуатационных качеств устройства . Пробоотборник состоит из корпуса 1 с входным патрубком 2. В полости корпуса 1 установлены впускной запорный клапан 3, индикатор 6 примесей, средство дополнительного дросселирования, выполненное в виде пары седло - регулирующий орган, дроссельно-регулирующее устройство и расходомерное устройство 21. Все элементы пробоотборника соединены между собой каналами 4,5,8,16 и 20. Регулирующий орга., 9 дополнительной ступени дросселировз ния подпружинен пружиной 10 и установлен со стороны высокого давления. Регулирующий орган 9 взаимодействует с чувствительным элементом 14. Отношение площади проходного сечения А пары седло - регулирующий орган к площади проходного сечения 17 дроссельно-регулирующего устройства выбрано в пределах от 0,6 до 30. 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4858633/26 (22) 10.08.90 (46) 07.06.92. Бюл. М 21 (71) Центральное конструкторское бюро

"Знамя Октября" (72) О.С. Ким, Ю.Н.Завьялов и И.В.Самсонов (53) 543.053(088,8) (56) Байбаков Ф.Б., Шарапов В.М. Контроль примесей в сжатых газах. — М.: Химия, 1984, с. 25-26, с. 75-76.

Пробоотборник по чертежу М 518—

21.138, разработанному Ленинградским

ЦКБМТ, 1970. (54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ СЖАТЫХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к устройствам для контроля содержания примесей в сжатых газах высокого давления, а именно пробоотборникам с линейно-колористическим методом контроля. Устройство может быть использовано также в системах сжатых газов для обеспечения постоянного расхода.... Ы „, 1739249 А1

Цель изобретения — повышение точности контроля содержания примесей, а также улучшение эксплуатационных качеств устройства. Пробоотборник состоит из корпуса

1 с входным патрубком 2. В полости корпуса

1 установлены впускной запорный клапан 3, индикатор 6 примесей, средство дополнительного дросселирования, выполненное в виде пары седло — регулирующий орган, дроссел ьно-регули рующеЕ устройство и расходомерное устройство 21. Все элементы пробоотборника соединены между собой каналами 4,5,8,16 и 20. Регулирующий орган

9 дополнительной ступени дросселирования подпружинен пружиной 10 .и установлен со стороны высокого давления.

Регулирующий орган 9 взаимодействует с чувствительным элементом 14. Отношение площади проходного сечения А пары седло — регулирующий орган к площади проходного сечения 17 дроссельно-регулирующего устройства выбрано в пределах от 0,6 до 30.

1 ил.

1739249

20 температуры газа. Это приводит к увеличе- 40 нию расхода газа по сравнению с первона50

Изобретение относится к устройствам для контроля содержания примесей в сжатых газах высокого давления, а именно пробоотборникам с линейно-колористическим методом контроля, и может быть использовано в системах сжатых газов для обеспечения постоянного расхода проводимой среды в различных отраслях народного хозяйства.

Известны пробоотборники, состоящие, из корпуса с входным штуцером и установленным в его полости входным запорным клапаном, индикатором примесей и выпускным регулирующим вентилем, а также расходомерным устройством.

Наиболее близким к предлагаемому является пробоотборник, состоящий из корпуса с входным патрубком, в полости которого установлены входной запорный клапан, индикатор примесей и дроссельно-регулирующий клапан. Пробоотборник снабжен также средством дополнительного дросселирования и расходомерным устройством. Все элементы пробоотборника соединяются между собой проточным каналом.

При открытии входного запорного клапана сжатый газ высокого давления проходит через индикатор примесей, поступает к дроссельно-регулирующему клапану, в критическом сечении которого его давление понижается с рабочего до атмосферного, и через расходомерное устройство выпускается в атмосферу.

При величине рабочего давления газа в пределах 200 — 400 кгс/см и выше пробоот2 борник не обеспечивает стабильности расхода газа, так как при дросселировании газа в критическом сечении дроссельно-регулирующего клапана происходит понижение чально отрегулированной величиной, а также к необходимости уменьшения площади критического сечения с помощью ручной подрегулировки дроссельно-регулирующеro клапана. Однако, при малой величине расхода газа {обусловленной сущностью линейно-колористического метода контроля примесей) и высоких давлениях, площадь критического сечения настолько мала, что дроссельно-регулирующий клапан не обеспечивает необходимого изменения атой площади,-В результате чего в течение всего. времени замера требуется ручная подрегулировка пробоотборника, при этом расход газа через него постоянно изменяется.

Средство дополнительного дросселирования, выполненное в виде жиклера, также не позволяет стабилизировать величину расхода, так как ручная регулировка при последо5

35 вательном расположении дросселирующих. элементов приводит к такому соотношению их проходных сечений, при котором один из дросселирующих элементов перестает осуществлять функцию дросселирования, В таком случае отпадает необходимость в наличии либо дроссельно-регулирующего клапана, либо жиклера.

Цель изобретения — повышение точности контроля содержания примесей и улучшение эксплуатационных качеств.

Ожидаемый положительный эффект от использования изобретения заключается в стабилизации заданной величины расхода в течение определенного промежутка времени, а также в обеспечении автоматического поддержания постоянного расхода через устройство при изменении входного давления в диапазоне от максимального значения додавления поддерживаемогоступеньюдополнительного дросселирования.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом пробоотборнике для сжатых газов, включающем корпус с входным патрубком, в полости которого установлены впускной запорный клапан, индикатор примесей, дроссельно-регулирующее устройство, средство дополнительного дросселирования и расходомерное устройство, причем все эти элементы соединены между собой каналом, средство дополнительного дросселирования установлено на участке канала перед дроссельно-регулирующим устройством и выполнено в виде пары седло — регулирующий орган, причем последний выполнен подпружиненным и установлен со стороны высокого давления, а подпружиненный регулирующий орган установлен с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом, причем отношение площади проходного сечения пары седло — регулирующий орган к площади проходного сечения дроссельно-регулирующего устройства выбрано в пределах от 0,6 до

30.

В предлагаемом техническом решении в отличие от известного средства дополнительного дросселирования выполнено в виде пары седло — регулирующий орган, а отношение площади проходного сечения между седлом и регулирующим органом к площади проходного сечения (кольцевого зазора) дроссельно-регулирующего устройства выбрано в пределах от 0,6 до 30, При соотношении площадей 0,6 дросселирование сжатого газа происходит полностью на ступени дополнительного дросселирования, вследствие чего дроссельно-регулирующее устройство теряет свою способность регулировать расход.

1739249

При соотношении площадей 30, ввиду относительно большой пропускной способности площади проходного сечения ступени дополнительного дросселирования при ма- 5 лом расходе газа через кольцевой зазор дроссел ьно-регулирующего устройства, средство дополнительного дросселирования (т.е. его подпружиненный регулирующий орган) самойроизвольно входит в

10 импульсный режим работы "Открыто" — "3aкрыто". Это вызывает пульсирующее иэменение давления на участке канала перед дроссельно-регулирующим устройством и, 15 соответственно, колебание величины расхода, что значительно снижает точность замера количества газа, пропущенного через пробоотборник.

Таким образом соотношение площадей, оптимальным для стабилизации заданной величины расхода и обеспечения автоматического поддержания постоянного расхода через устройство, что осуществимо при из25 менении входного давления в диапазоне от максимума до давления поддерживаемого средством дополнительного дросселирования.

На чертеже представлен пробоотбор30 ник для сжатых газов, рабочее состояние, положение "Открыто".

Пробоотборник состоит из корпуса 1 с входным патрубком 2. В корпусе 1 соосно входному патрубку 2 установлен впускной запорный клапан 3. Полость 4 входного патрубка 2 сообщается при открытом клапане

3 с полостью 5, в которой установлен индикатор 6 примесей, Индикатор 6 примесей представляет собой трубку, заполненную

40 веществом, реагирующим с данной примесью. Индикатор примесей фиксируется в полости 5 эластичной втулкой 7. Полость 5 сообщается каналами 8 со средством дополнительного дросселирования, которое вы45 полнено в виде пары седло — регулирующий орган. Регулирующий орган 9 подпружинен пружиной 10 и установлен со стороны высокого давления, В положении "Закрыто" (не рабочем) регулирующий орган 9 садится на

50 седло 11 и перекрывает проходной канал

12. Через толкатели 13 регулирующий орган

9 взаимодействует с чувствительным элементом 14, который в свою очередь находится во взаимодействии с поршнем 15.

Канал 16 соединен средством дополнйтель55 ногодросселирования сдроссельно-регулирующим устройством. Дросселирующий зазор 17 образован иглой 18 и шпинделем

19, Канал 20 сообщает дроссельно-регулирующее устройство с расходомерным .устройством 21. выбранное в пределах от 0,6 до 30 является 20

В рабочем положении "Открыто" отношение площади проходного сечения, образованного между регулирующим подпружиненным органом 9 и седлом 11, к площади проходного сечения (зазора) 17 выбрано в пределах 0,6 до 30, Пробоотборник работает следующим образом.

Перед началом взятия,. пробы для определения содержания в исследуемом газе заданного вида примесей (пары масла, мышьяковый водород и др. окислы углерода) в пробоотборник устанавливается индикаторная трубка, заполненная веществом, реагирующим с определенным видом примеси.

Открывают впускной запорный клапан

3 и исследуемый газ давлением 400 кгс/см2 проходит через индикатор 6 примесей, уста.новленный в полости 5, В индикаторной трубке примесь вступает в реакцию с наполнителем, а сжатый газ через каналы 8 поступает в полость средства дополнительного дросселирования. Регулирующий орган 9 усилием пружины 10 через толкатели 13 отжат от седла 11, образуя при этом дросселирующую щель А. На этом участке исследуемый газ дросселируется с понижением его давления. Далее через канал 16 поступает в дроссельно-регулирующее устройство, где, проходя через кольцевой зазор 17, образуемый иглой 18 и шпинделем

19, перемещаемым поступательно, вторично дросселируется и с постоянным расходом через канал 20 поступает в расходомерное устройство 21 и затем выходит в атмосферу. Так как пропускная способность кольцевого зазора 17 меньше, чем пропускная способность щели А дополнительной ступени дросселирования, то в канале 16 перед дроссельно-регулирующим устройством будет происходить повышение давления газа до заданной величины, менее

200 кгс/см . При достижении этой величины

2 давления усилие от давления газа на площадь поршня 15 превысит установочное усилие пружины 14 и поршень 15 переместится вниз и регулирующий орган 9 прижмется к седлу 11. В дальнейшем при продолжении истечения газа через дроссельно-регулирующее устройство давление газа в канале 16 понизится, в результате . чего регулирующий орган 9 под воздействием чувствительного элементе 14 через поршень 15 и толкатель 13 переместится вверх . и откроет дросселирующую щель А ступени дополнительного дросселиравания.: Таким образом B канале 16 перед дроссельно-регулирующим устройством поддерживается автоматически давление газа менее 200

1739249

30

40

50

Г

Корректор Э.Лончакова

Составитель Н.Бабич

Техред М.Моргентал

Редактор Е.Папп

Заказ И9Т Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 кгс/см . При дросселировании газа с таким давлением его температура за критическим сечением понижается незначительно, а через некоторое время после начала дросселирования она, в результате теплообмена со стенками канала и корпуса, стабилизируется. Этот факт обуславливает постоянство расхода через дроссельно-регулирующее устройство без ручной регулировки. Кроме этого, площадь кольцевого зазора при ука-. занном давлении существенно больше, чем понадобилось бы без предварительного понижения давления в ступени дополнительного дросселирования.

Это позволяет расширить диапазон настройкии дроссел ьно-регулирующего устройства и применять в нредлагаемом пробоотборнике различные типы индикаторов и расходомерных устройств.

Формула изобретения

Пробоотборник для сжатых газов, включающий корпус с входным патрубком, в полости которого установлены впускной запорный клапан, индикатор примесей, дроссельно-регулирующее устройство, средство дополнительного дросселирования и расходомерное устройство, причем

5 все эти элементы соединены между собой каналом, о тл и ча ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности контроля содержания примесей и улучшения эксплуатационных качеств, средство дополнительного

10 дросселирования установлено на участке канала перед дроссельно-регулирующим устройством и выполнено в виде пары седло— регулирующий орган, причем последний выполнен подпружиненным и установлен со

15 стороны области высокого давления, а подпружиненный регулирующий орган установлен с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом, причем отношение площади проходного сечения пары

20 седло- регулирующий орган к площади проходного сечения дроссельно-регулирующего устройства выбрано в пределах от 0,6 до

30.