Устройство для дискретного измерения концентрации твердых частиц в газах

 

Изобретение относится к технической физике и позволяет повысить точность и автоматизировать измерения. Сущность: в устройство введены фильтрующий элемент в виде электромагнитной катушки, подключенной к блоку питания и охватывающей вертикальную осадительную камеру. В нижней части камеры установлена решетка с размещенным на ней слоем магнитных элементов. К решетке подключен блок высокого напряжения, поэтому частицы заряжаются от ее поверхности и магнитных элементов, последователь но осаждаются на их поверхности и поверхностях решетки .с магнитными элементами, размещенными в верхней части камеры. Для очистки осадительной камеры твердых частиц блоком управления выдается сигнал на блок питания, магнитные элементы под воздействием импульсного электромагнитного поля хаотически перемещаются, соударяясь, очищаются от твердых частиц, которые увлекаются в газоход за счет перепада давления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. | & е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 и 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ й

1 (2,1) 4843505/25 (22) 28.06.90 (46) 07.07..92. Бюл. М 25 (71) Государственный научно-исследовательский энергетический институт.им, Г.M.Êðæèжановского (72) В.В.Ермаков, M.È;Ñàïàðîâ, С.А.Фадеев, О.Г.Зуев, Б,А.Бровкин и Е.В.ЧерныШев (53) 539.215,4(088.8) (56).Авторское свидетельство СССР

N. 996274, кл. G 01 N 21/53, 1988.

Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах, Л;, 1987., с.144-146. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ - КОНЦЕНТРАЦИИ ТВЕРДЫХ

ЧАСТИЦ В ГАЗАХ .(57) Изобретение относится к технической физике и позволяет повысить точность и автоматизировать измерения. Сущность: в

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при контроле выбросов твердых частиц с газами.

Известно устройство для измерения . концентрации твердых частиц в газах, содержащее излучатель с приемником электромагнитной волны, размещенным с возможностью оптического контакта на стенках газохода, преобразователь с регистрирующим прибором.

Недостатком устройства является не возможность измерения концентрации весовым методом, что определяет зависимость точности измерений от оптической плотности, т.е. низкую точность измерений,.,,5U„, 1746258 А1 устройство введены фильтрующий элемент в виде электромагнитной катушки, подключенной к блоку питания и охватывающей вертикальную осадительную камеру. В нижней части камеры установлена решетка с размещенным на ней слоем магнитных элементов. К решетке подключен блок высокого напряжения, поэтому частицы заряжаются от ее поверхности и магнитных элементов, последовательно осаждаются на их поверхности и поверхностях решетки.с магнитными элементами, размещенными в верхней части камеры. Для очистки осадительной камеры твердых частиц блоком управления выдается сигнал на;блок питания, магнитные элементы под воздействием импульсного электромагнитного поля хаотически перемещаются, соударяясь, очищаются от твердых частиц, которые увлекаются в газоход за счет перепада давления. 1,з.п. ф-лы, 2 ил.

Наиболее близким к предлагаемЬму по 1 технической сущности и достигаемому эф1 фекту является устройство для дискретного измерения концентрации твердых частиц, ! содержащее заборную трубку, фильтро-. вальный патрон, измеритель расхода газа, воздуходувку с регулирующим элементом, весоизмерительный узел.

Недостатками устройства являются невозможность проведения измеренйй в автоматическом режиме и низкая точность метода.

Цель изобретения является повышение точности и автоматизации измерений.

На фиг.1 показано устройство для измерения концентрации твердых частиц в га1746258

25

50

55 зах; на фиг,2 — циклограмма работы элементов устройства.

Устройство содержит заборную трубку

1, введенную в газоход 2, весоизмерительный узел 3, расходомер 4, воздуходувку 5, блок 6управления и фильтрующий элемент, который выполнен в виде электромагнитной катушки 7, подключенной к блоку 8 питания и охватывающей вертикальную осадительную камеру 9» в нижней части которой установлена решетка 10 с размещенным на ней слоем магнитных элементов11.

В верхней части камеры 9 установлена магнитная катушка 12 с решеткой 13 и размещенным на ней слоем магнитных элементов

14. Решетка 10 выполнена из электропроводного материала и подключена к чыходу блока 15 высокого напряжения. Блок 6 управления выполнен в виде электронного ключа 16, входом подключенного через первый вход блока 6 управления к весоизмерительному узлу 3, выходом — к регистрирующему прибору 17, а управляющим входом — к выходу порогового элемента 18 и через схему 19 задержки к входу реле 20 времени и сбросоваму входу сумматора 21, выход которого подключен к входу порогового элемента 18, а вход-через второй вход блока 6 управления к расходомеру 4, причем выход реле 20 времени соединен с управляющим входом схемы НЕ 22.

Устройство работает следующим образом.

Место установки заборной трубки 1 вы° бирают согласно существующей методике.

После подключения схемы НЕ 22 к 220 В (линии питания воздуходувки 5 и блока 15) воздуходувка 5 начинает отсасывать объем контролируемых газов из газохода через заборную трубку 1. Решетки 10 в совокупности со слоем магнитных элементов, например, выполненных в аиде шариков 1 — 3 мм, являются фильтрующим элементом для твердых частиц, содержащихся в прокачиваемом через него газе. Частицы механически осаждаются на поверхностях решетки 10 и магнитных элементах 11. а также заряжаются от поверхности решетки 10 и магнитных элементов 11. Не осевшие частицы на решетке 10 и магнитных элементах 11, но получившие заряд величиной и полярностью, определяемой блоком 15, поступают в полость верхней решетки 13 и магнитных элементов 14 (заземленных), В этой полости происходит практически полное осаждение частиц, так как механический эффект осаж-. дения усиливается. электрически, Очищенный от твердых частиц газ пропускается через расходомер 4, который выдает информацию об объеме прокачанного газа на сумматор 21, После достижения расчетного объема (например, 60 м") срабатывает пороговый элемент 18 (момент t1), включающий ключ 16, и на регистрирующий прибор 17 (017 на фиг,2) поступает информация о весе осажденных частиц с весоизмерительного узла 3 на фильтрующем элементе. Через схему 19 задержки сформированный сигнал (Uz<) поступает на сброс сумматора 21 (момент tz) и запуск реле 20 времени (Uzo), отличающего подачу питающего напряжения на.управляющий вход схемы НЕ 22 (022) и блока 15, включающего блок 8 питания, который формирует импульсы питания электромагнитных катушек 7 и 12. Причем. последними создается импульсное перемещение магнитных элементов 11 и 14 (кипящий слой). В результате упомянутого перемещения твердые частицы отделяются от поверхностей решеток 10 и 13 и магнитных элементов и уносятся отсасывающим потоком в газоход, что определяет очистку фильтрующего элемента и его готовность к следующему циклуизмерений. Время очистки фильтрующего элемента устанавливается на реле 20 времени (tps) . и соответствует экспериментально подбираемой величине, например, 3-5 мин, На регистрирующем приборе 17 (017) фиксируется измеренное значение веса осевших твердых частиц на фильтрующем элементе, содержащихся в измеренном расходомером 4 объеме газа. Величину последнего выбирают из условия точности измерения веса порции твердых частиц в осадительной камере 9. Например. если вес последней 30-40 r, целесообразно при средней концентрации твеодых частиц в контролируемом газе 0,8 гlм выбирать объем прокачиваемого газа 50 м, В этом случае вес осадительной камеры 9 и вес порции твердых частиц соизмеримы, что определяет высокую точность измерений весоиэмерительным узлом 3.

Решетки возможно выполнить из сетки

Х18Н10 с размером окна 500 мкм. В качест-. ве магнитных элементов возможно использовать шарики 1,5 и 3 мм из ст.3. Основная масса шариков (70 ) имеет диаметр 1—

1,5 мм, а остальные 3 мм.

В этом случае используются мелкие шарики для увеличения фильтровальнай -поверхности уменьшения пор, крупные шарики для разрушения агрегатов из мелких шариков, возникающих при воздействии на них электромагнитного поля, При взвешивании фильтрующего элемента в измерения вводится погрешность от уменьшения истинного веса последнего за счет его "отсасывания" воздуходувкой 5..

1746258

Эта погрешность зависит от производительности воздуходувки и корректируется выводом нуля на весоизмерительном узле при включенной воздуходувке при наладке устройства. Изменение степени "отсасыва-. 5 ния" в результате осаждения твердых час- тиц на поверхности магнитных элементов вводится в погрешность измерений, которая не превышает 1-2 .

Таким образом, за счет введения 10 фильтрующего-элемента в виде магнитных элементов и блока управления с электромагнитной катушкой достигается повышение точности измерения концентрации твердых.частиц в газах. 15

Формула изобретенйя

1. Устройство для дискретного измерения концентрации твердых частиц в газах, содержащее заборную трубку, фильтрую- 20 щий элемент весоизмерительный узел, расходомер и воздуходувку, причем заборная трубка входным концом введена в газоход, а выходом сообщена через фильтрующий узел, расходомер и воздуходувку.с атмосфе- 25 . рой, отлич а ющеес я тем,что,с целью повышения точности и автоматизации из-мерения, в него. введен блок управления, а фильтрующий элемент выполнен в виде двух электромагнитных катушек, подклю- 30 ченных к блоку питания и охватывающих вертикальную осадительную камеру, подкаждой электромагнитной катушкой поперек.осадительной камеры установлена решетка с размещенным на ней слоем магнитных элементов, причем осадительная камера закреплена с весоизмерительным узлом, выход которого подключен к первому входу блока управления, второй вход которого подключен к выходу расходомера, а первый и второй выходы — соответственно к управляющим входам воздуходувки, блока высокого напряжения и блока питания электромагнитной катушки, при этом выход блока высокого напряжения подключен к нижней решетке, выполненной из электропроводного материала, а верхняя решетка заземлена.

2. Устройство по п.1, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что блок управления выполнен в виде электронного ключа, входом подключенного через первый вход блока управления к весоизмерительному узлу, выходомк регистрирующему элементу, а управляющим входом — к выходу порогового элемента и через схему задержки к входу реле времени и сбросовому входу порогового элемента, а вход — через второй вход блока управления к расходомеру; причем выход реле времени соединен с управляющим входом схемы НЕ и через второй выход блока управления с управляющим входом блока питания эЛектромагнитной катушки, вход схемы НЕ подключен к линиям питания воздуходувки и блока высокого напряжения, а выход — через первый выход блока управления к управляющим входам воздуходувки и блока, высокого напряжения.

1746258 Составитель Е. Карманова

Редактор .Н. Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор Н, Кор<уц, Заказ 2390 .. Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101