Устройство для определения параметров парогазовой среды

 

Изобретение относится к приборостроению , в частности к устройствам для определения параметров парогазовой среды Целью изобретения является сокращение продолжительности цикла измерения Перед измерением осуществляют отбор исследуемого газа путем открытия кранов 41 и 42. Затем закрывают их и вращением пробки 10 СО с XI о ел ч К) со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 011 7/18

ГО С УДАР СТВ Е HHbl Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.. -.-8 77 77 78

770

38

Ф

Ю . ";««. (« -«.« .Ю««««;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4799982/10 (22) 06,03,90 (46) 30,09,92, Бюл, ¹ 36 (71) Высокогорный геофизический институт

r, Нальчик (72) X-M.Х. Байсиев (56) 1. Берлинер M.À. Измерение влажности, M., 1973, с. 294.

2. Авторское свидетельство СССР № 1486815, кл. 6 01 1 7/18. 1987.

„„ S„„1765728 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ПАРОГАЗОВОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для определения параметров парогазовой среды.

Целью изобретения является сокращение продолжительности цикла измерения, Перед измерением осуществляют отбор исследуемого газа путем открытия кранов 41 и 42.

Затем закрывают их и вращением пробки 10

1765728 совмещают отверстия 26 и 27 в перегородке

11 с отверстиями 19 и 20 пробки 10, При этом выравнивается давление в коленах 4 и

5 U-образного манометра 1. Одновременно водяной пар из отсека 9 попадает в полость

12, где сорбируется активной поверхностью электрохимического элемента 15. После осаждения водяного пара пробку поворачивают опять на 90, При этом полость 12

Изобретение относится к приборостроению, в частности к определению таких параметров, как парциальное давление пара, водность и температура облачной среды.

Известны различные устройства для оп- 5 ределения парциального давления пара, в основе которых лежит кулонометрический принцип измерения количества влаги, поглощенной электрохимическим элементом (1), 10

Недостатком известных устройств я вля ется низкая точность измерения, а также ограниченная сфера их применения, Устройства пригодны для измерения только давления пара в газовом потоке. 15

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство для измерения параметров парогазовой среды, содержащее U-образную манометрическую трубку, к концам ко- 20 торой подключены два пробковых крана, в одном из которых в полости пробки размещены электрохимический элемент и датчик температуры, а в полости другого пробкового крана размещен мерный отсек, сообща- 25 ющийся с заборным патрубком, а также расширительный сосуд, соединительные .трубки и маслянный затвор (2), Недостатком известного устройства является значительная продолжительность 30 цикла измерения, что связано с медленным процессом диффузии пара из мерного отсека в объем с электрохимическим элементом.

Целью изобретения является сокраще- 35 ние продолжительности цикла измерения.

Цель достигается тем, что в устройстве для определения параметров парогазовой среды мерный отсек выполнен в виде кольцевой камеры, охватывающей пробковый 40 кран снаружи, при этом верхняя емкость в пробковом кране содержит перекрывные отверстия, одно из которых соединено с вторым коленом U-образной трубки, а другие — с мерным отсеком, при этом электро- 45 химический элемент и измеритель сообщается с правым коленом 5 U-образной трубки, а левое колено 4 трубки 1 сообщается с расширительным сосудом 7. На элемент

15 подается напряжение тока. Водяной пар, поглощенный элементом, разлагается на водород и кислород. Измеряя разность уровней в коленах 4 и 5, определяют давление паров воды в исследуемой газовой среде, 1 ил. температуры размещены в верхней емкости пробкового крана, Конструкция устройства позволяет сократить продолжительность цикла измерения, На чертеже изображено устройство для определения параметров парогазовой среды.

Устройство содержит U-образную трубку 1, заполненную манометрической жидкостью 2. М-образная трубка 1 снабжена линейкой 3 для уровня манометрической жидкости 2 в его коленах 4 и 5. Колено 4 трубки 1 содержит уширенный участок 6, подключенный к одной стороны к расширительному сосуду 7, выполненному в виде цилиндра. Сосуд 7 примыкает к основанию пробкового крана 8, в корпусе которого размещен мерный отсек 9, выполненный в виде кольцевой камеры, охватывающей пробку

10. Между пробкой 10 и кольцевой камерой

9 предусмотрена кольцевая перегородка 11, обжимающая пробку 10 по его периметру.

Внутри пробки 10 размещены полости 12 и

13, разделенные перегородкой 14, В полости 12 размещены электрохимический элемент 15 и термопара 16, подключенные соответственно к гермовводам 17 и 18.

Пробка 10 на уровне полости 12 имеет отверстия 19-22, причем отверстие 22 лежит в одной плоскости с отверстием 21 и смещено относительно него на 90 . На уровне полости 13 пробка 10 содержит также отверстия

23-25. Кольцевая перегороДка 11 содержит отверстия 26 и 27, ответные отверстия 19 и

20 пробки 10, а корпус пробкового крана 8 — отверстия 28-30, ответные отверстиям 2124 в пробке 10. Отверстия 21 и 23 соединены между собой с помощью изогнутой трубки

31, к которой сверху подключен шприц 32, а снизу — правое колено 5 манометрической трубки 1. При этом отверстие 24 в корпусе крана 8 соединено с уширенным участком 6 левого колена 4 трубки 1. Устройство содержит также масляный затвор 33, размещенный внутри расширительного сосуда 7, 1765728.!

Внутри масляного затвора 33 размещена трубка 34, один конец которой помещен в масло 35, а другой конец подключен к основанию пробкового крана 8 и через отверстие 25 пробки 10 связан с полостью 13.

Полость 36, образованная между масляным затвором 33 и корпусом пробкового крана .-- 8, содержит патрубок 37, снабженный краном 38. Корпус пробкового крана 8 содержит "заборные патрубки 39 и 40, снабженные соответственно кранами 41 и

42, Устройство работает следующим образом.

Перед определением параметров парогазовой среды осуществляют отбор исследуемого газа. Для этого открывают краны 41 и 42 и через мерный отсек 9 прогоняют исследуемый" газ с помощью откачивающего устройства (устройство на чертеже не показано), Затем закрывают краны 41 и 42 и, вращая пробку 10 влево на 90, совмещают отверстия 26 и 27 в перегородке 11 с отверстиями 19 и 20 пробки 10 . При этом совмещаются отверстие 21 с отверстием 28, отверстие 23 с отверстием 29 и отверстие 24 с отверстием 30. Совмещение указанных отверстий приводит к выравниванию давления газовой смеси в коленах 4 и 5

U-образного манометра 1. Одновременно водяной пар, содержащийся в мерном отсеке 9, переносится за счет диффузиии через открытые отверстия 26 и 27 в полость 12 и сорбируется активной поверхностью электрохими!ческого элемента 15. Активная поверхность элемента 15 обладает высокой сорбирующей способностью, что обеспечивает в течение времени, соответствующего

1 мин, вобрать в себя весь водяной пар, находящийся в мерном отсеке 9. После полного осаждения водяного пара на элементе

15 пробку 10 поворачивают вправо на 90 .

При этом перекрываются отверстия 23, 24, 26 и 27. Остается открытым только отвер стие 28, так как отверстие 22 совмещается с ним при повороте пробки 10 вправо на 90 .

При этом полость 12 пробки 10 сообщается с правым коленом 5 U-образной трубки 1, а левое колено 4 трубки 1 сообщается с расширйтельн ым сосудом 7. После поворота пробки 10 вправо на электрохимический элемент 15 по гермовводам 18 подается напряжение электрического тока порядка 6-9

В, Водяной пар, поглощенный элементом

15, под действием электрического тока разлагается на водород! и кй! сл!ород. При этом в правом колене 5 манометрической трубки 1 создается избыточное давление, После окончания процесса разложения воды (фиксируется по величине тока электролиза) измеряют разность уровней манометрической жидкости в коленах 4 и 5 с помощью линейки 3, Одновременно измеряют температуру газов в полости 12 с помощью термопары, 5 после чего определяют давление паров воды в исследуемой газовой среде по формуле

Р Vq Т

30 р С.Т„

V (2) где С вЂ” постоянный коэффициент, Т вЂ” температура газов, измеренная с

35 помощью термопары, К;

V — объем мерного отсека, м; з.

Q — количество электричества, затраченное на электролиз воды, Кулон.

При измерении водности облачной сре40 ды осуществляется отбор пробы газа, содержащей не только пар, но и капельки воды диаметром до 300 мкм. При этом по вышеизложенной методике определяют давление газов Р>, образовавшихся в правом

45 колене манометра при разложении мелких частичек воды и пара, Затем по справочным данным находят давление насыщения чистого пара Рг, соответствующее температуре

Т2 облачной среды, после чего водность об50 лачной среды \И определяют по формуле

21 (Р1

R T> (3) где,и — молекулярный вес воды;

P >, T> — давление и температуре газовой среды в полости 12 после разложения облачных капель и пара на электрохимическом элементе 15, мм масляного столба, К; где P — давление паров в исследуемой газовой среде, мм масляного столба;

Р— давление газов в правом колене

0-образной трубки, мм масляного столба;

V — объем мерного отсека, м;

V< — объем полости правого колена Uобразной трубки, включая полость мерного отсека и полости соединительных трубок, 20 мз;

Т и T> — температура парогазовой среды соответственно до и после разложения воды на электрохимическом элементе, К, Истинное давление водяного пара в ис25 следуемой газовой среде может быть определено также параллельно по количеству электричества, затраченному на злектролиз воды по формуле

1765728

Формула изобретения

Устройство для определения параметров парогазовой среды, содержащее частично заполненную жидкостью U-образную трубку, первое колено которой подключено к расширительному сосуду, пробковый кран

Составитель О,Полев У, Редактор Т.Лошкарева Техред M.Moðãåíòàë Корректор А.Ворович

Заказ 3381 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

R — универсальная газовая постоянная.

Подключенный к правому колену манометрической трубки 1 шприц 32 позволяет оегулировать диапазон измеряемых величин s пределах шкалы линейки 3 за счет !. изменения в большую или меньшую сторону объема полости 12, размещенной в пробке

10.

Техническое решение позволяет существенно сократить продолжительность цикла измерения, Одновременно упрощается конструкция устройства и расширяется сфера его применения. с двумя полостями, расположенными одна над другой внутри пробки, одна из которых, нижняя, связана через гидравлический затвор с отводящим штуцером и с помощью

5 первого и второго перекрывных отверстий с обоими коленами U-образной трубки, а также мерный отсек с заборными патрубками и электрохимический элемент с измерителем температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 10 с целью сокращения продолжительности сокращения продолжительности цикла измерения, мерный отсек выполнен в виде кольцевой камеры, охватывающей пробковый кран снаружи, при этом верхняя ем15 кость в пробковом кране содержит перекрывные отверстия, одно из которых соединено с вторым коленом U-образной трубки, а второе — с мерным отсеком, при этом электрохимический элемент и измери20 тель температуры размещены в верхней емкости пробкового крана.