Смеситель газов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.11.1967 (№ 1133704/26-25) Кл. 421, 4, Ol с присоединением заявки №

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров ссср

МПК G 0ln

УДК 543.27 (088.8) Приоритет

Опубликовано 08Х.1970. Бюллетень ¹ 16

СМЕСИТЕЛЪ ГАЗОВ

Изобретение относится к приборам для непрерывного получения газовых смесей с заданчым объемным соотношением. Оно может быть использовано как часть пробоотборника для газоанализатора, а также как устройство для приготовления эталонных газовых смесей, требующихся при калибровке газоанализаторов.

Известно устройство для приготовления смесей заданного состава, содержащее несколько (по числу смешиваемых газов) емкостей постоянного объема, на входе и выходе которых установлены клапаны. Однако это устройство не позволяет быстро и непрерывно смешивать газовые потоки в заданном соотношении.

Предлагаемый смеситель отличается тем, что емкости выполнены с развитой внутренчей поверхностью, и на их входе установлены регуляторы перепада давления, а клапанные переключатели снабжены командными устройствами.

Благодаря этому обеспечивается непрерывное смешивание газов.

На фиг. 1 показана принципиальная схема регулятора, содержащая повторитель давлений 1, дозирующие емкости 2 и 8, клапаны 4—

7, камеру смешения 8, входы 9, 10, клапанный распределитель 11.

1-Ia фиг. 2 приведена циклограмма включений: а — входных клапанов, б — выходных клапанов, в — график изменений давления рабочего газа в дозирующей емкости во времени.

На фиг. 3 изображен повторитель давлений, 5 содержащий элемент сравнения 12 и грубый повторитель 18; на фиг. 4 показана принципиальная схема клапанного распределителя, выполненного на четырех элементах типа реле универсальное P-3H, в состав которого входят

10 трехмембранные реле 14, 15, элементы 16, 17 распределителя, дроссели 18, 19.

Устройство работает следующим образом.

Один из смешиваемых газов (анализируемый), давление которого задается повторите15 лю 1, заполняет емкость 2 через периодически открывающийся входной клапан 4 и выходит из камеры также через периодически действующий клапан. Клапанный распределитель

11 поочередно включает входные и выходные

20 клапаны емкостей 2 и 8 выдачей пневматических импульсов по двум каналам. Другой из смешиваемых газов перед входом в емкость 8 проходит повторитель, где его давление снижается до давления, равного давлению перво25 го газа.

Постоянное соотношение объемных расходов поддерживается одновременным заполнением и опорожненпем двух камер.

При необходимости приготовления двух-, трех- и в общем случае и-компонентных сме270334 сей в схему добавляют соответствующее количество повторителей и камер, снабженных дзумя. запорными клапанами. Управляет клапанами клапанный распределитель. В установках динамического (непрерывного) приготовления 5 газовой смеси точность поддержания соотношений определяется точностью поддержания давлений.

В качестве точного повторителя давления и .пользуются элементы системы УСЭППА: эле- 10 мент сравнения ЭС-3 и грубый повторитель с мощным выходом ПГ-4, соединенные между собой в соответствии со схемой на фиг. 3.

Один из смешиваемых газов (анализируемый) под давлением подается в камеру зада- 15 ния элемента сравнения. Другой газ проходит сначала через шариковый клапан грубого повторителя, а затем в камеру обратной связи элемента сравнения и на вход емкости 8.

При повышении (или уменьшении) входного 20 давления газа-разбавителя увеличение (или уменьшение) давления газа на выход из повторителя вызывает уменьшение (или увеличение) давления сжатого воздуха, управляющего грубым повторителем. Благодаря высокому ко- 25 эффициенту усиления (порядка 500) выходное давление с большой точностью определяется давлением анализируемого газа.

Клапанный распределитель предназначен для формирования на двух выходах пневмати- ЗО ческих импульсов, возникающих попеременно с некоторой задержкой во времени, которая необходима для исключения наложения двух импульсов.

Трехмембранное реле 14 работает в режиме 35 генератора, на выходе которого возникают колебания давления сжатого воздуха с амплитудой, равной амплитуде давления питания. С выхода генератора сжатый воздух поступает на вход элемеьта 16. Трехмембранное реле 40

l5 совместно с дросселем 18 образует схему импульсатора. Так же образуется схема импульсатора на элементах 17 и 19. На входе в импульсатор возникает пневматический импульс, когда закрыто сопло сброса в атмосфе- 45 ру. Порядок появления сигналов на выходах

20 и 21 соответствует циклограмме фиг. 2.

Время цикла T устанавливают вращением головки переменного дросселя. Время задержки определяют величиной объема камеры импульсатора и сопротивлением постоянного дросселя, Отношение расходов равно отношению обьемов емкостей 2 и 8. Емкости 2 и 8 заполняются до давления Р, и опорожняются до давления Ро.

Соотношение расходов зависит только от объемов дозирующих камер и не зависит от физических свойств газовых компонентов, входных давлений и сопротивления на выходе из камеры смешения, но лишь при условии, если температура газа на входе в камеру равна температуре на выходе, т. е. при условии изотермпчности процессов заполнения и опорожнения. В действительности имеет место политропный процесс, причем приближение к адиабатическому процессу оказывается тем сильней, чем выше частота переключений клапанов. Существенное влияние на протекание процесса оказывает конструктивное выполнение дозирующей камеры. Увеличивая отношение внутренней поверхности к объему и тем самым улучшая условия теплопередачи, можно значительно поднять частоту переключений при сохранении изотермичности процессов заполнения и опорожнения.

Поэтому целесообразно изготовлять емкость со значительным соотношением полной внутренней поверхности и объема.

Предмет изобретения

Смеситель газов для приготовления смесей заданного состава, содержащий несколько, по числу смешиваемых газов, емкостей постоянного объема, на входе и выходе которых установлены клапаны, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывного смешения потоков газов, емкости выполнены с развитой внутренней поверхностью, и на входе в них установлены регуляторы перепада давления, а клапанные переключатели снабжены командными устройствами.

270334

Редактоо Т, 3. Орловская Техред 3. Н. Таранеино Корректор Л. С. Веденеева

Заказ 2177/13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2