Струйный пылемер

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

< ц661304 ( (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.01.77 (21) 2437343/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл .

G 01 N 15/00 (23) Приоритет—

Геаудэретнннный комитет

СССР на делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17 (53) УДК 539.215..4 (088.8) Дата опубликования описания 07.05.79. (72) Авторы изобретения

Е. П. Шкатов и В. В. Куприянов (54) СТРУЙНЫЙ ПЫЛЕМЕР

Изобретение относится к технике автоматического контроля в системах газоочистки и пылеулавливания и может быть использовано в различных отраслях промышленности для повышения эксплуатационной надежности систем газоочистки, в частности, для 5 автоматического контроля запыленности воздушных потоков.

Известно устройство, предйазначенное для измерения запыленности воздушной среды, основанное на измерении интенсивности радиоактивного а- или Р-излучения, проис10 ходящего через пылевой аппарат, включающее в себя излучатель, детектор, фильтры, регулятор расхода воздуха, ецинтилляционный счетчик, контейнер, эжектор, дифференциальный блок и аппаратуру регистрации (1), g

Недостатком этого устройства является необходимость создания надежной защиты источника излучения, значительное влияние на результаты измерений загрязнения защитных окон перед излучателем и детектором, низкая надежность работы вследствие отказов счетчика и дифференциального блока, сложность конструкции.

--":-Известен пылемер-конитест, принцип действия которого основан на контактноэлектрическом взаимодействии твердых тел, состоящий из направляющих лопаток завихрителя и чувствительного элемента в виде загнутой под углом трубки для прямого цилиндра из полупроводникового материала, изолированного от заземленного металлического корпуса, являющегося одновременно электростатическим экраном (2) .

Однако этот пылемер обладает низкой чувствительностью и точностью измерений, существенной зависимостью показаний от влажности и физико-химических свойств пыли.

Наиболее близким по технической сущности является электромеханический пылемер, содержащий побудитель расхода (эжектор), первичный преобразователь с чувствительным элементом в виде электродов, снабженным пористым фильтром из эластичного материала, пропитанного активированным углем, который расположен между электродами преобразователя (3) .

Однако этот пылемер имеет недостаточ ную чувствительность и точность измерений из-за наличия фильтрующего материала, который необходимо регенировать, а также имеет ограниченную область применения, 66130 . поскольку при наличии в анализируемом потоке пылегазовой смеси окиси углерода данное устройство не может быть использовано в промышленных системах контроля.

Кроме того, пылемер обладает значительной нелинейностью статической характеристики при малых скоростях исследуемого потока запыленной среды вследствие флуктуаций статического давления на входе устройства.

Цель предлагаемого изобретения — повышение чувствительности и точности измерений запыленности пылегазовых сопел.

Для этого электроды первичного преобразователя выполнены в виде двух струйных трубок-сопел, подключенных к источнику высокого напряжения постоянного тока, причем струйный пылемер снабжен дроссельным мостовым преобразователем, состояшим из системы автоматической компенсации влияния флуктуаций статического давления и рабочего дроссельного делителя, соединенного с плюсовой камерой дифманометра и включающего приемное сопло, струйную трубку и постоянный дроссель. При этом система автоматической компенсации влияния флуктуаций статического давления, выполненная в виде дроссельного делителя, и соединенная с минусовой камерой дифманометра, состоит из управляемого по статическому давлению сопла, струйной трубки и постоянного дросселя, пневматически связанного с источником постоянного давления питания.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого пылемера.

Первичный преобразователь анализируемого пылегазового потока состоит из струйных трубок 1 и 2, помещенных в корпус 3 пылемера с последующим потоком, скорость которого составляет V . Корпус пылемера через пробозаборную трубку 4 соединен с газоходом 5, в котором движется анализируемый поток пылегазовой смеси со скоростью V. Трубки 1 и 2, снабженные соответственно соплами 6 и 7, соединены с источником высокого напряжения (5 — 6 кв) постоянного тока через переменные резисторы 8 и 9.

К соплу 6 питания подается сжатый воздух с регулируемым давления питания Ро через регулятор 10 расхода сжатого воздуха, а приемное сопло, 7 подсоединено через постоянный дроссель 11 к источнику питания с постоянным давлением Р„„.

Система автоматической компенсации влияния флуктуаций статического давления, выполненная в виде дроссельного делителя, состоящего из управляемого по статическому давлению сопла 12, струйной трубки 13, постоянного дросселя 14 и соединительной трубки, соединяются с дифманометрами 15 и вторичным прибором 16.

Рабочий дроссельный делитель, включающий приемное сопло 7, струйную трубку 2 и постоянный дроссель 11, в совокупности с указанным дроссельным делителем системы компенсации кол:.. ",íèé статического давлсния образуют дроссельный мостовой преобразователь, реализующий дифференциальный метод измерения. Давление питания дроссельного преобразователя конт ролируется манометром 17. Редуктор 18 осуществляет при этом функции задатчика давления питания. Для обеспечения непрерывной работы пылемера в широких пределах измерения в устройстве используется пневматическая цепочка, состояшая из воздушного эжектора 19 и регулятора 20 расхода сжатого воздуха, связанная с источником питания Р„„.

Предлагаемый пылемер работает следую15 шим образом.

При движении в корпусе 3 пылемера чистого газового потока с постоянной скоростью V струи воздуха, истекающие из сопла 6 питания, отклоняются от первоначального направления, что приводит к уменьше20 нию сопротивления выхода приемного сопла

7, увеличению из него истечения сжатого воздуха, а, следовательно, к уменьшению величины давлений в рабочем и компенсационных дросселях мостового дроссельного преобразователя. В результате в мостовом дроссельном преобразователе устанавливается минимальная величина перепада давления Ь Р, измеряемого дифманометром 15.

При работе эжектора 19 (побудителя расхода пылегазового потока через устройство) в полости пылемера создается некоторое разрежение (регулируемое регулятором 20 до 53,6 кв/м ), что обеспечивает просос запыленного воздуха через пробозаборную трубку 4 и корпус 3 пылемера с постоянной скоростью V, . При постоянной скорости

З V s движенйя измеряемого пылегазового потока происходит дополнительное отклонение турбулентной струи воздуха, истекаюцей из сопла 6 питания. Причем величина этого отклонения будет изменяться с изме4в нением плотности.Рзапыленного потока газа, которая в данных условиях определяется весовым содержанием пыли и истоке газовой запыленной среды. При приложении к струйным трубкам 1 и 2 потенциалов высокого напряжения (5 — 6 кв) постоянного тока

45 в межэлектронном пространстве создается

«электрический ветер» концентрации пыли, турбулизующий измеряемый поток пылегазовой смеси и приводящий к образованию в зоне электризации локальных электрических полей.

Частицы пыли приобретают заряд, величина которого для каждой частицы зависит от ее размера, а также от величины и направления вектора напряженности локальных полей. При этом в результате влия««ния «электрического ветра» на некотором расстоянии от приемного сопла 7 возникает знакопостоянный заряд.

Направленное действие локальных электрических полей создает дополнительное элек661304 тропылевое сопротивление на выходе из приемного сопла 7, препятствуя истечению из него сжатрго воздуха, а следовательно, и свободному выходу воздуха из компенсационного дроссельного делителя. В этом случае плотность пыли газового потока в совокупности с местным воздействием локальных электрических полей по существу являются электропневматическими заслонками для сопла 7, подключенного к плюсовой камере дифманометра 15. При этом в зависимости от концентрации пыли и напряженности локальных элекрических полей в зоне электризации между трубками 1 и 2 уменьшается расход через сопло 7, а следовательно, увеличивается давление Р; в проточном рабочем делителе пневмомоста, подаваемое в плюсовую камеру дифманометра 15.

Минусовая камера дифманометра, в свою очередь, пневматически связана с дроссельным проточным делителем системы компенсации. В результате этого увеличивается перепад давлений Л Рна дифманометре,,который далее подается на вторичный прибор 16 со шкалой, проградуированной в единицах концентрации пыли П (кг/м ). Таким образом, запыленность анализируемой пылегазовой смеси преобразуется при помощи мостового струйного преобразователя в унифицированное давление сжатого воздуха (перепад и P), регистрируемое вторичным прибором 16. Причем по максимальному отклонению стрелки прямопоказывающего прибора фиксируется непрерывно в процессе измерений текущее значение запыленности потока газа.

В комплект, мостового преобразователя входит узел постоянных дросселей 11 и 14 типа П-1127 стандартной системы УСЭППА с диаметром капилляра ф 0,18 мм. Сопло 6. питания выполняется из нержавеющей стали или сплавов алюминия в форме иглы с диаметром отверстия 1 мм.

В процессе экспериментальных исследований установлено, что максимальная величина заряда Q, приобретаемая частицами большинства промышленных пылей радиуса

2 с диэлектрической постоянной, изменяющейся в пределах 2 — 4, связана с напряженностью Е„локального электрического поля в зоне электризации следующей эмпирической зависимостью (-> = (6 6 — 8 82) . 10- о21 Ел.

Последнее определяет почти полную инвариантность зарядов пыли от ее физикохимических свойств.

При этом функциональная связь перепада давления Ь P на дифманометре с расстоянием между соплами 6 и 7 — h, размерами пылевых частиц г, скоростью измеряемого

5 ПЫЛЕГЯЗОВОГО ПОТОКа Ъи м, ПЛОТНОСТЬЮ ПЫЛИ

У, давлением питания управляющей струи Ро, находится из формулы

ЬР = 38,5Pglg(l — 2,.1 ) „, где М; — значения грамм-молекулярных весов компонентов пылегазовой смеси; а; — процентный состав газовой смеси, позволяющей численно оценить влияние параметров пылегазовой смеси на чувствительность датчика.

Формула изобретения

Струйный пылемер, содержащий побудитель расхода, первичный преобразователь в виде электродов, чувствительный элемент20 дифманометр, регистрирующий прибор, ис° точник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, электроды первичного преобразователя выполнены в виде двух струйных трубок-сопел, подключенных к источни25 ку высокого напряжения постоянного тока, причем струйный пылемер снабжен дроссельным мостовым преобразователем, состоящим из системы автоматической компенсации влияния флуктуаций статического давления и рабочего дроссельного делителя, соединенного с плюсовой камерой дифманометра и включающего приемное сопло, струйную трубку и постоянный дроссель, при этом система автоматической компенсации влияния флуктуаций статического давления, выполненная в виде дроссельного делителя, и соединенная с минусовой камерой дифманометра, состоит из управляемого по статическому давлению сопла, струйной трубки и постоянного дросселя, пневматически свя40 занного с источником постоянного давления питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

45 № 121594, кл. б 01 N 15/00, 1957.

2. Торский П. Н., Миск)нас Л. К. Электронный конометр ЭКТМ вЂ” 2. М., Изд-во

АН СССР, 1963. с. 167 — 176.

3. Авторское свидетельство СССР № 425085, кл. Ci 01 N 15/00, 1969.

661304

Составитель Е. Маллер

Редактор Б. Павлов Техред О. Луговая Корректор М. Демчик

Заказ 2428/38 Тираж 1089 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4