Способ отбора проб газов иустройство для его осуществле-ния

 

„„819613

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистмческих

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.12.78 (21) 2697778/25-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 N 1)22

Гюсударстеенный комитет

СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 543.053 (088.8) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 09.04.81 (?2) Автор изобретения ф. Б. Байбаков

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОТБОРА ПРОБ ГАЗОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технике пробоотбора и может быть использовано при анализе сжатых газов с целью определения содержания пыли и масляных взвесей.

Известен способ отбора газов, заключающийся в отводе газа из магистрального трубопровода через зонд и отборную трубку к анализному устройству, в качестве которого используют, например, аналитический фильтр, осадительную колонку, фотоэлектрический счетчик (1) .

Однако, так как эффективность работы анализных устройств обеспечивается лишь при малых скоростях анализируемого газа при этом способе и соответствующим ему устройствах не обеспечивается равенство скоростей течения дисперсной среды в отборной трубке и в основном потоке и, следовательно, не обеспечиваются условия изокинетического отбора проб. Кроме того, при малых скоростях анализируемого газа происходит осаждение примесей в отборной трубке. Все это в значительной мере ухудшает представительность пробоотбора и снижает точность анализа указанным способом.

Известен также способ отбора сжатого газа, включающий подвод газа из магистрального трубопровода через зонд и отборную трубку к анализатору и в байпасную линию, причем в процессе пробоотбора расход газа регулир;.от таким образом, чтобы линейные скорости в отборной трубке и в магистральном трубопроводе были равны между собой (2).

С помощью этого способа можно достичь более высокой точности анализа газов по сравнению с другими известными способами.

Данный способ является наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Способ осуществляют устройством, включающим зонд, отборную трубку, регулирующие вентили и анализатор.

Недостатком этого способа и соответствующего ему устройства является невозможность получения изокинетического режима движения дисперсной среды в анализной и байпасной линиях.

При нарушении изокинетичности концентрация отобранных частиц не будет равна

819613 концентрации дисперсной среды в потоке, поэтому анализируемая проба газа не будет представительной.

При неизокинетическом отборе пробы имеют место следующие случаи: линейная скбрость газа на входе в анализное устройство меньше линейной скорости газа в отборной трубке V< (V„p, линейная скорость газа на входе в анализное устройство больше линейной скорости газа в отборной трубке Ъо >Чдр. В первом случае дисперсная среда отстаивается перед входом анализного устройства и в результате имеет место занижение концентрации частиц в пробе. Во втором случае имеет место завышение концентрации частиц по отношению к концентрации дисперсных частиц в потоке газа. Это является справедливым для частиц, обладающих малыми размерами и инерционностью.

При наличии крупных частиц в составе дисперсной среды они пересекают в силу инерции линии тока и могу менять результаты анализов на обратные.

Целью изобретения является повышение представительности пробы.

Указанная цель достигается тем, что газ подводят в байпасную линию и на вход в анализатор при равной линейной скорости.

Целесообразно отборную трубку на выходе снабжать конической камерой с установленным в ней с возможностью перемещения пробозаборным патрубком, установленным коаксиально конической камере и соединенным с анализатором.

Наиболее достоверный результат при отборе пробы и анализе получают в случае расположения ввода параллельно ламинарному основному потоку дисперсной среды в невозмущенной его части при соблюдении условий изокинетичности.

Таким образом, для обеспечения изокинетических условий отбора пробы необходимо обеспечить равенство линейной скорости газа на входе анализного устройства V и линейной скорости газа, отводимого в байпасную линию Vp при котором не будет искривлений линий тока.

С учетом V< const и изменяемой в широких пределах линейной скорости газа V<> в отборной трубке в зависимости от линейной скорости газа V„в магистральном трубопроводе, уравнивание скоростей Va, = Vg достигают изменением поперечного сечения выходного участка отборной трубки.

На фиг. 1 изображен случай, когда линейная скорость газа на входе в анализатор меньше линейной скорости газа в отборной трубке V (V на фиг. 2 — линейная скорость газа на входе в анализатор больше линейной скорости газа в отборной трубке 7с„>Чпр, на фиг. 3 — линейная скорость газа на входе в анализатор равна линейной скорости газа в отборной трубке и линейной скорости газа, отводимого в байпасную ли о го

25 зо

55 нию V = Vnp = Vg; на фиг. 4 — схема устройства.

Устройство для отбора проб газов включает следующие элементы. В прямом участке магистрального трубопровода 1 системы газоснабжения установлен пробоотборный зонд 2, входное отверстие которого направлено навстречу потоку газа. Для того, чтобы не нарушался поток течения аэрозолей, входная часть зонда выполнена тонкостенной.

Зонд 2 соединен с запорным вентилем 3 и отборной трубкой 4. Для предотвращения конденсации паров жидкостей отборная трубка 4 имеет теплоизоляцию 5 и подогревается, а для предотвращения сорбции взвешенных частиц ее внутренняя поверхность выполнена полированной.

К выходному участку отборной трубки присоединены коническая камера 6 с пробозаборным патрубком 7 со стороны основания. Пробозаборный патрубок выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении конической камеры, что обеспечивается уплотнением 8, и соединен с запорным вентилем 9 и анализатором 10 состава.

Для безотрывности газового потока и равномерного распределения дисперсной среды в расширяющемся газовом потоке камера выполнена с малым углом при вершине конуса ((15 ).

В основании конической камеры выполнены отверстия 11 для отвода газа в байпасную линию 12 через вентиль 13.

Расход газа через анализатор состава и байпасную линию контролируется через ротаметрические индикаторы 14 и 15 расхода.

Устройство работает следующим образом.

Открывают вентиль 3 и через отборную трубку с помощью регулирующего вентиля и ротаметрического индикатора расхода

15 устанавливают расход газа, при котором обеспечивается равенство линейных скоростей течения дисперсной среды в отборной трубке Ъ „р и магистральном трубопроводе V„

Затем, принимая во внимание заданный расход газа через анализатор V© const u расход в байпасной линии, при котором обеспечивается равенство Vn — — V>, перемещают пробозаборный патрубок в осевом направлении до такого поперечного сечения конической камеры, при котором соотношение их диаметров обеспечивает равенство линейных скоростей на вход анализатора и в байпасной линии Vm = Vg. Величину перемещения пробозаборного патрубка в конической камере определяют по номограмме и контролируют по длине его участка, выступающего из камеры.

После открытия вентиля 9 газ изокинетически течет в анализатор состава, при этом обеспечивается требуемая представительность пробы и точность анализа.

Предложенный способ отбора проб газов и устройство для его осуществления позво8i9613 ляют отбирать достоверные пробы газов из технологических трубопроводов, находящихся под давлением.

Формула изобретения

1. Способ отбора проб газа, включающий подвод газа из магистрального трубопровода через зонд и отборную трубку к анализатору и в байпасную линию с равными линейными скоростями движения газа в отборной трубке и в магистральном трубопроводе, отличающийся тем, что, с целью повышения представительности пробы, газ подводят в байпасную линию и на вход в анализатор при равной линейной скорости.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее зонд, отборную трубку, регулирующую арматуру и анализатор, отличаюи1ееся тем, что отборная трубка на выходе снабжена конической камерой и установленным в ней с возможностью перемещения пробозаборным патрубком, установленным коаксиально конической камере и соединенным с анализатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 180411, кл. G 01 N 1/22, 1963, 2. ГОСТ 3022-70, с. 4 (прототип).

819613

Составитель А. Бочков

Редактор Л. Курасова Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 1288/18 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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