Устройство для отбора проб газа

 

1828009

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалиотачеацщ

Рееттфиии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.07.79 (21) 2796893/22-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл.

G 01N 1/22

Государственный комитет (53) УДК 543.053 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

t.

В. К. Рочняк, М. Т. Бузоверя, В. Ф. Тарасеттктти С. М. Пивоварова i

Институт черной металлургии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГАЗА

L =La — La

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для отбора представительных среднесуточных или среднесменных проб колошникового газа и дутья при проведении газового анализатора, и может быть использовано для контроля работы доменной печи.

Известно устройство для отбора проб газа, включающее газосборник, соединенный системой вентилей и сосудов с источ- 10 ником газа (1).

Недостатками устройства являются неудобство обслуживания, ненадежность работы, невозможность обеспечения равномерности отбора колошникового газа в ко- 15 личественном отношении в единицу времени.

Известно также устройство для отбора газовых проб, включающее газосборник, пневматически соединенный с запорными 20 элементами, указателем давления и фильтром, вход которого соединен с источником газа (2).

Недостатком устройства является невозможность обеспечения равномерного отбо- 25 ра проб с высокой точностью дозирования.

Невозможность регулирования объема отбираемой пробы, отсутствие данных о ее температуре и количестве искажают информацию о составе газа. 30

Цель изобретения — обеспечение равномерного отбора проб с высокой точностью дозирования.

Это достигается тем, что устройство снабжено осушителем газа и блоком дозирования,:включающим объемный дозирующий орган с плунжером, два распределяющих и регулирующих органа с плунжерами, при этом входы объемного дозирующего органа через одни распределяющий и регулирующий органы пневматически соединены с выходом фильтра, а выходы через вторые распределяющий и регулирующий органы и осушитель газа — с входом одного из запорных элементов.

Целесообразно устройство снабжать заполненной жидкостью емкостью с указателями температуры и уровня жидкости.

Целесообразно газосборник выполнять из тонкостенного эластичного материала и размещать в емкости.

Целесообразно плунжер каждого распределяющего органа выполнять с двумя поперечными сквозными отверстиями, расстояние между осями которых где L< — расстояние между линиями подвода и отвода газа;

828009

1, = (1,1 —:2)d, где d — диаметр отверстий в плунжере.

Целесообразно плунжер объемного дозирующего органа снабжать пальцами, установленными по его середине перпендикулярно оси, объемный дозирующий и распределяющие органы располагать параллельно, а корпуса их и плунжеры выполнять с расположенными в одной плоскости продольными сквозными соосными пазами, в которых размещены пальцы, при этом длина пазов в корпусах

L, = 1,05+ 1,15 (L, + d,), где L4 — величина хода плунжера объемного дозирующего органа;

d> — диаметр пальцев, а длина пазов в плунжерах 6 3 - и

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — блок дозирования газа; на фиг. 3 — узел 1 фиг. 2; на фиг. 4 — разрез по Б — Б фиг. 2.

Устройство для отбора проб газа содержит газосборник 1, запорные элементы 2 и Ы, указатель давления 4, фильтр 5, осушитель газа 6, блок дозирования 7, включающий объемный дозирующий орган 8, распределяющие органы 9 и 10, регулирующие органы 11 и 12, заполненную жидкостью емкость 13.

Входы объемного дозирующего органа 8 через распределяющий 9 и регулирующий

11 органы пневматически соединены с выходом фильтра 5, а выходы через распределяющии 10 и регулирующий 12 органы и осушитель газа 6 — с входом запорного элемента 2. Емкость 13 снабжена указателями температуры 14 и уровня жидкости

15 и пробкои lo.

Газосборник l выполнен из тонкостенного эластичного материала, в качестве которого могут быть использованы полимерные пленки, не изменяющие качественных характеристик газа. Газосборник 1 размещен в емкости 13. В качестве жидкости, заполняющей емкость 13, может быть использована вода с антикоррозийными добавками, эмульсия, масло или другие жидкие среды, не вступающие в реакцию с материалами газосборника 1 и емкости 13. Для предотвращения высыхания воды ее поверхность может быть покрыта слоем масла.

Каждый регулирующий орган 11 и 12 выполнен в виде регулируемого дифференциального дроссельно-запорного конусного подпружиненного клапана 17, подвижно установленного в корпусе 18 с демпфирующей камерой 19, связанной через каналы

20 с полостью 21, примыкающей к конусному гнезду 22. Это ограничивает. повышение давления сверх заданного и поддержи20

L> — величина хода плунжера; при этом

65 вает его на постоянном уровне, гасит колебания клапана и уравновешивает действующие усилия, а также обеспечивает односторонний поток газа и устраняет поток

его в обратном направлении, что повышает точность дозирования и достоверность информации о составе газа.

Каждый распределяющий орган 9 и 10 выполнен в виде четырехлинейного двухпозиционного плунжерного золотника дискретного действия с полостями 23, которые связаны с окружающей атмосферой через регулируемые ограничители хода 24 и 25 с отверстиями. Каждый распределяющий орган снабжен плунжером 26, выполненным фиксируемым с помощью подпружиненных фиксаторов 27 в крайних положениях. Плунжер 26 выполнен с двумя поперечными сквозными отверстиями 28 и 29, расстояние между осями которых 1 2 где L< — расстояние между линиями подвода и отвода газа;

L> — величина хода плунжера; при этом L, = (1,1 —:2)d, где d — диаметр отверстий в плунжере.

Это обеспечивает автоматическое перераспределение потока газа, быстродействие и точность отсечки потока, что повышает точность дозирования, достоверность информации и упрощает обслуживание.

Объемный дозирующий орган 8 выполнен в виде силового пневмоцилиндра двустороннего действия с внутренним плунжером 30 и разобщенными герметичными полостями 31 и 32. Для ограничения перемещения плунжера 30 служат ограничители

ЗЗ и 34.

Объемный дозирующий орган 8, распределяющие органы 9 и 10 и регулирующие органы 11 и 12 размещены на шлифованной плате 35 с помощью винтов 36.

В корпусах объемного дозирующего 8 и распределяющих органов 9 и 10, размещенных на плате 35 параллельно, а также в плунжерах 26 выполнены расположенные в одной плоскости продольные сквозные соосные пазы 37, 38 и 39.

Объемный дозирующий орган 8 снабжен пальцами 40 и 41, установленными посередине плунжера 30 перпендикулярно его оси.

Длина пазов 37, 38 и 39.

L, = 1,05+ 1,15(L, +d,), где L4 — величина хода плунжера 30; с4 — диаметр пальцев 40 и 41; а длина пазов плунжеров распределяющих органов б 3 и

Входы и выходы элементов 1 — 12 устройства соединены между собой необходимым образом с помощью трубок 42, тройников

828009

5 ю

Зо

L=L — L, 5

43, штуцеров 44 и металлических уплотнений 45.

Для обеспечения должной герметичности клапаны и плунжеры органов 8 — 12 выполнены притертыми по фактическому размеру сопрягаемых гнезд или отверстий с зазором 0,015 — 0,025 мм, а поверхности их смазаны консистентной смазкой УСА.

Осушитель газа 6 выполнен в виде герметичного сосуда, заполненного на 0,5—

0,85 величины его объема химическим поглотителем влаги, например, серной кислотой, в который погружен на глубину

0,3 — 0,9 от его уровня сферический полый перфорированный рассекатель потока газа, образующий своим концом входной патрубок, соединенный с помощью плотной эластичной муфты с соответствующей газоподающей трубкой. Такой осушитель обеспечивает необходимое удаление влаги из пробы газа и надежную его работу без вспенивания и попадания капелек поглотителя и воды в трубопроводы, что также повышает достоверность информации и устраняет разрушение трубопроводов и места их соединений.

Указатель давления 4 выполнен в виде емкости, заполненной жидкостью, например ртутью, в которую погружена оптически прозрачная капиллярная трубка открытым концом. На трубке установлена планка с линейкой.

Указатель температуры 14 представляет собой обычный ртутный термометр с соответствующей шкалой.

Указатель уровня жидкости 15 состоит из оптически прозрачной трубки, соединенной одним концом с емкостью 13, а вторым— с атмосферой, и линейки.

Устройство работает следующим образом.

Отбираемый газ после очистки в фильтре 5 поступает в регулирующий орган 11, а затем через распределяющий орган 9 в одну из полостей 31 и 32 объемного дозирующего органа 8. Вследствие этого плунжер 30 перемещается в ту или иную сторону и выжимает порцию газа из другой полости через распределяющий 10 и pervлирующий 12 органы в осушитель газа 6.

Соединения органов 8, 9 и 10 выполнены так, что исключают прямой проход газа через эти ооганы непосредственно в газосборник 1. При проходе газа через отверстие 29 в плунжере 26 распределяющего органа 9 отверстие 28 перекрыто. В распределяющем органе 10 в это время левое отверстие плунжера наоборот перекрыто, а правое открыто. При перемещении плчнжера 30 объемного дозирующего органа 8 под действием сжатого газа проба из другой полости поступает в газосборник 1. В конце хода плунжер 30 пальцами 40 и 41, перемещающимися в пазах 37, 38 и 39, передвигает плунжер 26 в другое крайнее положение. При этом происходит перекрытие отверстий в плунжерах 26, которые были открыты, открытие закрытых отверстий и соединение с газосборником 1 другой полости объемного дозирующего органа 8. Таким образом, одна из полостей 31, 32 объемного дозирующего органа 8 всегда соединена с газосборником 1, а другая — с источником газа. Частота поступлений порций газа (доз) в единицу времени настраивается регулирующими органами 11 к 12 из расчета общего количества отобранного на анализ газа в пределах 8 — 10 л. После прохождения через осушитель G сухой газ поступает в газосборник 1, находящийся в жидкости, и охлаждается. Давление в газосборнике поддерживают несколько ниже, чем в подводящем трубопроводе, что исключает запирание регулирующего органа

12 и остановку устройства.

По объему пробы газа, приведенному к нормальным условиям с учетом температуры, давления и количества поглощаемых паров воды, определяют влажность газа, являющуюся функцией использования водорода в реакциях восстановления окислов железа, Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб газа, содержащее газосборник, пневматически соединенный с запорными элементами, указателем давления и фильтром, вход которого соединен с источником газа, о тл и ч а юще ес я тем, что, с целью обеспечения равномерного отбора проб с высокой точностью дозирования, оно снабжено осушителем газа и блоком дозирования, включающим объемный дозирующий орган с плунжером, два распределяющих и регулирующих органа с плунжерами, при этом входы объемного дозирующего органа через одни распределяющий и регулирующий органы пневматически соединены с выходом фильтра, а выходы через вторые распределяющий и регулирующий органы и осушитель газа — с входом одного из запорных элементов.

2. Устройство по п. 1, отл ич а ющееся тем, что оно снабжено заполненной жидкостью емкостью с указателями температуры и уровня жидкости.

3. Устройство по п. 1, отлич а ющеес я тем, что газосборник выполнен из тонкостенного эластичного материала и размещен в емкости.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что плунжер каждого распределяющего органа выполнен с двумя поперечными сквозными отверстиями, расстояние между осями которых

828009

14

mug где L< — расстояние между линиями подвода и отвода газа;

L> — величина хода плунжера; при этом L, = (1,1 2)d, где d — диаметр отверстий в плунжере.

5. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что плунжер объемного дозирующего органа снабжен пальцами, установленными по его середине перпендикулярно оси, объемный дозирующий и распределяющие органы расположены параллельно, а корпуса их и плунжеры выполнены с расположенными в одной плоскости продольными сквозными соосными пазами, в которых размещены пальцы, при этом длина пазов в корпусах

L, = 1,05+ 1,15 (L, + d,), 5 где L< — величина хода плунжера объемного дозирующего органа;

d> — диаметр пальцев, а длина пазов в плунжерах Lg=Lg Lÿ.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 393639, кл. G 01N 1/22, 1970.

1б 2. Авторское свидетельство СССР № 392375, кл. G 01N 1/22, 1971.

828009

А-А л

zr

Составитель С. Фатеева

Техред А. Камышникова

Корректоры: Л. Орлова и E. Осипова

Редактор T. Клюкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 907/15 Изд. № 324 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5