Устройство для определения концентрации твердой фазы в жидких средах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтовскомь свидетельствь

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 976357 (61 ) Допол к н тел ьиое к а вт. с «ид-«у

1 (51)М. Кл .

5 Ol Й 21/85 (22) За««лене 08.07.80 (21) 2953452/18-25 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (53) УДК 535.242 (088.8) ho делам изобретений к открытий

Опублкковано23.11.82. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 26. 11.82 (72) Авторы изобретения

К. М. Блажковский, В. Г. Хорошунов, А. Ф. Лона и В. А. Никитенко

Ворошиловградский филиал Государственного прое тно«,",;., конструкторского и научно-исследовательского и титу а, ::. йй, по автоматнавппп угольной промымпанноо .П

"Гипроуглеавтоматизация

- -=.: м тп (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ B ЖИДКИХ

СРЕДАХ

Изобретение относится к устройствам для непрерывного автоматического определения концентрации твердой фазы в жид. ких средах.

Известно устройство для определения концентрации твердой фазы в жидких сре5 дах путем просвечивания плоской струи жидкости $1).

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройст во для определения концентрации твердой фазы в жидких средах, содержащее источ- is фик, света и последовательно расположенные по ходу излучения коллимирующую линзу, плоскую насадку с окном для просвечивания, образованным боковыми направляющими, являющимися продолжением боковых стенок насадки и выходными кром ками длинных стенок насадки, .и фотоприемйик 23

Недостатком известного устройства является невозможность поддержания постоянной толщины плоской струи жидкости в процессе просвечивания ее световым потоком, так как при переходе жидкости из цилиндрического трубопровода в плоскую насадку создаются местные сопротивления.

Поток жидкости становится турбулентным, частицы жидкости в сечении отверстия движутся по непараллельным между собой траекториям, что обуславливает изменение площади поперечного сечения струи по выходе ее из отверстия. При этом наблюдается также и изменение формы струи (так называемое явление инверсии струи), в основном вызываемое действием сил поверхностного натяжения, что особенно проявляется при истечении через некруглые отверстия. Боковые направляющие, выполненные в виде плоских пластин и предназначенные для удержания постоянной тол- щины, не обеспечивают стабильность плоской струи, что вызывается перечисленны976357 4

3 . ми причинами и, кроме этого, как пока„зали эксперименты, наблюдается отрыв струи от плоской поверхности боковых направляющих, вызываемый сжатием струи

1 при инверсии ее), кроме этого, стенки насадок создают сопротивление перемещению потока жидкости в ней. При этом эпюра скоростей такова, что скорость перемещения элементарных частиц жидкости уменьшается по нш1равлению от продольной оси до боковых стенок насадки. Это нарушает равномерность и стабильность плоской струи, что снижает точность определения концентрации твердой фазы в жидкостид

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник щ света и последовательно расположенные по ходу излучения коллимирующую. линзу, плоскую насадку с окном для просвечивания, образованным боковыми направляющими, являющимися продолжением бо- 25 ковых стенок насадки и выходными кромками длинных стенок насадки, и фотоприемник, боковые направляющие выполнены в виде полых полуцилиндров и по всей своей длине имеют равномерно расположенныеЗО отверстия. в виде капилляров, а выходные кромки длинных. стенок насадки выполнены в виде кривой, конгруэнтной эпюре скоростей потока жидкости.

На фиг. 1 изображена схема устройства; З5 на фиг. 2 — плоская насадка.

Устройство состоит из источника 1 света, фотоприемника,2, установленной междуними плоской насадки 3, линзы 4, диафрагмы 5. 40

Плоская насадка (фиг. 2) имеет боковые стенки насадки 6, продолжением которых являются боковые направляющие 7, Боковыми направляющими 7 и выходными кромками 9 длинных стенок 8 насадки об- 5 разовано окно 10 для просвечивания.

Боковые направляющие 7 выполнены в виде полукругов и снабжены равномерно расположенными отверстиями 11 в виде капилляров.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемая жидкость под постоянным давлением из напорной емкости поступает в плоскую насадку З..Световой по- 55 ток от источника l света через линзу 4 просвечивает поток жидкости, проходящий через окно 10 насадки, которое образовано боковыми направляющими 7 (фиг. 2) и выходными кромками 9 длинных стенок насадки, затем световой поток попадает на фотоприемник 2. После выхода иэ насадки по укаэанным причинам, стабильность струи (по ее структуре и толщине) может ,.ухудшаться. С целью устранения указанных недостатков и удержания стабильной струи жидкости в зоне просвечивания насадка снабжена двумя боковыми направляющими

7, выполненными в виде полукругов и являющимися продолжением боковых стенок насадки 6, что способствует уменьшению местных сопротивлений. Кроме этого, форма боковых направляющих препятствует сжатию струи и отрыву ее от поверхности боковых направляющих. Боковые направляющие по всей своей длине имеют равномерно расположенные отверстия в виде капилляров 11, в которых задерживается жидкость и соэдается пограничный слой жидкости, который отделяет основной поток жидкости от соприкосновения с поверхностью боковых направляющих, тем самым уменьшается сопротивление перемещению жидкости, т.е. эпюра скоростей перемещения элементарных частиц ж щкос- ти несколько выравнивается, что создает условия для увеличения ламинарности потока, т.е. для увеличения стабильности струи.

Выходные кромки 9 длинных стенок насадки выполнены в виде кривой, конгруэнтной эпюре скоростей элементарных частиц потока жидкости, в результате чего изменение скоростей в потоке, в направлении от боковых стенок до продольной оси насадки, получается более плавным и незначительным, что положительно влияет на ламинарность струи.

В результате указанных мер плоская струя по своей структуре и толщине получается стабильной, что существенно влияет на точность определения содержания твердой фазы в жидкости. фор мула изобретения

Устройство для определения концентрации твердой фазы в жидких средах, содержащее источник света и последовательно расположенньпЬ1по ходу излучения коллимирующую линзу, плоскую насадку с окном для просвечивания, образованным боковыми направляющими, являющимися продолжением боковых стенок насадки и выходными кромками длинных стенок насадки, и фотоприемник, о т л и ч а ю щ е е5 97 6357 6 с я тем, что, с целью повышения точнос- Источники информации

I ти измерений боковые направляющие вы- принятые во внимание при экспертизе полнены в виде полых полуцилиндров и по всей своей длине имеют равномерно распо- 1. Авторское свидетельство СССР ложенные отверстия в виде капилляров, а 3 N 311183» кл. G 01 N 21/ОО! выходные кромки длинных стенок насад- 2. Авторское свидетельство СССР ки выполнены в виде кривой, конгруэнтной М 457016, кл. G 01 N 21/00, 1972 эпюре скоростей потока жидкости. (прототип }. фиг.1 б

1 I I(< ° 111

I

Составитель С. Бочинский

Редактор Л. Гратилло Техред T.Маточка Корректор Е. Рошко

Заказ 8995/7 1 .Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4!

I ! ю<

1 ю (

< 1

I

1<

II«, Iю< (

1 ю

<(ю(< ю ° < °

1! ° < (1<<, ю

I ° I ю «, °

I t

° (I ю

° °

<ю! ! I <

1 « (< ю!

1!

II

< I

< !!

I 1

< ю

1

I (, 1 !

1 I

I 1

I I 1

I I f

1 <

I I

1 ю

I

< 1

<1<

I 1

< I <

1 (< (

I I

1 1(<

1 <11

1

I((. ! ю <.

f I

< 1 1

« 11 ! ю

1<

II<

<<ю. °

° ° ! <1 °

<11

«<

< I ю

I °

I Ю

I

1(,11

111 1

I (((l

11 <

11<1

11<

1 I

I f

<(« ((!

<1 I

1! I <

° 1

< ° ю ° <

I 1 °

° I

° ° 1

I

I< (f I ю 1

1 1

1 °

1

l!

1

I (1

< 1

° °!

I °

° <

1 ю

I I

11<

11!

1<

l l<

111

11<

111

11 °

11<

1!1

1 1

1(<

11<

If!

1!

1 <

111 (l<

II<

11!

IlI

lIl