Устройство для регулирования соотношения газовых потоков (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК G05D11/02 

Изобретение относится к регулированию соотношения газовых потоков и разбавления концентрированных газовых- сме сей, конкретнее к устройствам разбавле ния анализируемого компонента путем смешения двух газовых потоков, изменение которых осуществляется изменение расхода либо одного из потоков, либо обоих, и может быть использовано в га аналитическом приборостроении преимущественно для анализа газовых смесей с высокой концентрацией анализируемого компонента с помощьК) газоанализаторов мшфоконцентраций, в устройствах приготовления газовых .смесей, необходимы для , настройки и проверки газоаналитическрй аппаратуры, а также в любой области, требующей разбавлени или смешения газов. Известно устройство для разбавления газовой смеси, содержащее эжектор-сме ситель со штуцерами подвода первого и второго потоков газа, регул5ггор сопротивления BfToporo потока, задатчик и проточную емкость. Второй поток газа подается в проточную емкость, откуда через регулятор сопротивления, устанав ливающий величину расхода, поступает на вход эжектора-смесителя. Первый по ток газа через задатчик расхода nocTj пает на сопло эжектора-смесителя, на выходе которого происходит смешение двух потоков l Известное устройство характеризует ся недостаточной точностью и нестабиль НОСТЬЮ рабО7с1. Известно устройство с режимом работы, j при котором изменение расхода первого потока через сопло эжекторасмесителя влечет кратное изменение перепада давления на входе эжекторасмесител 4 содержащее эжектор-смеситель, к входу которого подключен пет левой трубопровод. К петлевому трубопроводу через газовые клапаны подсоединены сопротивления для отбора второго потока газа под атмосферным давлением из проточной емкости. При подаче первого потока на сопло эжектора-смесителя в любой точке петлевого труботфовода розбуждается постоянный отрицательный перепад давления относительно атмосферного. При условии линейных характеристик зависимости пер пада давления в петлевом трубопроводе от расхода первого потока газа и зависимости расхода второго потока газа от перепада давления на с(Я1ротн лени51Х в устройстйе автоматически поддерживается посл-оянный коэффициент разба&ления, т.е. соотноше)гаерасходов двух потоков газа Sf . Однако в известном устройстве характеристика зависимости отрицательного перепада давления в петлевом трубопроводе нелинейна и может быть только линеаризована. Кроме того, она зависит от суммарного расхода второго потока газа в петлевом трубопроводе, сопротивления нагрузки на выходе эжектора-смесителя, температуры окружающейсреды и Щ)угих возмущений. Указанные возмущения тфиводят .к изменению коэффициента пропорциональности этой характеристики эжектора-смесителя с петлевым трубоПРО.ВОДОМ, и уменьшению диапазонаее линейризованного участ,ка, что уменьшает точность, приводит к нестабильности со- отношения расходов двух потоков газа, ; уменьшению возможного расхода разбавленной смеси на выходе эжектора-смесителя, а также к отсутствию прак -ичеокой возможности транспортировать раэбайленнуК) смесь к потребителю. Установленные на линиях прохождения второго потока газа коммутационные клапаны сЬ временем теряют работоспособность нз-оа прямого контакта при работе с агрессивным газом в качестве второго потока, тем самым снижая надежность устройства в эксплуатации. . . Цель изобретения - повышение, точности и надежности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем первый эжекг- тор, сопло которого соединено с каналом подвода первого потока газа, на котором установлен регулятор расхода, а вход с выходом сопротивления, вход которого соединен с каналом подвода второго потока газа, введены второй эжектор, сумматор, задатчик давления, вход которого соединен с первым входом сумматора, второй и третий входы которого соединены соответственно со входсил и выходом сопротивления, выход - с соплом второго эжектора, вход которого соединен с входом сопротивления, а вььход каналом сброса. По второму варианту в устройство для регулирования соотношения газовых потоков, содержащее канал подвода первого потока газа, первый эжектор, вход которого соединен с выходом первого c«iротивлення, вход которого соединен с каналом- подвода второго потока газа. введены сумматор, второй эжектор и вто ,рое сопротивление, вход которого соедннен с каналом подвода первого потока газа и первым входом сумматора,, выход - с соплом первого-эжектора и вторым входом сумматора., третий и чет вертый входы которого соединены соответственно с выходом и входом первого сопротивления, . выход - с соплом второго эжектора, вход которого соединен с входом первого сопротивления, а выход с каналом сброса На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства,. первый вариант; на фиг, тоже, второй вариант. Устройство по первому варианту (фиг.1) содержитКанал 1 подвода-перво го потока газа, регулятор 2 расхода, первйй эжектор 3, сопротивление 4, сумматор 5, второй эжектор 6, канал 7 подвода второго потока газа, ;задатчик 8 давления и канал 9 сброса. Устройство по второму варианту {фиг.2) содержит канал 1 подвода первого потока газа, первый эжектор 3, первое сопротивление 4, сумматор 5, второй эжектор 6, канал 7 подвода второго потока газа, канал 9 сброса и вто рое сопротивление 1О. Канал 1 подвода первого потока газа соединен с соплом первого эжектора 3 в первом варианте через регулятор расхода 2, а во втором варианте - через.вто рое сопротивление Ю. В обоих, варианта вход впгорого эжектора 6 соединен .с кан лом 7 подвода второго потека газа и ерез, сопротивление 4 - с входом первого эжектора 3, выход - с каналом Э сброса, сопло - с выходом сумматора 5 По первому варианту первый вход сумм тора 5 соединен с выходом задатчика 8 давления, а второй и третий входы соответственно - с входом и выходом ССЛ1ротивления 4. По второму варианту первый и второй входы сумматора 5 со&динены соответственно с входом и выходом второго сопротивления 10, а третий и четвертый входы соответственно - с входом и выходом первого сопроти&ления 4, Первый поток, газа по первому варианту (фиг.1) через регул.5ггор 2 расхода, а ло второму варианту (фис. 2 ) через второе сопротивление 10 поступае на сопло первого эжектора 3, который на своем входе и на выходе со№ротивления 4 создает разрежение в завв аимости от расхода через сопло. Значение расхода первого потока в первом варианте задается регулятором 2 расхода и оно постоянно, а во втором варианте оно зависит от величины давления на рходе второго сопротивления 1О и пневматических параметров сопротивления 1О ипервого эжектора 3. .Второй потокгаза в обоих вариантах поступает на вход первого эжектора 3 через сопро- . тивлеггае 4 от канала 7 подвода второго потока газа, при этом значение расхода второго потока определяется значением сопротивления 4 и перепадом давления на нем. Сумматор 5 непрерывно в следящем режиме сравнивает значение перепада давления первого потока на сопротивлении 4 по первому варианту со зн-ачением давлеггая на выходе задатчика 8 давления, а по второму варианту значеш1ем перепада давления на вочэром сопротивлении 1О и в обоих вариантах обеспечивает равенство значений этих давлений путем форкгарования на своем выходе сигнала в виде постоянного давления воздуха, которое поступает на сопло второго эжектора 6 и которому соответствует вполне определе ное значение разрежемте на его входе. При нарушении указанного равенства зна- . чений давлений происходит изменение сигнала на выходе сумматора 5 и, следовательно, происходит изменение раэрежения на входе второго эжектора 6 до тех пор, пока не восстанавливается равенство установле1а1ых заранее значений давлений. Таким образом обеспечивается равенство соотношения двух потоков, один из которых поступает на сопло, второй - на вход первого эжектора 3., Устройство автоматически поддерживает установленное соотношение двух потоков по :первому варианту при уело-. ВИИ неизменности величины сопротивлэния 4 и давления на выходе задатчи- ка 8 давления, а по второму варианту при условии линейной либо аддитивной зависимости расхода от перепада давления на сопротивлениях 1О и 4. Соотношение двух газовых потоков стабильно в .широком диапазоне изменения величины расхода на входах первого эжектора 3 и второго эжезктора 6, величины нагрузочного сопротивления на выходахi эжекторов 3 и 6, величины окружающей температуры, влажности и атмосферно го давления, а также давления в канале 7 подвода второго Потока газа. Входы сумматора 5 могут быть надеж51О

но защищены известными способакга от воздействия агрессивного газа при его прохождении через канал 7 подвода второго потока газа. Изменение соотношения потоков осуществляется по первому варианту путем изменения давления на выходе аадатчика 8 давления, а по второму варианту - значения второго сопрощвления 10, либо по обоим вариантам путем изменения значения сопротивления 4, УстроЛзтво позволяет подключать на выжоае эжекторов сопротивление

/

5223

например, в виде трубопроводов, что в условиях эксплуатации открывает воэможность транспортировки полученной смеси к потребителям на расстояние.

Устройство может смешивать агрессивные газы, находящиеся как под давлнием, так и под разрежением, допускает подключение пневмосопротивпения на выходе смеси. Кроме того, в устройст ве уменьшено влияние возмущающих факторов на стабильность значения соотношения газовых потоков.

-

/Ч

1. Устфойство для регулщювания соотношения газовых потоков, сод ждщее первый эжектор, ссошо которого соодинено с каналом подвода первого потока газа, на котором установлен регулят) расхода, а вход - с выходом сопротивления, ВХОД которого соединен с каналом подвода второго потока газа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, В него введены второй эжектор, сумматор и задатчик давления, выход соединен с первым входом сумматора. второй и третей ВХОДЫ котророго соединены соответственно с входом и выходом сопротввоюния, ВЫХОД -с сошюм BTOpOTXJ эжектора, ВХОД которого соединен с вхсдом : сспрЬтивления, а выход - с каналом . 2. Устройство для регулирования с ошошения газоилх потоков, ссщержашее канал подвода первого потока газа, эжектсф, ВХОД которотч сое|Динен с ВЫХОДОМ n ffioro сопротивлеяия, вход которого соединен с каналсни подведи второго потока газа, отличающеес я тем, что , с целью повышения точности к надежности устройства, в него введены сумматор, второй эжектор и вто рое ссшротявление, вход которотх соеди(Л нен с каналом подвода потока газа и першлм входом суммат ч 1 выход с сошюм эжектора и вторым входом сумматора, третий и четвертый ВХОДЫ которого собпанешд соответственно с ВЫХОДОМ В ВХОДОМ ЛЕВОГО сопротивления, ВЫХОД г с сошюм эжектора, ВХОД которого соединен с входом первого сслфотивленвя, а вызссю - с каналом сброса.

8

10

f ( Г

7

$

и.г.1