Устройство для приготовления микроконцентрации газовых смесей Советский патент 1984 года по МПК B01F3/02 G05D27/00 

Изобретение относится к устройства приготовление микроконцентраций газо вых смесей и может быть использован для метрологического обеспечения ан литической аппаратуры (газоанализаторов, хроматографов и т.п.) в процессе разработки, градуировки и периодической настройки во время эксплуатации. Известно устройство для получени микроконцентраций газовых смесей, состоящее из четырех секций смешива ния, собранных из стеклянных капилляров, электролизера, канала сброса и гидрозатворов на выходе устройства. Данное устройство представляет собой многоступенчатый делитель потока, где в первой ступени секции смешиваются чистые газы, в следующе ступени (секции) - чистый газ и газовая смесь из первой ступени и т.д. При этом основной поток смеси идет на сброс.Для получения смеси всех диапазонов измеряемых концентраций, требуются как минимум три ступени разбавления СОНедостатками такого устройства являются.. большая затрата чистых газов (особенно газа-примеси) и потребность очень точного измерения газовых потоков во всех ступенях разбавления (для определения выходн концентрации смеси). Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство содержащее регулятор давления газапримеси, регулятор расхода газа-раз бавителя, генератор импульсов, образцовые манометры, соединенные при помощи трубопроводов с узлом смешивания . Работа этого устройства осно вана на периодическом дозировании определенных объемов газа-примеси в газ-разбавитель при псмощи вращающегося крана-дозатора 2 3Недостатком известного устройств является небольшая частота дозирования (дозируемый объем требует про дувки как в положении заполнения, так и вположении дозирования).Не большая частота дозирования требует большого объема для сглаживания пульсаций концентрации смеси на выходе смесителя, что существенно увеличивает время выхода устройства на рабочий режим при изменениях концентрации смеси. Узкий диапазон частоты дозирования при-помощи кранадозатора предопределяет и узкий диапазон задаваемых концентраций смеси. Целью изобретения является сокращение времени приготовления газовой смеси заданной концентрации, расширение диапазона приготовляемых микроконцентраций и экономия чистых газов. Указанная цель достигается тем, TO устройство для приготовления микроконцентраций газовых смесей, включающее регулятор давления газа-примеси, регулятор расхода газа-разбавителя, генератор импульсов, образцовые манометры, соединенные трубопроводами с узлом смешивания, дополнительно снабжено регулятором давления газовой смеси и вентилем тонкой регулировки, а узел смешивания выполнен в виде магнитного клапана дозировки газа-примеси, смешивания и гомогенизации газовой смеси, при этом электрический вход узла смешивания соединен с генератором импульсов, его первый разовый вход - с регулятором давления газа-примеси, второй газовый вход - регулятором расхода газаразбавителя и направлен в узел смешивания перпендикулярно по отношению сопла подачи газа-примеси и тангенци- . ально по отнршеник узла смешивания, выход которого соединен с.регулятором давления газовой смеси и вентилем тонкой регулировки. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для приготовления микроконцентраций газовой смеси; на фиг. 2 конструкция узла смешивания; на физ. 3 - разрез А-А на фиг. 2. I . Устройство для приготовления микроконцентраций газовых смесей (фиг. 1) состоит из регулятора. 1 давления газа-примеси, связанного при помощи трубопровода 2 с узлом 3 смешивания, выполненным в виде магнитного клапа,на. К трубопроводу 2 подключен также образцовый манометр 4 для измерения давления на входе узла 3 смешивания. С узлом 3 смешивания при помощи трубопровода 5 соединен измерительрегулятор 6 расхода газа-разбавителя. К выходу узла 3 смешивания при помощи трубопровода 7 подсоединены регулятор 8 давления для регулирования давления на выходе узла 3 смешивания, образцовь1Й манометр 9 и вентиль 10 тонкой регулировки. К узлу 3 смешивания электрически подключен генератор 11 импульсов для подачи управляющих импульсов в узел 3. Кроме того обозначены вход 12 регулятора 1 давления, вход 13 измерителя-регулятора 6 расхода ri общий выход 14 устройства, .Выполненный в виде магнитного клапана узел 3 смешивания включает (фиг. 2) корпус 15, дроссел 16, соприкасающийся с дросселем 16 якорь-смешиватель 17. Газ-разбавител подается в узел 3 смешивания через вход 18, газ-примесь - через вход 19 Узел 3 смешивания содержит также сошю 20 газа-примеси, обмотку электромагнита 21 и выход 22 газовой смеси. Устройство для приготовления микрокойцентраций газовых смесей-работает следующим образом. На входы 12 и 13 соответственно регулятора 1 давления газа примеси и измерителя-регулятора 6 расхода газа-разбавителя подаются потоки газа, соответственно газа-примесей и газа-разбавителя. Регулятор 1 давления поддерживает постоянное давление на входе узла 3 смешибания а регулятор 8 давления - выходное давление узла 3 смешивания. Узел 3 смешивания, выполненный в виде маг нитного клапана, управляется импульсными сигналами, длительность и частота следования которых с боль шой точностью поддерживается генера тором 11 импульсов. Расход газа-раз бавителя устанавливается измерителе регулятором расхода 6,Трубопроводы 2 примеси и 5.газа-разбавителя соединяются в узле 3 смешивания, что полностью исключает непродуваемые объемы в трубопроводах 7 смеси после . узла 3 смешивания, обеспечивая хорошее динамическое смешивание газов. Передвижение элемен-та 17 смешивания газовой смеси обеспечивает хорошее смешивание и гомогенизацию газовой смеси. Вентиль 10 тонкой регулировки, установленный в выходной траверсе 14, служит для .установки нужного расхода смеси. Создание конструкции устройства на базе смешивания, выполненного в виде магнитного клапана, позволяет дозировать газ-примесь в узел смешивания очень маленькими и точными порциями с большой частотой. Газ-разбавитель, выходящий из сопла, расположенного перпендикулярно относительно сопла газа-примеси, обеспечивает постоянное продувание порций газа-примеси в узел смешивания.В узле смешивания осуществляется интенсивное смешивание смеси газов вследствие вихревого движения, создаваемого . струей газа, выходящей из сопла газа-разбавителя, расположенного тангенциально относительно стенки камеры смешивания и движущегося возвратно-поступательно в камере смешивания соответствующего элемента. При этом полностью обеспечивается быстрое получение газовых смесей необходимых микроконцентраций, что сутцественно сокращает расход дорогостоящих и дефицитных газов-примесей.

А-А

фиг 3

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МИКРОКОНЦЕНТРАЦИЙ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, включающее регулятор давления газапримеси, регулятор расхода газа-разбавителя , генератор импульсов, образцовые манометры, соединенные трубопроводами с узлом смешивания, о тличающееся тем, что, с целью сокращения времени приготовления смеси заданной концентрации, расширения диапазона приготовляемых микроконцентраций и экономии чистых газов, оно дополнительно снабжено регулятором давления газовой смеси и вентилем тонкой регулировки, а узел смешивания выполнен в виде магнитного клапана дозировки газа-примеси, смешивания и гомогенизации газовой смеси, при этом электрический вход узла смешивания соединен с генератором импульсов, его первый газовьА вход - с регулятором давления газа-примеси, второй газовый вход - с регулятором расхода газа-разбавителя и направлен в узел смешивания перпендикулярно по отношению сопла подачи газа-примеси и тангенциально по отношению узла смешивания, выход которого соединен с регулятором давления газовой смеси и вентилем тонкой регулировки.