Устройство для приготовления газовой смеси Советский патент 1985 года по МПК B01F3/02 G05D27/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть иснользовано для приготовления газовой смеси для настройки, градуировки и поверки газоаналитической аппаратуры.

Известно устройство для приготовления газовой смеси, содержащее смеситель, патрубки исходного газа и газа-разбавителя, капилляры и маностаты с устройствами для изменения расхода и распределителями потока 1.

Недостатком этого устройства является то, что регулирование давлений на капиллярах проводится в каждом из каналов в отдельности, а это значительно увеличивает время установления равновесия в системе. Режим работы устройства зависит от изменения давления на выходе, что требует от оператора постоянного внимания и при необходимости осуществлять регулировку величины потоков исходного газа и газаразбавителя. Возможно попадание жидкости из маностата в капилляры, например при подключении к установке в нерабочем состояниц газоанализатора с включенным устройством отбора пробы.

Кроме того, использование стеклянных маностатов с указателями уровня и емкостей с жидкостью значительно затрудняют транспортирование установки и делают почти невозможным использование ее в условиях поста контроля загрязнения среды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для приготовления газовой смеси, содержащее источники дозируемого газа и газа-разбавителя, задатчик давления сбросового типа, установленный в линию, соединяющую входные каналы, струйный вихревой смеситель и звуковые сопла, используемые в качестве дросселирующих элементов 2.

Недостатком известного устройства является необходимость поддержания критического режима истечения из сопел струй газов, что накладывает высокие требования на стабилизацию входного давления. Так как задатчик давления находится в сбросовой линии, то при получении газовых смесей, один из компонентов которых - агрессивный газ, надежность этой установки весьма невелика. Использование в качестве дросселирующих элементов калиброванных звуковых сопел вызывает необходимость создания в каналах потоков смешиваемых газов с большим расходом и влечет за собой применение специального сложного смесителя для улучшения гомогенизации смеси.

Изготовление сопел представляет собой трудоемкую операцию, поэтому они в производственных условиях не применяются.

Кроме того, использование сопел не дает возможности получать газовые смеси в широком диапазоне концентраций.

Цель изобретения - повышение точности, стабильности и надежности при получении агрессивной газовой смеси.

Указанная цель достигается тем, что в 5 устройстве для приготовления газовых смесей, содержащем источники дозируемого газа и газа-разбавителя, задатчик давления, дросселирующие элементы, входные каналы которых соединены, задатчик давления с регулированием «после себя установлен

0 в канале неагрессивного газа-разбавителя, а его камера задания соединена с выходным каналом газовой смеси.

На чертеже представлена схема устройства для приготовления газовых смесей. 5 Устройство состоит из источников 1 и 2 газа-разбавителя и дозируемого газа, регулятора 3 давления с регулирование «после себя, установленного в канале газа-разбавителя и поддерживающего постоянным давление на дросселирующем элементе 4, а также и на дросселирующих элементах 5 и 6 через канал 7. В качестве дросселирующих элементов используются капилляры, служащие для ограничения сбросового потока (капилляр 6) и подачи с определенным расходом газа-разбавителя (капилляр 4) и дозируемого газа (капилляр 5) в соединительный канал 9, где происходит смешивание и давление из которого передается в камеру задания регулятора давления через канал 8.

0 Устройство работает следующим образом.

Газ-разбавитель от источника 1 поступает во входную камеру регулятора 3 давления. После дросселирования в сечении, образованном клапаном и седлом, газ при сниженном давлении попадает ввыходную камеру и далее по каналам на вход капилляров 4 и 6. Одновременно дозируемый газ из источника 2 поступает на капилляры 5 и 6. Таким образом, на капиллярах устанавливается одинаковое давление, заданное регулятором 3 давления. Пройдя капилляр 4, газразбавитель с расходом, определяемым параметрами капилляра и заданным давлением, поступает на выход 9 устройства, где происходит смешивание с дозируемым газом,

5 прощедшим через капилляр 5 также с определенным расходом. При этом на чувствительном элементе (мембране) регулятора давления происходит сравнение силы от действия давления, установившегося на

Q капиллярах, с суммарной силой от действия нагрузочной пружины и от действия давления в камере задания, соединенной с выходом устройства каналом 8. При равенстве этих сил чувствительный элемент регулятора находится в равновесии, удерживая клапан в положении, которое обеспечивает требуемое давление. Если давление на выходе устройства изменится, то соответственно через канал 8 изменится и давление в камере задания. Тем самым нарушится равновесие чувствительного элемента, и он через толкатель переместит клапан в новое положение, которое обеспечивает восстановление прежнего перепада давления на капилляpax. Излишки газов через капилляр 6 поступают в сбросовую линию. Использование предлагаемого устройства позволит повысить надежность устройства, так как основной элемент - задатчик давления, определяюш,ий метрологию устройства, установлен в канале неагрессивного газа-разбавителя, что предъявляет невысокие требования к материалам, из которых.сдела ы элементы задатчика. А регулирование давления на капиллярах только одним задатчиком давления в отличии от раздельного регулирования в каждом канале дает возможность значительно сократить время установления равновесия в системе, а также увеличить точность получения газовой смеси. Кроме того, наличие связи между выходом устройства и камерой задания регулятора давления дает возможность автоматически поддерживать постоянным перепад давления на капиллярах при изменении давления на выходе устройства, что в значительной степени повышает стабильность, получаемой газовой смеси. В предлагаемом устройстве, благодаря использованию в качестве дросселирующих элементов капилляров, смешение газов осуществляется при малых скоростях потоков, в связи с чем отпадает необходимость в использовании специальных смесителей. Гомогенизация смеси происходит в канале, соединяющем устройство с потребителем. Использование капилляров дает возможность приготавливать газовые смеси в широком диапазоне содержания компонентов путем изменения рабочего давления задатчиком или подключением различного количества параллельно подсоединенных капилляров, чего нельзя получить в случае использования сопел. Кроме того, изготовление капилляров из стойких к агрессивным средам материалов не составляет больших затруднений и широко используется в отечественной промышленности. Использование устройства дает возможность создать малогабаритные высокоточные газосмесительные установки. Настоящее устройство было реализовано в переносном генераторе газовоздушных смесей на СН,, NO, NOt, SOi. Проведенные испытания и метрологические аттестации подтвердили указанные положительные качества. Следует отметить, что высокоточные поверочные газовые смеси с малым содержанием агрессивного компонента либо вообще не хранятся в баллонах, либо имеют весьма ограниченный срок службы. А чистые газы или смеси с высоким содержанием компонента хранятся в баллонах длительное время. Таким образом, с использованием предлагаемого устройства значительно уменьшаются потери дорогостоящих газовых смесей и затраты на их приготовление и транспортирование.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, содержащее источники дозируемого газа и газа-разбавителя, задатчик давления, дросселирующие элементы, входные каналы которых соединены, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, стабильности и надежности при получении агрессивной газовой смеси, задатчик давления с регулированием «иосле себя установлен в канале неагрессивного газа-разбавителя, а его камера задания соединена с выходным каналом газовой смеси. (Л О5 tc 41 О5 00