Устройство для контроля качества сжигания топлива Советский патент 1986 года по МПК G01N25/22 

кости, а также две резервные емкости: основную 12 и вспомогательную 13, которые своими основаниями расположены на высоте верхнего уровня жидкости во входной 10 и выходной 11 емкостях н сообщаются с выходной емкостью 11 посредством выполненных у основания отверстия 16 и 17, причем вспомогательная резервная емкость 13 сообщается на верхнем не жидкости в барботере 9, а основная резервная емкость 12 - на средИзобретение относится к Области газового анализа, в частности к термокаталйтическим газоана 1йзатора которые могут быть использованы для контроля полноты сжигания топлива путем определения химического недожога топлива и избыточного кислорода в продуктах горения.

Цель изобретения - повьшение надежности устройства и точности измерений .

На фиг..1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - положение горючей жидкости в барботере в начале работы; на фиг.З - положение жидкости в барботере в момент включения в работу горючего из нижней резервной емкости барботера.

Устройство (фиг.1) содержит пат- .рубрк 1 для здбора анализируемой пробы продуктов горения. Патрубок разветвляется на два канала 2 и 3. К каналу 2 подключены заслонки 4, воздушный эжектор 5 и датчик 6 химического недожога топлива. Воздушный эжектор 5 связан при помощи вса сьшающего патрубка с атмосферой, а его расширяющееся сопло направлено в сторону датчика 6,

Датчик 6 химического недожога снабжен.измерительным и компенсационным элементами, которые включен в мостовую схему. Датчик служит для измерения суммарной концентрации окиси углерода и водорода - продуктов химического недожога топлива.

ней высоте столба барботируемой жидкости. В канале 2 установлена заслонка 4, кинематически связанная с краном барботера, гидравлическое сопротивление которой равно гидравлическому сопротивлению слоя барботируемой жидкости. При работе устройства поток продуктов горения, проходя через воздушньй эжектор 5, подсасьтает воздух, а проходя через слой горючей жидкости, обогащается ее парами. 1 з.п.ф-лы, 3 ип.

К каналу 3 подключены запорно-рег гулировочный кран 7,датчик 8 кислорода и барботер 9, заполненный горючей жидкостью (до уровня сх -л). Кран

7 управляет работой заслонки 4, ус- тановленньй в канале 2. Датчик 8 служит для измерения избыточной концентрации кислорода в продуктах горения. Барботер 9 содержит входную 10 и выходную 1 емкости, две ре- зервные емкости 12 и 13, Входная емкость 10 сообщается с выходной 11 щелевой прорезью 14, выполненной в перегородке J5, разделяющей полости

барботера.Основная резервная емкость 12 сообщается с выходной емкостью 11 через отверстие 16, а вспомогательная резервная емкость 13 сообщается с выходной емкостью 11 через отверстие 17, расположенное у нижнего основания . Отверстие 16 расположено на середине между верхним срезом вой прорези 14 и отверстием 17.

В барботере установлены пробки TS и 19 для связи с атмосферой соответственно основной резервной емкости 12 и входной емкости 0. Вспомогательная резервная емкость 13 дополнительно сообщается с выходной емкостью 1 1 .через отверстие 20, расположенное у верхнего свода.

Для изготовления барботера лучшим материалом является стекло. В барботере из стекла можно визуально наблюдать процесс барботирования и следить за уровнем жидкости в полостях и емкостях барботера.

Перед работой барботер заполняют горючей жидкостью, например бензином, до определенного уровня (фиг.1, уровень жидкости а-а), заливая ее через пробку 18. Из основной резервной емкости 12 жидкост через отверстие 16 поступает в выхо ную емкость 11 барботера, затем заполняет входную емкость 10, следуя через прорезь 14 перегородки 15 Поднимаясь постепенно, жидкость заполняет вспомогательную 13 и осноную 12 резервные емкости барботера и его входную и выходную емкости. После наполнения емкостей барботера пробку 18 закрьшают, а пробку 19 открьшают, удаляя часть жидкости из входной и выходной емкостей и всю жидкость из вспомогательной резервной емкости 13.

При понижении уровня жидкости в выходной полости 11 до отверстия 17 пробку 19 закрывают. Барботер готов к работе с высотой барботируемо жидкости от верхнего среза прорези 14 до отверстия 17.

Устройство работает следующим образом.

Проба продуктов горения через патрубок 1 поступает в устройство и разделяется на две части. Одна часть поступает в канал 2, а другая в канал 3.

Первая часть пробы продуктов горения поступает в эжектор 5, засасывает воздух (окислитель) из атмосферы. Обогащенная окислителем проба поступает в датчик 6. На измерительном элементе датчика имеющиеся в пробе горючие компоненты (окись углерода и водород) окисляются. Реакция окисления сопровождается термоэффектом, величина которого пропорциональна концентрации горючих компонентов. Эту концентрацию в ви ,де разбаланса моста фиксирует измерительный прибор датчика.

Одновременно по каналу 3 вторая часть пробы продуктов горения поступает (при открытом кране 7) в датчик 8. При открытом кране 7 показывающий прибор датчика 8 показьгоает лишь ту часть концентрации кислорода, которая может окислить горючие компоненты продуктов химического недожога топлива (совместно присутствующие в анализируемой пробе).

10

15

249420,4

Если же в анализируемой пробе горючие компоненты отсутствуют, то прибор датчика 8 показывает нулевой сигнал. В этом случае для измерения 5 концентрации кислорода поток пробы направляют в барботер {кран 7 закрыт) . Проба продуктов горения поступает во входную емкость IО барботера и давит на жидкость. Горючая жидкость через щелевую прорезь 14 переходит во входную емкость 11 барботера.

Уровень в выходной емкости 11 начинает подниматься.

Избыток жвдкости через отверстие 17 поступает по вспомогательную резервную емкость 13.

Вытеснение жидкости из входной емкости 10 происходит до установления уровня на высоте щелевой прорези 14 перегородки 15, при этом жидкость занимает уровень, предщест- вующий процессу барботирования (фиг.2).

При барботаже анализируемая проба обогащается парами горючего компонента и поступает к измерительному элементу датчика. Кислород продуктов горения окисляет горючие пары жидкости. Термоэффект реакции окисления является мерой концентрации избыточного кислорода, регистрируемого прибором датчика.. В барботере высота слоя барботируемой жидкости остается постоянной. Постоянство в выходной полости 11 барботера поддерживается благодаря поступлению жидкости вначале из вспомогательной резервной емкости 11 , куда она удалена газовым потоком в начале работы, а затем - из основной резервной емкости 12.

20

25

30

35

40

Жидкость из вспомогательной емкости 13 поступает в выходную емкость 11 постепенно по мере ее уноса потоками продуктов горения из барботера. Общий уровень жидкости в процессе работы в емкостях II и 13 падает и достигает уровня отверстия 17. Это изменение уровня незначительно,

поскольку объем вытесненной из емкости 10-жидкости распределяется в емкости 13, объем которой значителен по сравнению с объемом емкости 10. Это понижение уровня практ1тчески

не сказывается на изменении концентрации вводимого горючего компонента.

Жидкость из основной емкости 12 поступает в работу с момента уноса

половины объема жидкости, находящейся во входной и выходной емкостях барботера, готово к работе (фиг,. 3). Как только при остановке барботиро- вания уровень жидкости становится ниже отверстия 16, из основной резервной емкости 12 поступает свежая порция горючей жидкости, которая , распределяется во входной и выходной емкостях барботера, повысив ее уровень. Поднимаясь в выходной емкости, жидкость .перекрьшает отверс - тие 16 и дальнейшее ее поступление из емкости 12 прекращается,

Таким образом, барботер автоматически готов к работе, сохраняя прежнюю высоту слоя жидкости при барботировании. При очередных остановках процесса барботирования свежая порция поступает только тогда, когда уровень жидкости в выходной емкости становится вновь ниже отверстия 16.

Этот процесс повторяется до полного расхода жидкости из основной резервной емкости 12, так как осно л ванне емкости расположено на верхнем уровне барботируемой жидкости.

Опытным путем выбирается такое положение заслонки 4, чтобы аэродинамическое сопротивление канала 2 возросло на величину гидравлического давления столба жидкости в барботер 9. В каналах 2 и 3 устройства давление выравнивается и не оказьша- ет влияния на работу датчиков.

0

Формула изобретения

1,Устройство для контроля качества сжигания топлива, содержащее патрубок для забора анализируемой пробы, разветвленный на два канала, к одному из которых подключены датчик химического недожога топлива и воздушный эжектор, а к другому - датчик кислорода и источник горючего реагента, отлич ающее- с я тем, что, с целью повьшения

. надежности устройства и точности J измерений, источник горючего реагента выполнен в виде барботера с горючей жидкостью, имеющего входную и выходную емкости, а также вспомогательную и основную резервные емкости, последние своими основаниями расположены на высоте верхнего уровня жидкости во входной и выходной емкостях и сообщаются с выходной емкостью барботера посредством выполненных у основания отверстий, причем вспомогательная резервная емкость сообщается на верхнем уровне жидкости в барботере; а основная резервная емкость - на средней высоте столба барботируемой жидкости.

2.Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что в канале датчика химического недожога топлива установлена заслонка, кинематически связанная с краном барботера, гидравлическое сопротивление которой равно гидравлическому сопротивлению слоя барботируемой жидкости.

0

5

0

5

/ - .Фи,3

Составитель В.Михапкин

Редактор Е.Папп Техред Г.Гербер КорректорМ.Демчик

Заказ 4229/45 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., До4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4.

Изобретение относится к термокаталитическим газоанализаторам, которые могут быть использованы для контроля полноты сжигания топлива. Цель изобретения - повышение надежности устройства и точности измерений. Устройство содержит патрубок 1 для забора анализируемой пробы, разветвленный на два канала 2к 3. В канале 2 расположены датчик 6 химического недожога топлива и воздушный эжектор 5, а в канале 3- датчик 8 кислорода и барботер 9 с горючей жидкостью. Барботер 9 имеет входную 10 и выходную 11 ем45. z;r .I ... 1 JP-VvV /7p(fa .. 8o3dt/x (Л ого 4 CD Ю