Устройство для отбора проб из газовой струи Советский патент 1986 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к области исследования физических и химических свойств вещества, а более конкретно к получению образцов для исследования, и может быть использовано при изучении свойств и- опредеЛ6НИИ количества различных примесных фракций, содержащихся в газовой струе. Цель изобретения - повьпиеиие представительности пробы. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - запирающий элемент (клапан), вид сбоку; на фиг. 3 - схема устройства. Устройство содержит корпус 1, конусные насадки 2 и 3, клапаны 4 и 5, подпружиненные пружинами б и зафиксированные фиксаторами 7. Клапаны 4 и 5 имеют также проходные каналы 8, подпружиненные стопоры 9 и регуляторы iO сечения проходных каналов 8. Между торцами корпуса I и насадками 2 и 3 размещены технологические кольца 11 и опорно-натяжные кольца 12. Кольца 11 выполнены с пазами 13. Кольца 12 имеют пазы, в которых закреплены направляющие сегменты (ролики) 14. Внутри корпуса 1 размещена вставная камера 5, выполненная из сетчатого каркаса 16, покрытого сорбционно-фильтрующим материалом 17. Соосно с камерой 15 расположена подвижная мембрана 18 с отверстием 19 и крепежным узлом 20, к которому крепятся концы гибкого троса 21 Через рычаг 22 при помощи блока 23 корпус I пробоотборника соединен шарнирно с несущей щтангой 24, связанной также с рычагом 22 натяжной пружиной 25 и с фиксаторами 7 положения клапанов 4 и 5 гибкими связями 26. На несущей lUTaiire 24 закреплены амортизатор 27 и фиксатор 28 начального положения рычага 22, соединенные с блоком 29 управления, а сема несущая щтанга размещена на опорной стойке 30. Устройство работает следующим образом. Перед закреплением пробоотборника на конце рычага 22 при помощи вспомогательной ручки клапаны 4 и 5 поочередно ставятся в нормально открытое положение. Для этого ручку вставляют в наседку 2 (или 3), ввинчивают ее в тело клапана 4 (или 5) и тянут клапаны наружу, сжимая пружины 6. Фиксация клапанов 4 и 5 в нормально открытом положении обеспечивается фиксаторами 7. По команде с блока 29 управления фиксатор 28 (может быть выполнен, например, электромеханическим) отпускает рычаг 22, который в первой четверти своего движения под действием силы тяжести и натяжной пружины 25 начинает вращаться вокруг оси блока 23. Длина рычага 22, несущей штанги 24 и местоположение опорi ной стойки 30 выбираются так, чтобы при своем движении по окружности корпус пробоотборника мог входить в заданную область газового потока. Для уменьщения ударных нагрузок в качестве такой области выбирается периферийная область струи. Начиная от начальной стадии движения рычага 22 и до входа корпуса I с насадками 2 и 3 в газовый поток, воздухообмена внутри пробоотборника практически не происходит, несмотря на открытые клапаны 4 и 5, так как в начальном положении мембрана 18 находится в крайнем положении А и фактически закрывает изнутри насадку 3. Переходу мембраны 18 в другое крайнее положен-ие (положение Б) во время ждущего режима препятствует страховочная нить (не указана), вьпзеден.ная наружу, которая, натягиваясь, освобол дает мембрану после начала движения пробоотборника (ее второй конец жестко закрепляется на несущей штанге 24). Во второй четверти движения пробоотборника его вращение обусловлено продолжающимся действием натяжной пружины 25 и собственной инерции, а также напором струи. В тот момент, когда пробоотборник оказывается в струе, в насадке 2 образуется разрежение, а в насадке 3 - избыточное давление, так как скорость движения пробоотборника по окружности всегда много ниже скорости движения газового потока. Благодаря действию этой пары сил мембрана 18 перемещается из положения А в положение Б, а пробоотборник заполняется веществом газовой струи, входящим в него через каналы 8 открытого клапана 5 насадки 3. При этом воздух из пробоотборника выходит через каналы 8 открытого клапана 4 насадки 2. Скорость перемещения мембраны 18 с тросом 21 отрегулировать (при прочих равных условиях) изменением входного сечения проходных каналов 8 при помощи поворота регуляторов 10. При выходе пробоотборника из струи гибкие связи 26 натягиваются, вырывают фиксаторы 7. Под действием пружины 6 клапаны 4 и 5 закрываются и подпружиненные стопоры 9 фиксируют трос 21, полностью прекращая движение мембраны 18, по положению которой можно судить о количестве вощедщего в пробоотборник вещества струи. За счет инерциальной силы пробоотборник выходит из струи, тормозится пружиной 25 и падает на амортизатор 27. Ни этом цикл пробоотбора заканчивается. При необходимости на опорной стойке 30 может быть размещено .несколько пробоотборников, включающихся в работу от сигналов с блока управления, содержащего заранее составленную временную программу. Блок управления может содержать также тумблеры ручного управления запуском каждого пробоотборника. После фиксации некоторого количества вещества газового потока в пробоотборнике часть газов .диффундирует в полость камеры 15 через сорбционно-фильтрующий материал 17. Как правило, продукты распада радиоактивных благородных газов (РБГ), например, рубидий-88 и цезий-138, хорошо сорбируются даже на аэрозольных фильтрах ФПП, не говоря уже об углесодержащих фильтрах, которые так же, как и ФПП совершенно не задерживают РБГ при нормальных условиях. Таким образом, продукты распада РБГ заведомо не могут самостоятельно попасть в камеру 15, если в качестве сорбционно-фильтрующего материала 17 используются углесодержащие материалы. В то же время РБГ свободно диффундируют через материал 17 в полость камеры 15, распадаются там, образуя дочерние радионуклиды, которые не могут выйти из камеры 15, сорбируясь на ее внутренних поверхностях (материал 17). Сорбционнофильтрующий материал может быть выполнен многослойным. Слои могут быть или однородными, или с различным составом сорбента и располагаться в любом сочетании в зависимости от решаемых задач. По количествам, например, цезия-138 на внутреннем и внешнем слоях материала 17 можно судить о количествах цезия-138 и его материнского изотопа ксенона-138, пришедших в пробоотборник независимо. В то же время различные газообразные продукты имеют различные коэффициенты диффузии. Поэтому по прошествии одного и того же времени от момента пробоотбора до момента разделки пробоотборника распределение различных изотопов по сорбционнр-фильтрующим слоям будет различным, что прн наличии соответствующих градуировочных кривых дает дополнительную информацию о физико-химических свойствах анализируемых продуктов деления.

Устройство снабжено двумя съемными штуцерами для извлечения газа из пробоотборника на анализ. Анализируются также сорбционно-фильтрующий материал 17 и мембрана 18.

Конструкция предлагаемого устройства выполнена полностью разборной. Наличие ;Опорно-натяжных колец 12 и технологических колец 11 позволяет свободно вставлять трос 21 с мембраной н производить необходимую степень натяжения троса.

Ввод пробоотборника в поток по направлению вектора скорости газового потока помогает избежать ударных нагрузок.

Конструкция устройства обеспечивает получение проб с менее искаженным составом по газоаэрозольным примесям благо- ; даря меньшему искажению линий тока газового потока.

Устройство позволяет отобрать произвольный (в пределах объема пробоотборника), но всегда известный объем вещества из газового потока. Оно обеспечивает анализ как газообразных, так и аэрозольных примесных фракций, попавшнх в герметизируемый объем пробоотборника.

0 Применение предлагаемого устройства расширяет возможности анализа газовой струн, позволяя получить информацию о концентрации материнских и дочерних радионуклидов в газовой струе на момент пробоотбора. Устройство в совокупности с из5вестными методами определения коэффициента разбавления вещества струи атмосферным воздухом поможет также определять; например, абсолютное колнчество радионуклидов, содержащихся в газовом потоке, если

0 известна объемная скорость газового потока и объем отобранной из него пробы.

Формула изобретения

Устройство для отбора проб из газо5 вой струи, содержащее корпус, запирающие элементы с фиксаторами, отличающееся тем, что, с целью повышения представительности пробы, оно снабжено расположенной внутри корпуса камерой, выполненной в виде сетчатого каркаса с размещенным на нем сорбционно-фнльтрующмм материалом, расположенной в камере мембраной, выполненной с отверстием, размещенным на расстоянии от ее оси, н установленной, с возможностью перемещения вдоль камеJ ры, размещенным в отверстии мембраны гибким тросом, концы которого закреплены с двух сторон мембраны на расстоянии от ее оси симметрично отверстию, корпус снабжен расположенными с его торцов конусными насадками, размещенными между торцами и насадками и установленными концентрично технологнческнин кольцами с пазами н опорно-натяжными кольцами с пазами, в которых размещены направляющие сегменты с расположенным в них гибким тросом, запирающие элементы установлены в насад5 ках и выполнены в виде подпружиненных клапанов с проходными каналами, снабженных подпружиненными стопорами н регуляторами сечения проходных каналов.

Изобретение относится к устройству для отбора проб из газовой струи, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить представительность пробы. Устройство содержит корпус 1, конусные иасадкн 2, 3 и клапаны 4, 5, подпружиненные пружинами 6 и зафиксирован-. ные фиксаторами 7. Клапаны 4, 5 имеют проходные каналы, подпружиненные стопоры 9 и регуляторы 10 сечения проходных каналов. Между торцами корпуса 1 и насадками 2 и 3 размещены технологические кольца 11 с пазами 13 и опорно-натяжные кольца 12 с пазами, в которых закреплены направляющие сегменты 14 с расположенным в них гибким тросом 21. Внутри корпуса 1 размещена вставная камера 15, выполненная из сетчатого каркаса 16, покрытого сорбцнонно-фильтрующим материалснУ1 17. 3 ил.