Устройство для автоматического отбора пробы газа Советский патент 1986 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к устройст- вам для непрерывного отбора проб газов, а именно для дистанционного отбора проб воздуха из атмосферы с целью их дальнейшего анализа, и может быть использовано в областях народного хозяйства, занимаюи1ихся охраной окружающей среды.

Целью изобретения является упрощение отбора проб в труднодоступных местах, в частности на различных высотных уровнях.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для автоматического отбора пробы газа; на фиг. 2 - блок управления, вариант.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 (входного патрубка) со съемной крьшкой 2 и клапаном 3 автоматического сброса давления, регулятора 4 давления, полого поршня 5 с лабиринтным уплотнением. Поршень 5 выполняет функцию держателя фильтра 6. Полый шток-7 связан одним концом с полостью поршня 5, а другим - при помощи гибкого шланга 8 через переключающий клапан 9 (трехпозици- онный вентиль) с линией всасывания электроаспиратора, 10 (насоса с дви- гателем. В линии нагнетания насоса утсановлен переключающий клапан 11 (двухпозиционный вентиль) и регулятор 4 давления. Линия нагнетания подключена к цилиндрическому корпусу 1 в нижней части и соединена байпас- ,ной линией, в которой установлен переключающий клапан 12 (электромагнитный), с линией всасывания. Устройство работает по сигналам блока 13 управления последовательностью операций отбора. На крышке 2 имеется сальниковое уплотнение 14 для герметизации внутреннего объема цилиндрического корпуса 1, по штоку 7, на котором расположены сигнализаторы 15 и 16 (микропереключатели), электрически связанные с блоком 13 управления.

Блок 13 управления может быть про извольнь1м, смонтированным из стандартных средств автоматики, реализующих логическую последовательность работы устройства в целом. Одним из вариантов реализации блока управления может быть функциональная схема (фиг.2), которая содержит узел 17 питания элементов , схему 18 выдержек времени, непосредственную схему 19 управления (логику приемных сигналов

12786611

от микровыключат глей) и коммутатбр 20 выходных управляюШ1их сигналов.

Настройка регулятора 4 давления проводится так, чтобы избыточное 5 РИ,Б давление, образукйдееся во внутренней полости цилиндра 1 между поршнем 5 и крьш1кой 2, удовлетворяло условию

РИ,Ь (Sn

-s,.)

1. + Р... + Р,

ил

РП

РыК,

где

SpH

соответственно площади поперечного сечения поршня 5 и штока 7.

Р.

- Р,

где Р

вЬ1Х

ат

ичБ вых аг 7 давление на выходе из электроаспиратора 10; атмосферное давление;

KU и к,

соответственно веса поршня 5, штока 7 и шланга 8. коэффициенты трения соответственно поршня 5 о стенку корпуса 1 и штока 7 в уплотнении 14.

Устройство работает следующим образом.

Из блока 13 управления поступает команда на включение электроаспиратора 10, на открывание пропускного канала трехпозиционного клапана 9, связанного с атмосферой, на открывание пропускаемого канала клапана t1, связанного с регуо1ятором 4 давления.

Воздух, отсасьгааемый электроаспиратором 10, через пропускной канал, связанный с атмосферой, клапаны 9, через пропускной канал клапана 11, связанный с регулятором 4 давления, попадает во внутреннюю полость цилиндрического корпуса 1.

Под действием избыточного давления, полученного на выходе из электроаспиратора 10, по линии нагнетания поршень 5 с фильтром 6 начинает перемещаться относительно продольной оси в цилиндрическом корпусе 1.

Лабиринтное уплотнение на поршне 5 и сальниковое уплотнение 14 герметизируют внутренний объем корпуса 1. В крайнем верхнем положении поршня срабатывает сигнализатор 15, сигнал от которого поступает в блок 13 управления, который )з свою очередь пе- реключает клапан 9, отключает от атмосферы и подсоединяет электроаспиратор 10 к шлангу 8, начинается отбор пробы - прокачка воздуха через фильтр 6, польм шток 7, шланг 8,клапан 9 (образует линию всасывания), электроаспиратор 10, клапан 11 и регулятор 4 давления во внутреннюю полость цилиндрического корпуса 1.

После определенной вьщержки времени, задаваемой элементом блока 13 управления, клапан 9 перекрьгоает шланг 8, клапан 11 переключается на связь с атмосферой, а электромагнитный клапан 12 открьшает канал байпас

ной линии. Насос электроаспиратора 10 продолжает работать.

После определенной выдержки времени для извлечения фильтра 6 через блок 13 управления поступает сигнал на закрьгеание клапана 9, переключение пропускного канала клапана 11 на пропускной канал этого же клапана связанный с атмосферой, и открывание электромагнитного клапана 12. Давление во внутренней полости корпуса 1 через клапан 12, байпасную линию и клапан 11 начинает выравниваться до атмосферного. Поршень 5 с -фильтром 6 и шток 7 опускаются в крайнее нижнее положение (на фиг. 1 показано крайнее верхнее положение), замыкают сигнализатор 16, который подает сигнал через блок 13 управления на вы- ключе11ие двигателя электроаспира- тора 10. Далее снимается быстросъем- ная крьш1ка 2 и проводится замена фильтра 6. Далее цикл отбора повторяется сначала.

Клапан 3 автоматического сброса давления при возможном увеличении избыточного давления внутри корпуса 1 снижает его до заданного уровня, что позволяет конструктивно не увеличивать толщину стенок цилиндрического корпуса 1.

Таким образом, выполнение поршня полым с лабиринтным уплотнением позволяет использовать его в качестве держателя фильтра.

При подборе определенных ;3начений избыто чного давления и площадей по- перечного сечения поршня и штока

786614

можно легко доставить фильтр на значительные расстояния от места его зарядки причем расположение корпуса относительно уровня поверхности зем- 5 ли может быть произвольным.

Перемещение поршня с фильтром осуществляется с помощью энергии избыточного давления сжатого воздуха на выходе из электроаспиратора , ранее to которая в известных устройствах не использовалась и сбрасывалась в атмосферу.

Формула изобретения

Устройство для автоматического отбора пробы газа, содержащее насос с электродвигателем размещенньй в цилиндрическом корпусе фильтрующий элемент, переключающие клапаны,один из которых установлен в линии всасывания, а другой - в байпасной линии, соединяющей линию всасывания с линией нагнетания, и блок управления, по- .следовательностью операций отбора, подключенный к электродвигателю насоса и к переключающим клапанам, о т- личающееся тем, что, с целью отбора проб в труднодоступных местах, цилиндрический корпус выполнен со съемной крьш1кой с центральным осевым отверстием, а устройство снаб- жено установленным в цилиндрическом корпусе с возможностью перемещения вдоль его продольной оси полым поршнем с полым штоком, размещенным в осевом отверстии крьппки и связанным через первый йереключающий клапан с линией всасывания насоса, сигналийа- торами нижнего и верхнего положений поршня, закрепленными на штоке и подключенными к соответствующим входам блока управления, дополнительным переключающим клапаном и регулятором давления, установленными в линии на гнетания, которая соединена с полостью цилиндрического корпуса ниже поршня, при этом фиксирующий элемент герметично закреплен в торцовой стенке поршня, а управляющие входы дополнительного переключающего клапана и регулятора давления связаны с блоком управления.

4/ / ф

. 2

Изобретение относится к устройству для автоматического отбора проб газа, может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, занимающих ся охраной окру- жающей среды, и позволяет Упростить отбор проб в труднодоступных местах, в частности на различных высотных уровнях. Устройство содержит цилиндрический корпус 1 (К) с размещенным в нем фильтруюпщм элементом, закрепленным в торцовой стенке поршня 5. К 1 имеет съемную крышку 2 и клапан 3 автоматического сброса давления. Польш шток 7 одним концом связан с полостью поршня 5, а другим - гибким шлангом 8 через переключающий клапан 9 с линией всасывания злектроаспира- тора 10. На линии нагнетания установлен переключающий клапан 11 и регулятор давления 4. Линия нагнетания подключена к нижней части К 1 и через байпасную линию, на которой установлен переключаюш;ий клапан 12, к линии всасывания. На штоке 7 .расположены сигнализаторы 15 и 16, связанные с блоком 13 управления, по сигналам которого осуществляется последовательность операций по отбору пробы. 2 ил. О ifi (О ю ч 00