Непрерывный анализ газовых смесей является наиболее сложной проблемой при автоматизации многих технологических процессов нефтяной, газовой, химической, металлургической и других отраслей промыитленности. В большинстве случаев требования анализа сводятся к опреде;еиию концентрации одного компонента в бинарной газовой смеси или смеси, процентное соотношение остальных компонентов которой остается неизменным; более часто необходимо контролировать чистоту индивидуального газа.
Во всех указанных случаях быстрый и непрерывный анализ может быть осуществлен применением описываемых пневмокомпенсационныч весов для измерения удельного веса жидкости или газа. В пневмокомпенсационных весах применено компенсационное устройство, состояш.ее из сопла, турбинки и каретки с цепочкой, закрепленной на ней и на сравнительном плече коромысла.
На фиг. 1 изображена схема пневмокомпенсационных весов; на фиг. 2 -схема турбинки; на фиг. 3 -схема подвода воздуха к соплу.
Весы имеют два герметичных поплавка / и 2, подвешенные на тонких нитях к плечам коромысла 3 технических 200-граммовых весов 2-го класса. Поплавки изготовлены из тонкой хромированной латуни или пшастмассы и имеют строго одинаковый внешний объем {5 или б.г). Левый поплавок 1 находится в проточной среде испытуемого газа п с небольшими зазорами помещен в цилиндрическую камеру 4. Правый поплавок 2 помещен в камеру 4а, в которой находится воздух.
Исследуемый газ с небольшой производительностью (порядка 2-5 л в час) проходит вначале по змеевику 5, огибающему камеру 4а поплавка 2, где обменивается с ним температурами, затем разделяется на три равных потока и вводится под камеру с трех точек пери№ 130702- 2 метра его средней линии. Этим избегается влияние потока газа на цен тровку и равновесие поплавка.
Выход газа осуществлен через два отверстия. Одно из этих (верхнее) одновременно служит для ввода подвесного тросика под камеру, а другое через трубку (на схеме не показано) от центра дна соединено с отсосной камерой 6.
Отсосная камера 6 связана с атмосферой через воздушный эжектор 7, который имеет значительно большее сечение, чем оба отверстия входа п нее газа.
Пневмокомпенсационная система весов с помощью цепочки 5, являющейся как бы разновесом, преобразует весовые разбалансы поплавков / и 2 в беспрерывный замер удельного веса газа.
Работает эта система следующим образом: стрелка весов заменена трубкой 9, имеющей на конце сопло 10, через которое постоянный ток редуцированного до 0,2-0,3 атм сжатого воздуха поступает на реверсивную турбинку 11.
При этом суммирующая реактивной силы струи воздуха должна быть направлена строго на ось весов, т. е. на линию, проходящую по острию опорной призмы 12 коромысла 3. Необходимо, чтобы уравновешенные с отключенной пневматикой весы находились в состоянии равиовесия и при дутье воздуха. Подгонка производится изгибом конца трубки 9 с соплом 10 в сторону «облегчающейся чашки весов до достижения равновесия.
Турбинка представляет собой многолопастное колесо, находящееся в открытой среде, и не вращается при среднем, т. е. равновесном положении коромысла весов. При отклонении же от среднего положения трубка .9 направляет струю воздуха на левые или правые лопасти турбинки и вращает колесо в ту или другую сторону.
Колесо турбинки вращается очень легко и с больщими оборотами. Для выигрыща в силе обороты колеса турбинки редуцируются в 50кратном или близком к этому отнощении редуктором 13, например от моторчика Уоррена (СД-60). Усиленный пневмореверсивный сигнал через конические шестерни червячный валик-винт 14, necynuni каретку 15.
Каретка 15 поднимает илл опускает укрепленный на ней свободный конец разновеса-цепочки 8, другой конец которой закреплен на сравнительном плече коромысла Л весов на небольшом расстоянии от центра опорной призмы. Цепочка 8 берется от обычных часов - «ходиков и должна иметь равный вес на всех равных по длине участках. Крепится цепочка на проточке винта, расположенного горизонтально а,;1я во-зм.ожности подбора плеча разновеса. Гайка винта закреплена в корокысле 3 в стороне поплавка, на который будет действовать больщая выталкивающая сила. Каретка 15 с перемещением вверх равномерно снимает весовое усилие с разновесного плеча весов, а опускаясь - добавляет, чем поддерживается постоянное равновесие.
Воздух к трубке 9 подведен по оси вращения коромысла 5 через свободный промежуток. Коромысло весов не испытывает каких-либо дополнительных трений или помех при обычной его работе.
Таким образом, удельные веса газа преобразованы в положение каретки относительно валика-винта 14. Можно поместить вертикальную шкалу параллельно валику и стрелкой, укрепленной на каретке, снимать показания. Для получения более удобной шкалы на первичном приборе, а также для дистанционной регистрации и возможностей регулирования, газовые весы снабжены реохордом 16, переменное сопротивление которого заменяет термометр сопротивления вторичного прибоpa - электронного регистрирующего моста с пневматическим регулятором типа ЭЛ1Д-232.
Поскольку вал 14 делает 25 оборотов при полном перемещении каретки 15, то для удобства передачи показаний на вторичный прибор делается зубчатая передача с передаточным отнощением, равным 1 : 25; тогда при полном перемещении каретки реохорд 16 повернется на один оборот.
Реохорд 16 крепится внутри банки 18, заполненной маслом, а движок реохорда крепится к крышке 17 изнутри.
Удельный вес газа (отнощение веса газа к весу такого же объема воздуха при одинаковых температуре и давлении) фиксируется с помон1,ью пневмокомпенсационных весов, на коромысло 3 которых действуют выталкивающие силы газа с одной стороны и воздзха с другой стороны. С увеличением плотности газа относительно плотности воздуха, поплавок, помещенный в среду газа, испытывает большую выталкивающую силу, чем поплавок в среде воздуха. 1гсли объемы поплавков равны, то отнощение выталкивающей силы газа к выталкивающей силе BOji духа и есть искомый удельный вес газа, нри условии равенства температуры и давления сравниваемых сред.
Предмет изобретения
Пневмокомпенсапионные весы для измерения удельного веса жид кости или газа, отличающиеся тем, что, с целью увеличения чувствительности и точиости измерения, в них применено компенсационное устройство, состоящее из сонла, турбинки и каретки с цепочкой, закрепленной на ней и на сравнительном плече коопмысла весов.
II/
Фиг. 2
3 J2
