Устройство для дистанционного экспрессного анализа газов Советский патент 1987 года по МПК G01N1/22 

JO

Изобретение относится к машиностроительной промышленности, предназначено для дистанцион ного отбора и экспрессного анализа проб отходящих газов при контроле эффективности ме- 5 роприятий по защите атмосферного воздуха от загрязнений вредными веществами, в частности в литейных цехах при контроле очистки от вредных примесей газов, отходящих от вагранок и сталелитейных печей.

Цель изобретения - повьщ1ение достоверности проб в усл.овиях высоких температур за счет приведения анали- .зируемого газа к стандартным парамет рам и улучшение условий труда.

-На фиг.1 представлена схема устройства, общий видj на фиг,2 - узел на фиг.1; на фиг.З - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел II на фиг.1, на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.4.

Устройство для дистанционного экспрессного анализа отходящих газов состоит из эжектора 1, сообщенного посредством трубопровода 2 с магистралью 3 сжатого воздуха и посредством патрубка 4 с газоотсасывающим трубопроводом 5, который в верхней части снабжен соединительным патрубством кольцево щели 22, выполненной под углом к оси эжектора 1, близким к прямому. Стенка кольцевой щели 22, ближняя к выходу из диффузора 20, закруглена. Устройство содержит также газоанализатор 23, например, типа ГХ, индикаторная трубка 24 которого сообщена посредством патрубка 13 с газоотсасывающим трубопроводом 5.

Диффузор 20 эжектора 1 сообщен посредством трубопровода 25 с вентиляционным трубопроводом 26.

Устройство снабжено также регулирующими вентилями: 27 - для включе- - 5 ния подачи сжатого воздуха по патрубку 2 в сопло 28 эжектора 1; 29 - для включения вихревого энергоразделителя 8; 30 - для регулирования расходов холодного 10 и горячего 17 воздушных потоков вихревого энергоразделителя 8; 31 - для разделения трубопроводов 3 сжатого воздуха и отсоса 5 газов; 32 - для открывания газа, поступающего в смесительную камеру 33 эжек- тора 1 ..

Устройство работает следующим образом. ;

При необходимости анализа отходящих газов в нормализованном режиме

20

ком 6, сообщающим трубопровод 5 с га- работы технологического оборудования зоходом 7. Устройство содержит вих- включают в работу эжектор 1, открысообщенный вая вентили 27 и 32, поддерживая вентиль 31 в закрытом состоянии. Одновременно, открывая вентиль 29, вклю- 35

ревой энергоразделитель посредством патрубка 9 с магистралью 3 сжатого воздуха. Отвод 10 холодного воздуха сообщен с комбинированной камерой охлаждения, состоящей из заглушенного с одного конца цилиндра 11-. и усеченного конуса 12, опоясывающей трубку 13 отбора газа и. часть газоотсасывающего трубопровода 5, и через нее с окружающей атмосферой. Комбинированная камера охлаждения снабжена стабилизаторами направления воздушных потоков, выполненными в виде спирально изогнутых полос 14 и 15 из теплопроводяш,его материала, размещенных на внутренней поверхности цилиндра 11 и конуса 12. Холодный патрубок 10 энергоразделителя 8 сообщен с кольцевой камерой 11 посредством прямоугольной щели 16, расположенной по касательной к ее внутренней поверхности. Отвод 17 горячего

чают в работу вихревой энергоразделитель 8. При этом вследствие разрежения, создаваемого в смесительной камере 33 эжектора 1 за счет выходящего со сверхзвуковой скоростью из сопла

28 сжатого воздуха, начинается процесс отсасывания из газохода 7. газа, который по патрубку 6, трубопроводу 5 поступает к трубке 13 и далее по патрубку 4 в смесительную камеру 33

45 эжектора 1, где, смешиваясь с воздухом, поступающим из сопла 28, выходит в диффузор 20, смешивается с воздухом, поступающим от вихретокового энергоразделителя 8, по трубопроводу

50 18, кольцевой камере 19 и кольцевой щели 22 и далее через патрубок 25 выходит в вентиляционный воздуховод 26.

В BiixpBBOM энергоразделителе 8 сжатый воздух в соответствии с эфВ BiixpBBOM энергоразделителе 8 сжатый воздух в соответствии с эфвоздуха посредством трубопровода 18

сообщен с кольцевой камерой 19 в кор- 55 фектом Ранка-Хилша разделяется на два

пусе диффузора 20 эжектора 1. Коль- потока - горячий и холодный.

цевая камера 19 сообщена с внутрен- Поток холодного воздуха от энергоией полостью 21 диффузора 20 посред- разделителя 8 по выходу 10 через

JO

5

3188372

ством кольцево щели 22, выполненной под углом к оси эжектора 1, близким к прямому. Стенка кольцевой щели 22, ближняя к выходу из диффузора 20, закруглена. Устройство содержит также газоанализатор 23, например, типа ГХ, индикаторная трубка 24 которого сообщена посредством патрубка 13 с газоотсасывающим трубопроводом 5.

Диффузор 20 эжектора 1 сообщен посредством трубопровода 25 с вентиляционным трубопроводом 26.

Устройство снабжено также регулирующими вентилями: 27 - для включе- 5 ния подачи сжатого воздуха по патрубку 2 в сопло 28 эжектора 1; 29 - для включения вихревого энергоразделителя 8; 30 - для регулирования расходов холодного 10 и горячего 17 воздушных потоков вихревого энергоразделителя 8; 31 - для разделения трубопроводов 3 сжатого воздуха и отсоса 5 газов; 32 - для открывания газа, поступающего в смесительную камеру 33 эжек- тора 1 ..

Устройство работает следующим образом. ;

При необходимости анализа отходящих газов в нормализованном режиме

20

вая вентили 27 и 32, поддерживая вентиль 31 в закрытом состоянии. Одновременно, открывая вентиль 29, вклю- 35

чают в работу вихревой энергоразделитель 8. При этом вследствие разрежения, создаваемого в смесительной камере 33 эжектора 1 за счет выходящего со сверхзвуковой скоростью из сопла

28 сжатого воздуха, начинается процесс отсасывания из газохода 7. газа, который по патрубку 6, трубопроводу 5 поступает к трубке 13 и далее по патрубку 4 в смесительную камеру 33

45 эжектора 1, где, смешиваясь с воздухом, поступающим из сопла 28, выходит в диффузор 20, смешивается с воздухом, поступающим от вихретокового энергоразделителя 8, по трубопроводу

50 18, кольцевой камере 19 и кольцевой щели 22 и далее через патрубок 25 выходит в вентиляционный воздуховод 26.

В BiixpBBOM энергоразделителе 8 сжатый воздух в соответствии с эф313

прямоугольную шель 16 по касательной поступает во внутреннюю полость цилиндра 11, где, закручиваясь по спиральному каналу, образованному стабилизатором 14, поступает в усеченньш конус 12, снабженный стабилизатором 15. Холодный воздух, омывая внутренние полости цилиндра 11 и сообщенног с ним усеченного конуса 12. охлаждает их и опоясывз.емые ими трубку 13 отбора проб газа и прш. к ней участок газоотсасывающего трубопровода 5 и свободно истекает в окружающую атмосферу через широкое основание конуса 12, Благодаря тангенциаль ному входу потока холодного воздуха в полость иилиндра 11 он закручивается и raiTeHCHBHocTb охлаждения трубки 13 возрастает. Увеличение теплообмена в сильно закрученных пото1 ах до-стигает 60-73%. Однако в силу турбулентного характера дв;-гжения воздух в каналах полосп:и Э{ х;Ьект закручивани потока в малом объеме мо;кет быть незначительным и, следовательно, для его повышения предусмотрены направляющие стабилизаторы 14 и 15 в виде спирально-винтовых поверхностей. Непрерывное охлаждение трубки 13 для отбора проб газа, к которой под.сое- динена индикаторная трубка 24 газоанализатора 23, и части газоотсасывающего трубопровода 5 становится возмолсньич благодаря неравновесному и необратимому характеру процессов, происходящих в полостях, сообщенных между собой камер охлаждения, в частности, благодаря различньпч условиям теплообмена на внутренн -1х поверхностях камер в период отбора проб газа, С целью повьядения интенсивности теплообмена входное отверстие выполнено В виде щели tG, расположённой тангенциально к внутренней поверхности цилиндра 11, с высотой, не превыша- ющей 0,25 внутреннего полости, и площадью около 0,5 площади проходного сечения воздухоподводящего канала 10.

Охлаждение трубки 13, а вместе с нею и анализируемого газа, позволяет повысить надежность анализа.

Горячий воздух от энергоразделителя 8 по отводу 17, трубопроводу 18 поступает в кольцевую камеру 19, расположенную в корпусе диффузора 20, Затем поток теплого воздуха, истекая со сверхзвуковой скоростью из кольцевой щели 22 в полость 21 диффузора 20, поступает В направлении выпуклой закругленной поверхности, образованной одной из стенок щели. При этом в соответствии с аспектом Коанда струя воздуха отклоняется от оси щел в направлении выхода из диффузора 20 эжектора 1. При этом в диффузоре 20 создается дополнительное разрежение, за счет которого повышается производительность эжектора 1, способствуя перемещению газовоздушной смеси по патрубку 25 в вентиляционный воздуховод 26.

По окончании дистанционного отбора проб газа и анализа его на содержание вредных при1-1есей -i по получени положительных результатов устройство выключают, а газоотсасываюпо о магистраль 5 освобо;адают от содержащихся в ней газов. Для этого вентшзи 27, 32, 29 закрывают, а вентиль 31 на некоторое открывают. Из патрубка 13 извлекают газоанализатор 23 с трубкой 24 и вместо него вставляют заглушку.

Внедрение устройства для дистанционного экспрессного анализа газов предлагаемой конструкции на машиностроительных предприятиях обеспечит повышение надежности дистанционного анализа отходящ1 х газов, будет способствовать созданию безопасных условий труда, позволит повысить производительность труда за счет сокращения времени, необходимого для получения достоверных результатов анализа.

Устройство повысит оперативность контроля содержания вредных компонентов в отходящих газах, что позволит своевременно прнп иматъ iepы по улучшению условий труда, защите атмосферного бассейна от выбросов промышленных предприятий.

Формула изобретения

1. Устройство для дистанционного экспрессного анализа газов, включающее эжектор с диффузором, соединенньпЧ с источником сжатого воздуха, газоот- сасывающий трубопровод, трубку для отбора проб и газоанализатор, отличающееся тем, что, с целью повьппения достоверности проб в условиях высоких температур за счет приведения анализируемого газа к стандартным параметрам и улучшения

условий труда, оно снабжено вихревым энергоразделителем с отводами холодного и горячего воздуха, соединенного с источником сжатого воздуха, кольцевой камерой, установленной в верхней части диффузора эжектора концентрично с ним и соединенной с отводом горячего воздуха энергоразделителя, комбинированной камерой охлаждения, выполненной в виде сообщенных цилиндра и усеченного конуса, установленных соосно трубке.для отбора проб и участку газоотсасывающего трубопровода в месте их сопряжения, и соединенной нижней частью цилиндра с отводом холодного воздуха энергоразделителя, при этом комбинированная камера ох

лаждения снабжена установленными внутри нее стабилизаторами направления воздушного потока, выполненными в виде спиральных пластин из теплопрово- дящего материала, а в диффузоре эжектора выполнена кольцевая щель, расположенная соосно кольцевой камере, верхняя стенка кольцевой щели выполнена закругленной.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с цельк повышения теплообмена, в нижней.части цилиндра камеры охлаждения выполнено прямоугольное отверстие, расположенное по касательной к его внутренней поверхности.

Изобретение предназначено для дистанционного отбора и экспрессного анализа проб отходящих газов при контроле и защите атмосферы в литейных цехах от загрязнений вредными веществами и позволяет повысить достоверность проб и улучшение условий труда, Устр ойство снабжено вихревым энергоразделителем, кольцевой камерой, установленной на диффузоре эжектора, комбинированной камерой охлаждения, установленной соосно с трубкой отбора проб, и участком газоотсасывающего трубопровода, при этом отвод холодного воздуха энергоразделителя соединен с охлаждающей камерой, а отвод горячего воздуха - с кольцевой камерой диффузора, 1 з,п, ф-лы, 5 ил. с @

//

Риг.З

Фиг.

Редактор Н.Тупица

Составитель А.Сандор Техред А.Кравчук

Заказ 2500/34Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Фиг. 5

Корректор МоШароши