Устройство для автоматического регулирования соотношения газовых потоков Советский патент 1987 года по МПК G05D11/02 

Изобретение относится к област11 регулирования соотношения газовых потоков поверочных газовых смесей перед подачей их на газоанализатор и может использоваться в газоанализаторах, предназначенных для измерения окислов азота или других компонентов газовых смесей.

Целью изобретения является повышение точности, быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый электромагнитный клапан 1, первый стабилизатор 2 перепада давлений, первый дроссель 3, второй стабилизатор 4 перепада давлений, второй дроссель 5 и второй электромагнитный клапан &

Вход нулевого газа через нормально открытый вход первого электром.аг- нитного клапана 1 соединен трубопроводом с входом первого стабилизатора 2 перепада давлений, выход под- мембранной полости которого соединен с входом первого дросселя 3. Выход последнего соединен с выходом устройства и подключен газопроводом к надмембранной полости первого стабилизатора 2 перепада давлений. Вход первого газа соединен также с входом второго стабилизатора А перепада давлений, выход подмембранной полости которого соединен через второй дроссель 5 и нормально закрытый вход второго электромагнитного клапана 6 с-входом первого дросселя 3. Выход второго дросселя 5 подключен также к надмембранной полости второго стабилизатора. 4 перепада давлений. Вход второго газа соединен с нормально закрытым входом первого электромагнитного клапана 1.

Устройство работает в трех режимах: режим подачи первого газа, режим подачи второго газа, режим разбавления второго газа первым газом.

В режиме подачи первого газа при открытии первого дросселя 3 нулевой газ от источника с требуемым расходом через нормально открытьй вход первого электромагнитного клапана 1 и через сопло первого стабилизатора 2 перепада давлений поступает в подмембранную полость стабилизатора 2 и далее через первый дроссель 3 на выход устройства к газоанализатору.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

при этом вьтолняется корректировка нулевой точки газоанализатора. Так как выход первого дросселя

3подключен к надмембранной полости, то при взаимодействии сил двух пружин стабилизатора и силы от перепада давления на эффективную площадь мембраны толкатель мембраны перемещается, открывая сопло клапаном. Мембра- на фиксирует определенное положение клапана относительно сопла, что соответствует для данного момента определенному перепаду давления на первом дросселе 3, а следовательно, и расходу первого газа через дроссель 3. В случае изменения перепада давления на первом дросселе 3 за счет изменения давлений нулевого газа на входе и выходе устройства возникает разбаланс сил, действующих на мембрану. Это приводит к перемещению мембраны первого стабилизатора 2 перепада давлений и изменению зазора между клапаном и соплом, а следовательно, к восстановлению прежнего перепада давления на первом дросселе 3.

Таким образом, на вход газоанализатора поступает газ с определенным давлением и стабилизированным расходом.

В режиме подачи второго газа при подаче напряжения электрического тока на первый электромагнитный клапан 1 второй газ от источника через первый стабилизатор 2 перепада давлений и первый дроссель 3 с ранее установленной величиной поступает на выход устройства к газоанализатору, при этом выполняется корректировка диапазона измерения газоанализатора, соответствующего концентрации измеряемого компонента во втором газе.

В режиме разбавления второго газа первым подается напряжение электрического тока на первый 1 и второй 6 электромагнитные клапаны, при этом клапан 1 переключается, перекрывая доступ первого газа и открывая доступ второго газа к газоанализатору, а первьш газ через второй стабилизатор

4перепада давлений и второй дроссель

5с расходом, эквивалентным сопротивлению второго дросселя 5, поступает через второй электромагнитный клапан

6на вход первого дросселя 3 и выход подмембранной полости первого стабилизатора 2 перепада давлений. При

этом возрастает давление газовой смеси как на входе первого дросселя 3, так и в подмембранной полости, чт обусловливает изменение величины перепада давления на первом дросселе 3 и возникновение разбаланса сил, действующих в первом стабилизаторе 2, в результате мембрана с толкателем перемещается, прикрывая клапан первого стабилизатора 2 и уменьшая расход второго газа через сопло на величину, равную величине расхода первого газа через второй дроссель 5

. Таким образом, происходит автоматическое смешивание двух потоков газов и получение новой газовой смеси с концентрациями компонентов пропорционально расходам отдельных потоков при этом расход газовой смеси на выходе устройства остается неизменным.

Для изменения соотношения компонентов смеси необходимо изменить величину сопротивления второго дросселя 5.

Возможность работы устройства в трех режимах обеспечивает периодический контроль за стабильностью показаний испытуемого газоанализатор в различных точках диапазона газоанализатора с помощью лишь одного баллона с поверочной газовой смесью.

Устройство позволяет в автоматическом режиме поддерживать стабиль- ньм расход газа на выходе устройства во всех трех режимах. Это дает возможность без каких-либо дополни- тельных перестроек осуществить поверку (калибровку ) газоанализаторов в различных точк ах диапазона газоанализатора. Известные технические решения обеспечивают работу лишь режима смешения (разбавления) газов В предлагаемом устройстве процесс разбавления осуществляется значительно быстрее, чем в известных, за счет подключения трубопровода с пер- вым газом непосредственно к трубопроводу поверочного газа, соединяю

ВНИИПИ Заказ 3830/42 Тираж 863 Подписное Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

0

5

О

Q g Q

5

щему выход подмембранной полости первого стабилизатора 2 давлений с входом первого дросселя 3.

Различные типы газоанализаторов требуют подачи поверочных газовых смесей при различньЕх давлениях и расходах, настройка первого дросселя 3 позволяет обеспечить установку требуемых параметров в самом широком диапазоне. Замена первого 3 и второго 5 дросселей магазином посто- янных сужающих элементов совместно с элементами управления с заранее рассчитанными подобранными коэффициентами разбавления дает возможность полностью автоматизировать процесс поверки газоанализаторов.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования соотношения газовых потоков, содержащее первый и второй стабилизаторы перепада давлений, установленные на трубопроводах каждого потока, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго дросселей, выходы которых подключены к надмембранным полостям соответствующ11х стабилизаторов перепада давлений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и расширения функциональньсх возможностей устройства, оно содержит первый и второй электромагнитные клапаны, вход второго потока газа подключен к нормально закрытому входу первого электромагнитного клапана, вход первого потока газа через нормально открытый вход первого электромагнитного клапана подключен к входу перво- |го стабилизатора перепада давлений, и к входу второго стабилизатора перепада давлений, выход второго дросселя через второй электромагнитный клапан соединен с входом первого дросселя и подмембранной полостью первого стабилизатора перепада давлений, а выход первого дросселя соединен с выходом устройства.