Пробоотборник для криогенной жидкости Советский патент 1988 года по МПК G01N1/10 

4

:л

со

Од

Изобретение относится к технике пробоотбора и может быть использовано 3 криогенной и других областях техг кки для отбора проб жидкостей; которые для анализа необходимо гази- фип;кровать.

Целью изобретения является умень- шенне потерь криопродукта за счет сккжекия давле.ния в еъкости из которой осуществляется отбор пробы, к повьшение скорости пробоотборао

На фиг. 1 представлена принципиалная схема устройства; на фиг, 2 - узел приекНз испарения жидкой пробы к вьщачи ее на анализj разрез.

Пробоотборник ,цля Криогенной жидкости содержит Т1эубопровод 1 для забора, жидкой пробы (фиг. 1) с термо статирующей полостью 2 в виде трубопровода э покрытого теплоизоляцией 3. На вькоде из заборного трубопровода 3- становлен центробежный насос 4 с испарительной 1-самерой 5;, представляющей собой спирэльньй канал (улитку)„ сяаблсенньЕ рубашкой 6 регенеративно- гс обогрева г. Испарительная камера 5 сообЕ ена нагнетательные трубопрово- ROM 7 с коллектором 8 соплового аппарата 9л предказначенног о для подачи рабочего тепа на турбину 10,. На выходе KS турбины установлен коллектор 1 цля отвода газа Турбрьча и насос смонтнрозаны на одном валу 12 с подшипниками 13„ Коллектор 11 через тур бопревод и клапан 14 сообщен с газо- а -;;штйзатором (не показан) Кроме Toroj коллектор 11 .может быть сообщен с газоанализатором через клапан 15J теплообменник 1б„ рубашку 6 реге кератЕвкого обогрева и клапан 17, Дл;я подачи обогревающего газа или газа продувки рубашка б через клапан 18 може подключаться к источнику газа,, а ОТвод газа осзпчествляют чере клапан 17, Термостатируюгдая полость 2 имеет клапан 19 слива термостати- руюшей жидкости, Пробоотборное устройство установлено на емкости 20; которая заполнена криогенной жидкостью 21„ Для уменьшения теплопритока емкость имеет теплоизоляцию 3„

Узел приема;) испарения жидкой пробы к выдачи ее на анализ (фиг. 2) состоит

корпуса 225 в котором на подшипниках 13 установлены валы 12, связанные между собой муфтой 23, На валтах 12 расположены колесо . центробежного насоса 4 со шнеком .V-. рзс0

5

0

5

30

0

5

порные втулки 25 и 26, турбина 10 со шпоНкой 27, которые фиксируются на валу с помощью стопорных гаек 28. Положение валов относительно корпуса фиксируется упорным кольцом 29, крышками 30 и 31 с крепежными болтами и шайбами 32 и 33.

Устройство работает следующим образом.

Под давлением в газовой подушке криожидкость из емкости 20 отводят через термостатирующую полость 2 при открытом клапане 19 к потребителю или в систему утилизации. В результате отвода жидкости через клапан 19 происходит охлаждение трубопровода 1 для забора криожидкости на анализ, а также частичное охлаждение корпуса 22. После охлаждения трубопровода 1 до температуры криожидкости открывают клапан 14 и тем самым начинают охлаждение насоса 4. Затем в рубашку 6 через клапан -18 подают обогревающий газ а отводят его через клапан 17. Регулируют темп охлаждения Насоса плавным открытием клапана 14, что способствует исключению выбросов жидкости и пара в емкость 20. Газифицированная проба из испарительной камеры 5 по нагнетательному трубопроводу 7j коллектору 8 поступает на сопловой аппарат 9, в котором газ разгоняют. Из соплового аппарата 9 газ попадает на лопатки турбины 10 и приводит ее во вращение вместе с валом 125 с которого вращающий момент передается на центробежный насос 4. После охлаждения трубопровода 1 и насоса 4 лопатки рабочего колеса насоса увлекают по трубопроводу 1 криожидкость э а возникающая при этом .; центробежная сила отбрасывает ее в испарительную камеру 5. Попадая на теплую стенку камеры 5, жидкость полностью испаряется и прогревается выше температуры кристаллизации анализируемых примесей в газовой пробе. Двигаясь по каналу камеры 5, газ попадает в нагнетательный трубопровод 7з в результате чего на входе в насос 4 (во всасывающей полости) создается разрежение, и криожидкость 21 из емкости 20 поднимается по заборному трубопроводу 1 в насос 4. Таким образом устанавливается непрерывный процесс равномерного забора жидкой пробы н происходит вгюд ее в испарительную камеру.

31

Газ после коллектора 11 при закрытых клапанах 14 и 18 через теплообменник 16 может быть подан в рубашку 6, далее отведен через клапан 17 к газовому анализатору. В теплообменнике 16 газ прогревается до температуры, близкой к температуре окружающей среды, за счет регенеративного тепло обмена с окружающей средой (воздухом Клапан 17 выполняет функцию регулирования расхода пробы во время запуска пробоотборника в работу, что способствует исключению выбросов жидкости и пара в емкость. 21.

При такой циркуляции пробы по контуру испарительная камера 5. - трубопровод 7 - коллектор 8 - сопловой аппарат 9 - турбина 10 - коллектор 11 - клапан 15 - теплообменник 16 - рубашка 6 - клапан 17 снижаются энергетические затраты на испарение пробы.

Валы насоса и турбины могут быть соединены между собой муфтой - термо сопротивлением 23 (фиг. 2). Соединение валов муфтой 23 снижает тепловой поток к насосу 4 и тем самым предотвращает кавитацию на входе насоса, т.е. повышает устойчивую работу наcoca.

Применение пробоотборника позволяет избежать потерь анализируемой жидкости, связанных с ее испарением при наддуве емкости, исключить загря

нение пробы примесями, неизбежно присутствующими в газе наддува, исключить выбросы пара и жидкости в емкости при отборе пробы, что повьшает достоверность анализа, а также повысить скорость пробоотбора.

Формула изобретения

1. Пробоотборник для криогенной жи Ьости, включающий заборный трубо0

5

0

5

30

40

45

провод с термостатирующеи полостью, устройство для формирования потока отбираемой жидкости, испарительную камеру и клапан для регулирования расхода пробы, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения потерь криопродукта за счет снижения давления в емкости,-из которой осуществляется отбор пробы, и повышения скорости пробоотбора, устройство для формирования потока жидкости выполнено в виде центробежного нас оса, вход которого сообщен с выходным концом заборного трубопровода, а выход - с испарительной камерой, а пробоотборник снабжен турбиной с сопловым аппаратом, установленной на одном валу с насосом, при этом испарительная камера выполнена с рубашкой, соединена трубопроводом с сопловым аппаратом турбины, а выход турбины сое- дин е-н трубопроводом с клапаном для регулирования расхода пробы.

2.Пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, он снабжен регенеративным теплообменником, сообщенным с выходом турбины и с рубашкой испарительной камеры, а рубашка снабжена патрубком с клапаном.

3.Пробоотборник по пп. 1 и 2, отличающийс Я:тем, что, с целью повьш1ения устойчивой работы за счет уменьшения теплового потока к насосу, вал насоса выполнен из двух частей, на одной из которых установлен насос, а на другой - турбина, при этом части вала соединены между собой муфтой - тepмocoпpoтивлe- нием.

4.Пробоотборник по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что. устройствЬ для формирования потока жидкости вьшолнено в виде вихревого насоса.

2,35

5/

Изобретение относится к технике пробоотбора и может быть использовано в криогенной и других областях техники для отбора проб жидкостей, которые до анализа необходимо газифицировать. Целью изобретения является уменьшение потерь криопродукта за счет снижения давления в емкости, из которой осуществляется отбор пробы, и повышение скорости пробоотбора. Устройство содержит термостатированный заборный трубопровод, соединенный с входом центробежного насоса, выход которого сообщен с испарительной камерой. На одном валу с насосом установлена турбина с сопловым аппаратом, сообщенным с испарительной камерой посредством трубопровода. Газифицированная в испарительной камере проба поступает на сопловой аппарат турбины и приводит ее во вращение . Вращающий момент передается на центробежный насос, который увлекает жидкость по заборному трубопроводу, а центробежная сила отбрасьшает ее в испарительную камеру. Положительный эффект достигается благодаря .исключению наддува емкости. 3 з.п. ф-лы. 2 ил. (Л

Редактор Л.Веселовская

Составитель Л.Нечипоренко

Техред Л. Сердюкова Корректор С.Черни

0i.S.Z