Сажевый пробоотборник Советский патент 1990 года по МПК G01N1/20 

Изобретение относится к машине- строению, а именно к устройствам, предназначенным для отбора пробы частиц сажи из высокотемпературного потока продуктов сгорания углеводородных топлив теплоэнергетических установок, в частности для исследования процесса в камерах сгорания двигателей летательных аппаратов.

Цель изобретения - повышение производительности труда при измерениях.

На фиг.1 изображен сажевый пробоотборник, разрез; на фиг.2 - фильтр с обкладками конденсатора; на фиг.З - схема замера емкости; на фиг.4 - схема компенсации подводящих проводов; на фиг.5 - тарировочный график концентрации сажи.

Сажевый пробоотборник состоит из охлаждаемого корпуса 1, выполненного с двойными стенками, в котором размещен газоотводный тракт 2, соединенный со сменным фильтром 3, представляющим собой стальную гильзу, наполненную пористой керамикой, используемой в качестве фильтрующего элемента. Внутри фильтра 3 размещены обкладки конденсатора 40 Полость между корпусом сажевого пробоотборника 1 и газоотводным патрубком 2 образует магистраль 5 продувки инертным газом. На корпусе сажевого про- боотборника I закреплен входной патрубок 6 для подачи газа, выполненный из жаростойкого сплава ВНДС-1, а обкладки расположены симметрично его оси.

На схеме замера емкости обозначены: пробоотборник 1, установленный в стенке теплоэнергетичной установки

01

СП

W

сл

7, сменный фильтр с конденсаторами соединен подводящими проводами 8 с измерителем 9 емкости Е8-4 со шкалой 10.

Сажевый пробоотборник работает следующим образом.

До начала отбора через магистраль 5 продувки инертным газом входной патрубок 6 продувается инертный газ для предотвращения преждевременного попадания частиц сажи в сменный Фильтр 30 Процесс отбора начинается с одновременного перекрытия магистрали 5 продувки инертным газом и откры- тия газоотводного тракта. Продукты сгорания, пройдя через сменный фильтр 3, очищаются от сажевых частиц и по газоотводному тракту 2 направляются на приборы контроля его параметров (температуры, давления, объемного расхода). Процесс отбора заканчивается одновременным открытием магистрали продувки инертным газом и перекрытием газоотводного тракта„ В процессе отбора продукты сгорания, содержащие сажевые частицы, проходят через фильтр, снабженный обкладками конденсатора, при этом твердые частицы сажи осаждаются на фильтре между об- кладками конденсатора. Это приводит к изменению диэлектрической проницаемости среды и, следовательно, к изменению емкости конденсатора. Изменение емкости регистрируется измери- телемс Измеритель вынесен за пределы отборника и соединяется с обкладками конденсатора при помощи подводящих проводов (см.фиг.З), Влияние емкости подводящих проводов компенси- руется мостовой схемой, что предусмотрено в стандартных измерителях типа Е8-4, позволяющей компенсировать емкость проводов длиной до 50 м,

После измерения величины емкости, используя тарировочный график С5 f(c), где С 5 концентрация сажи, с - емкость конденсатора, определяется концентрация сажи в отобранном объеме продуктов сгорания. Для тари-- ровки измеряют емкости фильтров с заранее известной весовой концентрацией сажи. По этим замерам строят тарировочный график С5 f(c)0 Таким образом можно осуществить несколько замеров подряд до тех пор, пока фильтр полностью не заполнится сажей При этом количество саки в каждом из замеров определяется как разница

10

J520 2530 3540J5l-,) гДе GS- концентрация

0359

р Э1 /1 - j

в данно-м замере, G

ция в предыдущем замере.

Приведенные ниже расчеты показывают, что изменение емкости конденсатора в ходе заполнения его сажей значительно превосходит величину погрешности измерений с помощью стандартных измерительных приборов (например, Е8-4)„

Емкость конденсатора до начала отбора пробы сажи

С - Ј°:А60 Ё 4 ....

42-10

10

7,44 пФ,

С-12 Ф

где С0 8,86-10 -г- - диэлектрическая проницаемость вакуума; 6 1 - диэлектрическая проницаемость воздуха; S - площадь обкладки кон- денсатора, м2; S 1-h 0,03х 0,014 42 d - расстояние между обкладками.

Емкость конденсатора после полного заполнения сажей объема между обкладками конденсатора

г JkJLcajKM .-S - 8,86. КГ1-2,2;

v л « -. «...« м« v. «в-,.в«в

42- 10

г

0,5-10

Ъ

Р

о 9 -.-

/ц

диэлектрическая проницаемость сажи0

Изменение емкости в ходе отбора

С, 16,37-7,44 8,93 пФ0 Погрешность измерений емкости Е8-4

№ б CMO.KC 0,01-16,37

0,16 пФ, где Ј - точность прибора;

СМакс- измеряемая максимальная величина о

Поскольку изменение емкости кон- де нсатора в ходе отбора пробы значительно превышают погрешность измерений с помощью Е8-4, регистрация изменения емкости в процессе отбора будет отчетливо регистрироваться на шкале измерителя,,

Данный сажевый пробоотборник в сравнении с прототипом позволяет проводить ускоренную обработку осажденной на фильтре сажи и осуществлять повторные отборы, не прерывая эксперимента,,

Формула изобретения

Сажевый пробоотборник, содержащий охлаждаемый корпус, выполненный с

состоящий из съемной и газоотводной трубок, патрубка для подачи газа, ниппеля, сменного фильтра и магистрали продувки инертным газом, отличающий ся тем, что, с целью ускорения анализа, сменный фильтр снабжен обкладками конденсатора, установленными внутри него симмет

Изобретение относится к устройствам для отбора пробы частиц из высокотемпературного потока продуктов сгорания углеводородных топлив теплоэнергетических установок. Цель изобретения - повышение производительности труда при измерениях количества сажи. Сажевый пробоотборник содержит охлаждаемый корпус с двойными стенками, газоотводный тракт, патрубок подачи газа, ниппель, сменный фильтр и магистраль продувки инертным газом, при этом сменный фильтр снабжен обкладками конденсатора и установлен в передней части пробоотборника. 5 ил.

двойными стенками, газоотводный тракт,JQ рнчно оси патрубка для подачи газа.

оо

fotxoj гозА

&

« 6

ш

еригз

фигЛ

Редактор М Циткина

Составитель А„Сондор Техред Л.Олейник

Заказ 266

Тираж 495

Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CGCP я 13035, Москва, Ж-35, Раушская чаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

I

Ct C2 фигЈ

Корректор С.Черни

Подписное