Устройство для подачи проб на анализ Советский патент 1992 года по МПК G01N1/26 

(Л

С

Изобретение относится к аналитическому приборостроению может быть использовано для централизованных систем аналитического контроля состава веществ с автоматической проверкой и позволяет повысить представительность пробы. В устройстве в корпусе клапана содержится отверстие, закрытое с торцов седлами, одно из которых содержит два сопла, соединенных соответственно со штуцером входа газа и выходным коллектором, а второе седло содержит сопло и канал с дросселем, которые соединены с каналом сброса, в отверстии установлен золотник со вставками, шарнирно соединенный с рычагом клапана и с возможностью осуществления возвратно-поступательного движения 1 ил

Изобретение относится к аналитическому приборостроению в частности к конструкциям переключателей для подачи анализируемого газа из нескольких контролируемых точек в один анализатор, и может найти использование в централизованных автоматизированных системах аналитического контроля веществ с широким диапазоном концентраций на уровне от миллионных до сотых долей

Известно устройство для попеременной подачи проб анализируемого газа из технологических точек на анализатор содержащее клапаны, коллекторы выхода сброса газа, штуцеры ввода анализируемого газа. Клапаны выполнены в виде цилиндрического углубления в корпусе На дне углубления выполнено сопло, связанное со штуцером ввода, а коллекторы выхода и сброса газа выполнены в виде отверстии проходящих через цилиндрические углубления Недостаток этого устройства - низкая представительность пробы, т.к. в поток анализируемой пробы подмешивается среда с другим составом, которая проходит в коллектор выхода через неплотно закрытые клапаны, отсекающие поток газа не анализируемый в данный момент.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному устройству является устройство для подачи проб на анализ, содержащее клапаны, штуцеры ввода, коллектор сброса газа, коллектор выхода, в котором размещены эластичные стаканы с продольными прорезями. Недостаток данной конструкции - низкая представительность пробы. Это объясняется тем, что анализируемая проба, проходящая по коллектору выхода, обдувает наружную поверхность эластичных стаканов, которые могут быть выполнены только из эластичных полимерных материалов С

VJ а

hO

ю чэ

4

поверхности стаканов в поток анализируемого газа подмешиваются газы, адсорбированные и растворенные в эластичном стакане, а также в твердом материале газового тракта.

Кроме того, из-за высокой проницаемости полимеров для всех газов, нарушается представительность пробы при различии концентраций в контролируемых точках, которые могут отличаться на два, три порядка.

К недостатку конструкции относится также ограниченный диапазон рабочих давлений. Это объясняется тем, что для прохода анализируемой пробы в коллектор выхода требуется создать определенный перепад в штуцере ввода под давлением в коллекторе выхода, необходимый для открытия продольной прорези в эластичном стакане. При этом давление в штуцере ввода требуется повысить с уменьшением внутренней поверхности эластичных стаканов. Таким образом уменьшение сорбционной и газопроницаемой поверхности эластичных стаканов ведет к уменьшению диапазона рабочих давлений.

Цель изобретения - повысить представительность пробы за счет сокращения поверхности, контактирующей с анализируемой пробой.

Для этого в устройстве для подачи проб на анализ, которое содержит клапаны с корпусами, коллекторы выхода и сброса газа, штуцеры, дроссель, корпус клапана выполнен с отверстием, снабженным установленными с его торцов двумя седлами, причем первое выполнено с двумя соплами, одно из которых соединено со штуцером ввода, другое - с коллектором выхода, второе седло выполнено с одним соплом, соединенным с коллектором сброса газа, и каналом с дросселем, соединяющим отверстие с коллектором сброса газа, причем отверстие корпуса снабжено размещенным с зазором между седлами золотником, соединенным с приводом.

На чертеже представлена схема устройства для подачи проб на анализ.

Устройство содержит клапаны 1, 2, 3. штуцеры ввода 4, коллектор сброса газа 5 и коллектор выхода 6. В корпусе 7 клапанов 1, 2, 3 выполнено отверстие 8, закрытое с торцов двумя седлами 9, 10, причем седло 9 содержит два сопла.

Сопло 11 соединено со штуцером ввода 4, а сопло 12 - с коллектором выхода 6. Седло 10 содержит сопло 13 соединенного с коллектором сброса газа 5 и канал 14, соединяющий отверстие 8 с коллектором сброса газа 5. В канале 14 размещен дроссель 15. В отверстии 8 между седлами 9 и 10

размещен золотник 16 с гарантированным зазором, обеспечивающим минимальную площадь кольцевого отверстия между золотником и стенками отверстия 8 для созда- ния наибольшей скорости движения газа в кольцевом зазоре и уменьшения диффузионного переноса вещества из отверстия 8 к соплам 11 и 12.

Наибольшее расстояние торца золотника 16 от сопел 11 и 12 определяется диаметром сопла и составляет его четвертую часть. Торцы золотника 16 могут быть выполнены как из полимерных материалов, так и

из металла.

Золотник 16 приводится в движение приводом клапана состоящего из рычага 17, штока 18, пружины 19 и мембраны 20. Ввод рычага 17 в отверстие 8 герметизируется мембраной 21.

Работает устройство следующим образом.

На штуцеры ввода 4 подается анализируемый газ. Пружина 19 через рычаг 17 прижимает золотник 16 к соплам 11 и 12 и перекрывает их. Анализируемый газ не поступает в коллектор выхода 6. Часть анализируемого газа, прошедшая через неплотнс закрытые сопло 11 из штуцера ввода 4 v

сопло 12 из коллектора выхода 6, при наличии в нем давления, через зазор по торцевому периметру золотника 16 и открытое сопло 13 поступает в коллектор сброса газг 5, так как давление в коллекторе сброса газа

5 всегда ниже чем давление в штуцере ВВОДЕ 4 и коллекторе выхода 6. Таким образом предотвращается попадание в коллектор выхода 6 анализируемого газа через неплот но прикрытые сопла 11 и 12.

При подаче давления управления н;

мембрану 20 мембрана 20 прогибается и через шток 18 снимает пружину 19 и рыча гом 17 перемещает золотник 16 к соплу 13 перекрывает его, а сопла 11 и 12 открывают

ся и анализируемый газ от штуцера ввода поступает в коллектор выхода 6 при этог. часть анализируемого газа через гарантиро ванный зазор по торцевому периметру зо лотника 16 проходит в отверстие 8 и пс

каналу 14 через дроссель 15 поступает s коллектор сброса газа 5 при этом дроссел 15 ограничивает количество газа, сбрасыва емого в коллектор сброса газа 5.

В предлагаемом устройстве для подач

проб на анализ по сравнению с прототипом - повышена достоверность пробы. Эт обусловлено тем, что рабочая полость уст ройства уменьшена в несколько раз, соот ветственно, уменьшено количество газ; выделяемого с поверхности газового тракт;

в поток анализируемого газа. Поверхность газового тракта уменьшена за счет исключения из коллектора выхода 6 эластичных стаканов, определяющих его внутренние размеры, а также уменьшен объем рабочей полости, а соответственно и поверхность клапанов. Исключение из устройства эластичных стаканов, имеющих развитую поверхность и выполненных из полимерных материалов, исключило основной источник снижения представительности пробы;

- расширен диапазон рабочих давлений, так как для открытия сопел используется энергия постоянного источника, например сжатый воздух, подаваемый на привод клапана, тогда как в прототипе требуется создать в штуцере ввода давление большее давления в коллекторе выхода, необходимое для открытия продольной прорези в эластичном стакане.

При этом давление в штуцере ввода требуется повысить с уменьшением внутренней поверхности эластичных стаканов. Таким образом, уменьшение сорбционной и газопроницаемой поверхности эластичных стаканов ведет к уменьшению диапазона рабочих давлений;

-упрощена конструкция устройства для подачи проб на анализ за счет исключения

Чг

0

из коллектора выхода эластичных стаканов.

Указанные технические преимущества направлены на повышение достоверности результатов анализа веществ, концентрация которых на уровне миллионных долей. В настоящее время проводится множество анализов с определением ультрамалых концентраций, в т.ч. при контроле загрязнения окружающей среды.

Формула изобретения Устройство для подачи проб на анализ, содержащее клапаны с корпусами, коллекторы выхода и сброса газа, штуцеры, дроссель, отличающееся тем, что, с целью повышения представительности пробы, корпус клапана выполнен с отверстием, снабженным установленными с его торцов

двумя седлами, причем первое выполнено с двумя соплами, одно из которых соединено со штуцером ввода, другое - с коллектором выхода, второе седло выполнено с одним соплом, соединенным с коллектором сброса, и каналом с дросселем, соединяющим отверстие с коллектором сброса, причем отверстие корпуса снабжено размещенным с зазором между седлами золотником, соединенным с приводом.

18