Способ контроля качества газовой смеси в изолированной емкости Советский патент 1993 года по МПК F17C13/02 G01N7/00 

Изобретение относится к области измерительной техники, может быть использовано в различных областях техники для контроля качества газовых смесей в изолированных емкостях.

Известен способ контроля качества газовой среды, заключающийся в том, что газовую емкость выполняют герметичной и контролируют в ней избыточное давление, осуществляя в случае необходимости периодическую подпитку.

Недостатки способа заключаются в следующем:

не контролируется химический состав газовой смеси вследствие чего не исключаются случаи наличия посторонних примесей, попавших в емкость при проведении различных технологических операций;

не контролируется газ в юбьеме всей емкости.

Цель изобретения - обеспечение высокого качества перерабатываемого в специальной газовой смеси материала путем

контроля качества этой газовой смеси и последующего поддержания этого качества.

Достигается цель тем, что в качестве контролирующей установки используется герметичный компрессор с постоянным числом оборотов, работающий на кольцевой трассе, включающий объем изолированной емкости, а об изменении качества газовой смеси судят по изменению давления на выходе из компрессора по сравнению с оптимальным составом газовой смеси,

При таком способе контроля качества газовой смеси можно судить об изменении химического состава газовой смеси, поскольку давление на выходе из компрессора зависит от молекулярной массы смеси. . (

Кроме того, через компрессор многократно прокачивается весь объем емкости, что позволяет оценивать изменение состава смеси во всем объеме емкости.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом,

XI

со

К емкости 1 подключается кольцевая трасса 2 с компрессором 3. На входе компрессора 3 установлены термометр 4 и диф- манометр 5, который контролирует давление, развиваемое компрессором. К емкости подключён манометр 6. Для поддержания температуры в емкости 1 кольцевая трасса 2 может быть оснащена холодильником 7.

Контроль качества газовой смеси осуществляется по давлению, развиваемому компрессором, которое регистрируется дифманометром 5. В этом случае имеется в виду, что давление и температура в емкости 1 сохраняются постоянными, соответствующими установившемуся режиму. Таким образом, изменение качества газовой смеси определяется изменением показания диф- манометра о снижении или повышении напора компрессора по сравнению с оптимальным составом, определяемым расчетом и уточняемым экспериментально.

В качестве примера предлагается рассмотреть работу технологической линии по переработке литиевых сплавов в атмосфере аргона с предельно допустимой примесью воздуха до 20°.

При первоначальномСпуске герметичная ёмкость заполняется аргоном на 100%, включается компрессор и определяется оптимальный режим и замеряются степень сжатия и напор компрессора.

Условные обозначения:

Газовая постоянная аргона - RI 208 Дж/кг/К; .

Температура - Т 293 К;

Давление в емкости т Р 10 Н/м2;

Обороты ротора компрессора - п 314 1/с;

Радиус колеса R - 0,35 м; Адибатическая работа сжатия ™ ц U2 ц, 0,85 1102.0,7 - 7200 Дж/кг; по расчету, степень сжатия EI 1,05264, напор компрессора Hi 0,5264 м вод.ст. При натечке воздуха в емкость до достижения максимально возможного значения до 20% примеси воздуха в среде аргона, получают:

Газовая постоянная такой смеси Ra - 220 Дж/кг/К

Степень сжатия Еа 1,0500, Напор компрессора На 0,5000 м вод. ст., т.е. снижение напора на выходе из компрессора с 0,5264 м вод.ст. до величины 0,5000 м вод.ст. показывает, что примеси воздуха в газовой смеси достигали максимально допустимого предела в осуществляемом технологическом (в данном случае - переработка литие- вых сплавов в атмосфере аргона)-процессе и необходимо/принять меры по очищению газовой смеси в емкости, например подключение компрессорной магистрали к системе газоочистки с добавлением чистого аргона из баллона).

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ контроля качества газовой смеси в изолированной емкости, включающий подачу исследуемой смесп в емкость и измерение давления данной смеси в емкости, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения постоянного химического контроля в объеме всей емкости, осуществляют циркуляцию газовой смеси через емкость по замкнутому контуру с помощью компрессора и измерение давления этой смеси на выходе компрессора, а состав газовой смеси определяют по изменению этого давления .

Сущность изобретения: способ предусматривает контроль путем изменения дав- ления в емкости и периодической подпитки ее газом. Особенность способа заключается в том, что давление контролируют на выходе из компрессора, который работает в закольцованной трассе, включающей емкость. В случае наличия примесей постороннего газа в емкости изменяется степень сжатия компрессора. Преимущество предложенного способа заключается в удобном, простом и постоянном контроле газа во всем объеме емкости. Особенно удобен способ при контроле газа в больших емкостях. 1 ил.