Устройство для дискретного измерения массы выбросов твердых частиц с дымовыми газами Советский патент 1993 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано в энергетической, химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения концентрации твердых частиц в дымовых газах, содержащее излучатель с приемником электромагнитной волны, размещенные с возможностью оптического контакта на стенках газохода, преобразователь с регистрирующим прибором.

Указанным устройством возможно измерять массу выбросов твердых частиц с использованием расходомера дымовых газов, что определяет невозможность проведения автоматических измерений и низкую точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для дискретного измерения массы выбросов твердых частиц с дымовыми газами, содержащее заборную трубку, фильтровальный патрон, измеритель расхода газа, воздуходувку с регулирующим элементом, весоизмерительный узел.

Недостатком устройства является невозможность проведения измерений в автоматическом режиме и низкая точность метода (до ±30%).

Целью изобретения является автоматизация и повышение точности измерений массы выбросов твердых частиц с дымовыми газами.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для дискретного измерения массы выбросов твердых частиц с дымовыми газами, содержащее заборную трубку, входным концом введенную в газоход, весоизч

00

ю ю

мерительный узел, регистрирующий прибор введены программный блок управления, Средство для распределения давления, три ключа, два запорных узла соответственно с блоками питания, причем выходной конец заборной трубки сообщен через два последовательно размещенных в трубке запорных узла с атмосферойд полостью газохода, каждый запорный узел выполнен в виде катушки, охватывающей трубку, с сеткой, установленной по нормали, на которой размещены несколько слоев магнитных элементов, сетка нижнего запорного узла жестко закреплена с весоизмерительным узлом, полость под ней сообщена с атмосферой и с полостью газохода, каждая катушка запорного узла соединена через блок питания и ключ - с первым и вторым выходами программного блока управления, третий выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа, а выход весоизмерительного узла соединен через третий ключ с регистрирующим прибором, полость над верхним запорным узлом сообщена через средство для распределения давления с полостью газохода, заборная трубка гибко подвешена к стенкам газохода, при этом по образующей заборной трубки выполнено щелевое отверстие к краям которого параллельно друг другу прикреплены пластины, одна из которых размещена в плоскости, касательной к линии крепления, средство распределения давления выполнено в виде изогнутой трубки с соплом, расположенным в выходной ее части и соединительной трубки с кольцевой камерой, охватывающей участок изогнутой трубки с соплом и сообщенной с соплом двумя соосными отверстиями, причем один конец изогнутой трубки сообщен с атмосферой, а другой - с газоходом - и торцом ориентирован в сторону газохода.

На фиг. 1 изображено устройство для дискретного измерения массы выбросов твердых частиц с дымовыми газами; на фиг. 2 и 3 - сечения А-А и Б-Б на фиг. 1 соответственно; на фиг. 4 - циклограмма выходных сигналов элементов устройства.

Устройство содержит весоизмерительный узел 1, заборную трубку 2, входным концом введенную в газоход 3, программный блок управления 4, три ключа 5, 6,7, два запорных узла, каждый из которых выполнен в виде катушки 8, 9, охватывающей трубку с сеткой 10, 11, установленной по нормали, на которой размещены несколько слоев магнитных элементов 12, сетка 11 нижнего запорного узла жестко закреплена с весоизмерительным узлом 1, выход которого соединен через ключ с выходом блока измерений 4.

Каждая катушка запорного узла соединена через блок 14, 15 питания с выходом

ключа 5, 6, полость над верхним запорным узлом сообщена через средство распределения давления с полостью газохода. На стенке заборной трубки 2 выполнено щелевое сквозное отверстие 17 по образующей,

0 к краям которого параллельно друг другу прикреплены пластины 18, 19.

Средство для распределения давления 16 выполнено в виде изогнутой трубки 20, с соплом 21, сообщенным через поперечные

5 отверстия 22 и кольцевую камеру 23 с полостью над верхним запорным узлом через соединительную трубку 24 и вентиль 25. Выходной торец 26 трубки 20 введен в газоход 3 по потоку дымовых газов. Один конец за0 борной трубки 2 закреплен к стенке газохода через пружину 27, а другой установлен на резиновом фланце 28. Трубка 29 соединяет газоход с сеткой 11,

Устройство работает следующим обра5 зом.

Твердые частицы потока дымовых газов, попадая в щелевые отверстия между пластинами 18, 19, закручиваясь в трубе 2 перемещается к ее выходному концу, скап0 ливаясь на магнитных элементах 12 первого запорного узла. Выравнивание давления по трубе 2 и, следовательно, возможность улавливания (поступления в трубу 2) твердых частиц обуславливается средством рас5 пределения давления, в котором снижение давления в полости над верхним запорным узлом достигается за счет инжекционного эффекта потока воздуха, всасываемого из атмосферы по трубке 20 в газоход. Исключе0 ние возможности поступления твердых частиц из полости над верхним запорным узлом в трубку 24 определяется регулировкой проходного сечения последней вентилем 25.

5 После прохождения периода осаждения твердых частиц (на фиг. 4 период 0-3) с программного блока управления 4 по первому каналу И1 поступает разрешающий сигнал на открытие ключа 5 и на блок питания 14,

0 формирующий импульсный ток в катушке 8. Магнитные элементы начинают импульсно перемещаться, образуя кипящий слой и пропуская через себя и сетку 10 твердые частицы, поступившие из дымовых газов в

5 полость трубки 2.

Порция твердых частиц, накопившаяся в полости над первым запорным элементом, а также твердые частицы, поступившие из трубки 2 за период работы катушки 8 (3-5) поступают в полость над вторым запорным

элементом и скапливаются на магнитных элементах под сеткой 10. Окончание работы катушки 8 определяет конец цикла измерений. Магнитные элементы над сеткой 10 перекрывают сообщение полости над вторым (нижним) запорным элементом и полостью трубки 2. Масса порции твердых частиц, скопившаяся над сеткой 11, равна расходу твердых частиц через сечения щелевого отверстия трубки 2 за период времени 0-5 (см. фиг. 4, Ui), когда происходит накопление твердых частиц на сетке 10 и их прохождение через последнюю.

После окончания работы катушки 9 из программного блока 4 поступает сигнал ИЗ (момент 5) на прохождение сигнала с весоизмерительного узла через ключ 7. В этот период (5-6) на вход регистрирующего прибора 13 поступает сигнал, пропорциональный весу указанной выше порции. В этот же период на сетке 10 (начало момент 5) начинается осаждение новой порции твердых частиц, так как магнитные элементы над последней залегают плотным слоем и препятствуют прохождению твердых частиц через них.

В момент б (Уз) оканчивается регистрация массы твердых частиц и с программного б.лока 4 поступает сигнал на ключ 15, определяющий работу катушки 9. Магнитные элементы 12 в ее полости, хаотически перемещаясь, выбрасывают через сетку 11 измеренную порцию твердых частиц. Последние подхватываются потоком воздуха и вводятся в газоход через трубку 29. Цикл выведения твердых частиц из полости над сеткой 11 заканчивается в момент 8 (U2), когда на катушку 9 прекращается подведение напряжения с блока 15.

Следующие циклы работы устройства

идентичны. Очистка полостей над запорными узлами обеспечивается магнитными элементами 12. которые хаотически перемещаясь, отряхивают сетки 10. 11 и стенки узлов.

Программный блок 4 управления возможно выполнить в виде барабана с тремя рядами контактов (Ui.2.3). жестко соединенного с синхронным двигателем. Барабан,

вращаясь, замыкает контакты на периоды времени (например, 3-5. по каналу Ui. и по каналу Ua 1-3, 6-8 и т. д.). Время периодов 0-3-5 выбирают из условия повышения точности измерений весоизмерителем 1, то

есть набора веса порции, соизмеримой с весом второго запорного узла. Например, массу 5 г возможно набрать через щелевое отверстие 5 мм, длиной 2 м за 5-10 мин. Указанного веса порции твердых частиц достаточно для измерения с высокой точностью его величины.

Использование: изобретение относится к технической физике и позволяет повысить точность и автоматизировать измерения. Сущность; в устройство введены программный блок управления, средство для выравнивания давления, три ключа, два запорных узла соответственно с блоками питания. Каждый запорный узел выполнен в виде катушки, охватывающей трубку, с сеткой, уста- новленной по нормали, на которой размещены несколько слоев магнитных элементов. Заборная трубка гибко подвешена к стенкам газохода, а по ее образующей выполнено щелевое отверстие. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. у Ј

Формула изобретения 1. Устройство для дискретного измерения массы выбросов твердых частиц с дымовыми газами, содержащее заборную трубку, входным концом введенную в газоход, весоизмерительный узел, регистрирующий прибор, отличающееся тем, что. с целью автоматизации и повышения точности измерений массы выбросов твердых частиц с дымовыми газами, в него введены программный блок управления, средство для распределения давления, три ключа, два запорных узла соответственно с блоками питания, причем выходной конец заборной трубки сообщен через два последовательно размещенных в трубке запорных узла с атмосферой и полостью газохода, каждый запорный узел выполнен в виде катушки, охватывающей трубку, с сеткой, установленной по нормали, на которой размещены несколько слоев магнитных элементов, сетка нижнего запорного узла жестко закреплена с весоизмерительным узлом, полость под ней сообщена с атмосферой и с полостью газохода, каждая катушка запорного узла соединена через блок питания и ключ

с первым и вторым выходами программного блока управления, третий выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа, а выход весоизмерительного узла соединен через третий ключ с регистрирующим прибором, полость над верхним запорным узлом сообщена через средство для распределения давления с полостью газохода, заборная трубка гибко повешена к стенкам газохода, при этом по образующей

заборной трубки выполнено щелевое отверстие, к краям которого параллельно друг другу прикреплены пластины, одна из которых размещена в плоскости, касательной к линии крепления.

камерой, охватывающей участок изогнутой трубки с соплом и сообщенной с соплом двумя соосными отверстиями, причем один конец изогнутой трубки сообщен с атмосферой, а другой - с газоходом - и торцом ориентирован в сторону выхода газохода.