СМЕСИТЕЛЬ ГАЗОВ Советский патент 1970 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к ириборам для непрерывного, получения газовых смесей с заданным объемным соотношением. Оно может быть использовано как часть пробоотборника для газоанализатора, а также как устройство для приготовления эталонных газовых смесей, требующихся при калибровке газоанализаторов.

Известно устройство для приготовления смесей заданного состава, содержащее несколько (по числу смешиваемых газов) емкостей постоянного объема, на входе и выходе которых установлены клапаны. Однако это устройство не позволяет быстро и непрерывно смешивать газовые потоки в заданном соотношении.

Предлагае.мый смеситель отличается те.м, что емкости выполнены с развитой внутренней поверхностью, и на их входе установлены регуляторы перепада давления, а клапанные переключатели снабжены командными устройствами.

Благодаря этому обеспечивается непрерывное смеишвание газов.

На фиг. 1 показана принципиальная схема регулятора, содержащая повторитель давлений /, дозирующие емкости 2 и 3, клапаны 4 7, ка.меру смещения 8, входы Я 10, клапанный распределитель //.

клапанов, в - график изменений давления рабочего газа в дозирующей емкости во времени.

На фиг. 3 изображен повторитель давлений, содержащий элемент сравнения 12 и грубый повторитель 13; на фиг. 4 показана принципиальная схема клапанного распределителя, выполненного на четырех элементах типа реле универсальное Р-ЗН, в состав которого входят

трехмембранные реле М, 15, элементы 16, 17 распределителя, дроссели 18, 19. Устройство работает следующим образом. Один из смещиваемых газов (анализируемый), давление которого задается повторителю /, заполняет емкость 2 через периодически открывающийся входной клапан 4 и выходит из камеры также через периодически действующий клапан. Клапанный распределитель 11 поочередно включает входные и выходные

клапаны емкостей 2 и 3 выдачей пневматических импульсов но двум каналам. Другой из смещиваемых газов перед входом в емкость 3 проходит повторитель, где его давление снижается до давления, равного давлению нервого газа.

Постоянное соотношение объемных расходов поддерживается одновременным заполнением и опорожнением двух камер. При необходимости приготовления двух-,

сей в схему добавляют соответствующее количество повторителей и камер, снабженных двумя- запорными клапанами. Управляет клапанами клапапный распределитель. В установках динамического (непрерывного) приготовления газовой смеси точность поддержания соотношений определяется точностью поддержания давлений.

В качестве точного повторителя давления используются элементы системы УСЭППА: элемент сравнения ЭС-3 и грубый повторитель с мощным выходом ПГ-4, соединенные собой в соответствии со схемой на фиг. 3..

Один из смешиваемых газов (анализируемый) под давлением подается в камеру задания элемента сравнения. Другой газ проходит сначала через шариковый клапан грубого повторителя, а затем в камеру обратной связи элемента сравнения и на вход емкости 3. При повышении (или уменьшении) входного давления газа-разбавителя увеличение (или уменьшение) давления газа на выход из повторителя вызывает уменьшение (или увеличение) давления сжатого воздуха, управляющего грубым повторителем. Благодаря высоколту коэффициенту усиления (порядка 500) выходное давление с большой точностью определяется давлением анализируемого газа.

Клапанный распределитель предназначен .для формирования на двух выходах пневматических импульсов, возникающих попеременно с некоторой задержкой во времени, которая необходима для исключения наложения двух импульсов.

Трехмембранное реле 14 работает в режиме генератора, на выходе которого возникают колебания давления сжатого воздуха с амплитудой, равной амплитуде давления питания. С выхода генератора сжатый воздух поступает на вход элемента 16. Трехмембранное реле 15 совместно с дросселем 18 образует схему импульсатора. Так же образуется схема импульсатора иа элементах 17 и 19. На входе в импульсатор возникает пневматичесгкий импульс, когда закрыто сопло сброса в атмосферу. Порядок появления сигналов на выходах 20 и 21 соответствует циклограмме фиг. 2.

Время цикла Т устанавливают вращением головки переменного дросселя. Время задержки определяют величиной объема камеры импульсатора и сопротивлением постоянного дросселя.

Отношение расходов равно отношению объемов емкостей 2 и 3. Емкости 2 и 3 заполняются до давления PI и опорожняются до давления РОСоотношение расходов зависит только от объемов дозирующих камер и не зависит от физических свойств газовых компонентов, входных давлений и сопротивления на выходе из камеры смешения, но лишь при условии,

если температура газа на входе в камеру равна температуре на выходе, т. е. при условии изотермичности процессов заполнения и опорожнения. В действительности имеет место политропный процесс, причем приближение

к адиабатическому процессу оказывается тем сильней, чем выше частота переключений клапанов. Существенное влияние на протекание процесса оказывает конструктивное выполнение дозирующей камеры. Увеличивая отношение внутренней поверхности к объему и тем самым улучшая условия теплопередачи, можно значительно поднять частоту переключений при сохранении изотермичности процессов заполнения и опорол нения.

Поэтому целесообразно изготовлять емкость со значительным соотношением полной внутренней поверхности и объема.

Предмет изобретения

Смеситель газов для приготовления смесей заданного состава, содержащий несколько, по числу смешиваемых газов, емкостей постоянного объема, на входе и выходе которых установлены клапаны, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывного смешения потоков газов, емкости выполнены с развитой внутренней поверхностью, и на входе в них

установлены регуляторы перепада давления, а клапанные переключатели снабжены командными устройствами.

Риг 2

futJ

75

20

иг.