Анализатор взрываемости газовоздушных смесей а.п.данилина Советский патент 1980 года по МПК G01N25/54 

1

Изобретение относится к средствам измерения физических свойств горючих газов и паров.

Известно устройство для исследо- j вания горючих газовых смесей с целью определения их различных физико-химических свойств р- . В этих устрой-, ствах испытуемые газы в смеси с окислителем (атмосферным воздухом)вво- |Q дятся в камеру-реактор, где поджигаются запальным устройством преимущественно электрического типа.

Известен анализатор взрываемости газовоздушных смесей/ содержащий s взрывную камеру, соединенную каналами с источниками газа, запгшьные электро,цы и предохранительный клапан 2.

Принцип дозирования смеси в этом. 20 устройстве основан на замере абсолютных давлений компонент (газ и воздух ) при последовательном наполнении ими реакционного сосуда. При этом перед началом подготовки про- 25 бы в реакционном сосуде необходиьло создать относительно глубокий вакуум (до 5 мм рт.ст.).

В силу специфики использоваддой. в упомянутом устройстве методики подго-зо

товка каждого из опытов требует большой затраты времени и высокой тщательности .Заполнение компонентами также сложно,трудно регулируемо, а при наличии небольшого отклонения давления и объема пробы от заранее намеченного исправить концентрацию в данном опыте уже невозможно. Кроме того, точность концентрации зависит от трех замеров барометра: замера исходного вакуума, замера давления на первой компоненте (например, газ) и замера давления па второй компоненте. При этом суммарная погрешность будет равна погрешности перечисленных замеров. Следует отметить также то, что вакуумная систзма уязвима с точки зрения возможных нарушений герметичности, что приводит к неконтролируемлм в опыте погрешностям.

Конструкция ангшизатора сложная, он некомпактен, требует высокой квалификации персонала.

Целью предло йй Эго изобретения является повыиение г быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что камера снабжена поршнем, кинематически соединенным через прецизионную передачу с приводом, а газовые каналы соединены с источником газа, атмосферой и между собой через золотник управления, при этом один газовый канал соединен с запоршневым пространством камеры. На фиг. 1 схематично изображен анализатор взрываемости газовоздушных смесей, на фиг. 2 - один из ко.нструктивных вариантов исполнения анализатора. Взрывная камера 1 выполнена совместно с цилиндром-дозатором 2 и их объемы сообщаются. В цилиндре 2 размещен поршень 3, соединенный штоком 4 с поводком 5, кинематически связанным (например, посредством гибкой ленточной двусторонней связи с роликом 6, который жестко соединен с рычагом 7, снабженным ручкой управ ления. Для учета положения рычага с ним сопряжена дугообраз-ная шкала 8, а рычаг снабжен стрелкой, Шток 4 уплотнен в области выход из цилиндра 2 сальниковым уплотнением 9. Противоположный цилиндру 2 торец 1 имеет отверстие, которое закрывает ся взрывным клапаном 10, шарнирно расположенным на рычаге подвеса 11, снабженном ручкой принудительного открытия 12 клапана 10 и подпружиненном в сторону закрытия клапана 10. Линия разъема между взрывной камерой 1 и клапаном 10 уплотнена резиновым уплотнительным кольцом 1 Газовый канал через запорный вен тиль 14 соединен с гидрозатвором 15 наполненным инертной жидкостью, нап ример конденсатом воды. Газовый (верхний) объем гидрозатвора 15 сое динен с мягким газгольдером 16 и с .корпусом 17 золотника 18. Золотник слева подпружинен пружиной сжатия 19, а справа имеет кнопку управлени Центральная зона золотника 18 каналом 20 сообщена с замкнутым поршне 3 объемом цилиндра 2, а каналом 21 с объемом взрывной камеры 1. Внутри взрывной Кс1меры 1 установ лены электроды,22 для поджигания газовоздушной смеси, соединенные с источником высокого напряжения (н показан). С целью качественной герметизаций полости цилиндра 2 поршень 3 может быть снабжен уплотнительным кольцом 23 (см. фиг. 2). Дл регули рования плотности сальника 9 он снабжается нажимной втулкой 24. При необходимости расширения диапазона измеряемых концентраций рационально выполйять;взрывную каме 1 и.цилиндр 2 одинакового диаметра (фиг. 2).При этом целесообразно ис пользовать для привода штока 4 пре цизионную подачу 25, состоящую, например из микровинта с гайкой,а д индикации перемещения поршня 3 на штоке 4 устанавливается стрелка 26.: С целью быстрого выравнивания состава смеси Может быть установлен вентилятор 27, нагревательный патрубок 28 которого направлен аксиально камере 1, а всасыванвдий патрубок 29 - тангенциально. Для ориентации взрывного клапана 10 относительно взрывного отверстия камеры 1 клапан снабжен дополнительными упорами 30, организующими требуемые зазоры относительно рычага 11. Б качестве сальниковой набивки 9 целесообразно использовать ФУМ (фторопластовый уплотнительный материал) с коэффициентом трения 0,06. Золотник 18 по пояскам целесообразно уплотнять резиновыми уплотнительными кольцами. Каналы 20 и 21 выполняются в виде капилляров диаметром 1,5-2,0 мм. Корпус 17 макт симапьно. приближается к камере 1 и цилиндру 2. Наилучшим является вариант выполнения камеры 1, цили-ндра 2 и корпуса 17 в одном блоке. С целью визуального наблюдения за взрывом камера 1 выполняется 1из прозрачного материала, например оргстекла. Работа устройства. Открытием вентиля 14 производится заполнение мягкого газгольдера 16 от источника испытуемого газа. При этом гидрозатвор 15 позволяет наблюдать поступление газа в газгольдер. Затем вентиль 14 закрывается. В начальном положении золотник 18 пружиной 19 передвинут в крайнее правое положение, доступ газа в объемы камеры 1 и цилиндра 2 закрыт . Поршень 3 находится в крайнем правом положении, стрелка на рычаге 7 - против метки О шкалы 8. Подготовка взрывной камеры. Принудительно открывается клапан 10 и удерживается в открытом «положении в период проветривания камеры. При этом может быть включен вентилятор 28, что ускоряет вентиляцию камеры. Затем клапан 10 закрывается. Набор пробы. Нажатием на золотник 18 он переводится в крайнее левое положение против силы пружины 19. При этом мягкий газгольдер 16 сообщается каналом 20 с замкнутым справа от поршня 3 объемом цилиндра 2, а взрывная KciMepa 1 сообщается каналом 21 со сбросом из корпуса 17 в атмосферу.-Движением рычага 7 до требуемой метки шкалы устанавливают величину намеченной концентрации газа, продолжая удерживать золотник в нажатом положении.Затем отпускают золотник, он возвращается в исходное положение, объем камеры 1 отсоединяется от атмосферы и соединяется с объемом цилиндра 2, наполненного пробой газа, а газгольдер

отсоединяется от цилиндра. Движением рычага 7 до метки О на шкале 8 перемещгиот -поршень в исходное положение, при этом проба газа из цилиндра 3 перейдет в кгилеру 1 и начнет смешиваться с находящимся там воздухом.

При наборе пробы возможно уточнение положения поршня 3 движением рычага 7 в ту или иную сторону с целью корректировки. Последним значением будет то, которое соответствовало моменту опускания золотника 18. Это позволяет максимально точно установить объем пробы по заранее заданному значению.

Взрыв. Подачей высокого напряжения около 12 кВ) на электроды 22 от возникаклдей между ними искры производят поджигание газовоздушной смеси. При взрыве от повыиения давления в каи-юре 1 клапан 10 открывается против силы подпружиненного рычага подвеса 11. Ведется визуальное наблюдение за интенсивностью взрыва.

Шкала анализатора градуируется в объемных процентах концентрации газа вычисленной:

С г. 100% ,

12

/J

где V - полный объем взрывной камеры при крайнем правом (нулевом) положении поршня 3;

У - объем взрывной камеры при. некотором, отличном от нулевого, положения поршня, соответствующем набору требуемой пробы газа.

Формула изобретения

Анализатор взрываемости газовоздушных смесей, содержащий взрывную каЛеру, соединенную каналами с источниками газ.а, запальные электроды и 5 предохранительный клапан, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, камера снабжена поршнем, кинематически соединенным через прецизионную переда0чу с приводом, а газовые каналы соединены с источником газа, атмосферой и между собой через золотник управления, при этом один газовый канал соединен с запоршневым пространством камеры.

S

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР №269566, кл. G 01 N ZS/S, I960.

2.ГОСТ 13919-68 (прототип).