Устройство для определения содержания конденсирующихся веществ в газе Советский патент 1980 года по МПК G01N5/00 G01N25/66 

1

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано при разработке и изготовлеНИИ приборов, предназначенных для определения состава газовы:с сред пу- 5 тем конденсации определяемого вещества и измерения его веса, например для определения содержания нафталина в коксовом газе.

Известно устроПство, в основу рабоНО ты которого положено охлаждение испытуемого газа до насыщения и измерение температуры газа в момент выпадения конденсата, которая и определяет содержание влаги в нем. В качестве 15 охладителя в таком устройстве используют полупроводниковую термобатарею. Регистрация температуры точки росы осуществляется по ослаблению светового потока, отраженного от зеркала 20 и воспринимаемого фотоприемником 1.

Недостатком известного устройства является то, что поверхность зеркала необходимо непрерывно обезжиривать, а наличие в исследуемом газе пыли, 25 паров масел, тяжелых углеводородов и других примесей снижает надежность оптической систе «л прибора и требует автоматической очистки поверхности зеркала. Кроме того, при изменении зО

давления газа необходимо производить пересчет по таблицам. В связи с этим нецелесообразно применять устройство для определения содержания нафталина в коксовом газе в производственных условиях.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения содержания конденсирующихся веществ в газе, например нафталина в коксовом газе, содержащее установленный в трубопроводе чувствительный элемент - полированный цилиндр, холодильник, нагреватель, блок управления тепловым режимом, блок измерения и регистрации. Температура точки росы определяется в момент появления тумана на поверхнрсти , цилиндра, которая в случае не отражает падающий на нее луч. С помощью блока управления тепловым режимом температуру цилиндра поддерживают Спутем его нагрева и охлаждения) возле температуры точки росы. Температура конденсации упругих паров нафталина при давлении 760 мм рт.ст. равна 36°С, поэтому известное устройство, в принципе, может быть применено для определения содержания нафталина в коксовом газе 2.

Однако известное устройство не обеспечивает в производственных условиях требуемой точности и диапазона измерений по следующим причинам: необходимость применения таблиц для пересчета вследствие колебаний давления газа; низкая надежность оптической системы регистрации вследствие наличия в исследуемом газе пыли, паров масел и других примесей, способных случайным образом влиять на интенсивность отраженного от цилиндра светового потока; ограниченный диапазон {змерен я, обусловленный большой тепловой, инерционностью чувствительного элемента,,оторая будет вносить дополнительные погрешности при измерении больших концентраций; необходимость автоматической очистки полированной поверхности цилиндра после каждого измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение диапазона в сторону больших концентраций нафталина в коксовом газе.

Поставленная цель достигается тем, что чувствительный элемент выполнен в виде установленных вдоль оси трубопровода и расположенных параллельно друг другу конденсационных пластин, соединенных с весоизмерительным устройством.

Изобретение может быть реализовано в различных вариантах,

В качестве примера выполнения может быть разобран вариант, в котором в трубопроводе,выполнен подвижный участок, закрепленный на гибких эластичных сильфонах, внутри которых диаметрально размещены теплопровод- , ные стержни, на которых укреплены параллельно друг другу вдоль оси трубопровода конденсационные улавливающие пластины с расположенными на них лепестками, а передача перемещения подвижного участка трубопровода (соединение плавтин с весоизмерительным устройством) осуществляется с помощью двух раздельных 14IITOKOB, укрепленных в диаметрально противоположных точках трубопровода.

Такое выполнение чувствительного элемента по сравнению с известным позволяет: Уменьшить тепловую инерцию устройства за счет вве 1ения теплопроводных стержней непосредствв11но в поток газа, что улучшает условия теплообмена чувствительного элемента с газом; увеличить точность измерения и расширить диапазон в сторону больших шнцентраций за счет установки подвижного легкого участка газопровода, в котором на теплопроводных стержнях укреплены улавливающие пластины с раз витой посредством лепестков поверх ностью, что позволяет увеличить суепень извлечения паров нафталина из коксового газа; увеличить чувствитель ность чувствительного элемента за

счет вывода перемещения газопровода с помощью двух раздельных штоков, что позволяет организовать дифференциальную схему измерения, тем самым повысив помехоустойчивость и чувствительность устройства. Улавливающие пластины имеют площадь и угол наклона, возрастающие по движе.нию газа, что позволяет увеличить степень извлечения нафталина из коксового газа за счет возрастающих по движению газа си лы сопротивления и поверхности контакта и, таким образом, увеличить точность измерения и расширить дидпазон в сторону больших концентраций.

На чертеже изображено устройство для определения весового содержания нафталина в коксовом газе.

Устройство содержит корпус 1, к которому прикреплены фланцы 2, подвижный участок трубопровода, в данном случае газопровода 3, в котором установлены диаметрально и параллельно друг другу теплопроводные стержни 4 с укрепленными на них улавливающими конденсационными пластинами 5, на которых расположены лепестки 6, площадь и угол наклона которых вЬзрастают по движению газа. В ди етрально противоположных точках газопровода установлены штоки 7 и 8, концы которых могут крепиться либо к подвижным центрам сильфонов 9 (вариант А, показан один сильфон), либо к плунжерам индуктивных преобразователей 10 (вариант Б, показан один преобразователь В первом случае измерение перемещения производят с помощью сопел 11 (показано одно сопло). Для нагрева подвижного участка газопровода предусмотрен нагреватель 12, а для охлаждения - холодильник 13, расположенные таким образом, чтобы подвижный участок газопровода не соприкасался с ними. Индуктивный или пнеемопреобразователь является весоизмерительным устройством.

Определение весового содержания нафталина в коксовом газе с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

По команде от блока 14 управления 0 тепловым режимом хладагент поступает в холодильник 13, охлаждая подвижный участок газопровода 3 ниже температуры конденсации паров нафталина. При этом тепло от коксового газа отнимается с помощью охлажденных пластин 5 с лепестками 6 и теплопроводных , стержней 4, в результате чего на них оседает.сконденсировавшийся нафталин,

За счет возрастания угла наклона и площади лепестков 6 вес нафталина распределяется равномерно, перемещая подвижный участок газопровода 3 .вместе со штоками 7 и 8, которые либо увеличивают индуктивность одного преобразователя 10 и уменьшают индуктив