Пневматический индикатор запылен-НОСТи гАзОВОгО пОТОКА Советский патент 1981 года по МПК G01N15/00 

1 Изобретение относится к технике автоматического контроля в система газоочистки и пылеулавливания и может быть использовано в различных отраслях промышленности для повыяе- ния эксплуатационной нгщежности сис тем газоочистки, в частности для ав томатического контроля запыленности газовых потоков. Известен электрический пылемер, запыленность газа -в котором измеряю по силе электрического тока, возник кяцего при электрическом обмене в результате удара частиц пыли о поверхность электрода,, содержащий камеру отбора статического давления, направляющий аппарат, побудитель расхода, усилитель, дифманометр и регистрирующий прибор l . Недостатком устройства является низкая точность и чувствительность измерений, зависимость от физикохимического состава промышленных пылей. Известен также автоматический пылемер, основанный на эффекте фильтрации газов, содержащий первичный преобразователь, чувствитель ный элемент, снабженный фильтрованной лентой из эластичного материала, измеритель перепада давления в камере (дифманометр), источник питания и регистрирующий прибор 2. Однако, и это устройство имее недостаточную точность и чувствительность измерения из-за наличия фильтрованной ленты при функционировании устройства в условиях воздействия турбулентностей анализируемого пылегазового потока. Кроме того, в случае резкого перепада давления в пылегазовой среде возникает значительное изменение расхода газа в камере независимо от того, что скорость потока сохраняется постоянной, что приводит к погрешностям в показаниях прибора и снижению его быстродействия. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пневматический индикатор запыленности газового потока, содержащий корпус с пробозаборной трубкой и пневматическими канала1 и с отверстиями для подключения мостового дроссельного преобразователя и чувствительного элемента, расположенных внутри корпуса и пневматически подсоединенных к дифманометру со вторичным прибором к питания, СЖаТШ- ЕОЗДУ.КОМ З . - Однако данноа устройство .имеет недостаточную точность я малое быстродействие при наличии пулр саций величины разрежения в пчлеуланлиаающем аппа.рате. Действительно,. Л17и пульсациях величины разрежения (более 300 мм вод.ст) в пылеулавливающем аппарате (что t&ieeT место э процессах газоочистки и пыпеулав и- ванкях) возникает зкачитэльноя изме нение рахода рабочего газа через камеру устройства незазксиг-ю от то. го, что скорость потока сохраняется постоянной. При изменяющемся значении расхода выходкой сигнал будет также изменяться, что приводит к появленшо дополнительной погрешности в показаниях.прибора и снижению его быстродействия вследствие увеличения времени входа процесса в установившееся состояние. Цель изобретения - повышение точности измерений и увеличение быстродействия индикатора при пульсациях величины разрех ения в пылеула вливаю щем аппарате, Поставленная цель достигается тем, что корпус индикатора разделен двумя мембранами на два стабилизационные пневматические камеры и две измерительные пнеиматическке камеры содержащие по одному струйному эле, менту типа сопло-заслонка г при этом измерительные камеры соединены меж.д собой при помощи третье1-о струйно-. го элемента типа сопло-заслонка, образованного регулнровочньтг11 винтом и корпусом ,- . и соединены со сме ными полостяглк днфмааометра и внешней средой. На чертеже приведена принципиаль ная .схема гфедлагаег юго устройства. Пневыатический индикатор газовог потока содержит корпус 1, разделенный Мембранами 2 и 3 соответственно на две измерительные пневматические камеры 4 и. 5 и две стабилизационные пневматические камеры 6 и 7, Через корпус 1 протекает поток чистого га за со скоростью У(5дл, . Корпус устройства через пробозаборную трубку 8 и отверстие 9 соединен с пылеулавливающ ш аппаратом 10, в которо движется анализируемый поток пьглегазовой смеси со скоростью V. Измерительные пневмокамеры 4 и 5 снабже ны соответствующигли сруйньши чувствительными элементами 11 и 12, вы полненными в виде струйных элементо сопло-заслонка. Измерительные камер пневматически связаны между собой посредством пневмоканала 13, давление в котором регулируется третьиг. струйным чувствительны / элементом 14 типа сопло-заслонка, образованным регулировочным винтом 15 и корп сом устройства. Клящая иа измерител мя пиевмокамер 4 и 5 сооби ается со межными полостями дифманометра 16, клнменного на вход йао.ричиого приора 17, при помощи трубопроводов, роходящих чаре отве;:.ст;чя 18, кото :,: пьтолнены в огенке корпуса ини:.- тор а. запьгпенносп-, Вторичный рибор 17 имееХ линейную ипса-лу и -фикснрувт уровень концентрации пыли в 1а5гг 3ом потоке. В стабилизационные пкзЕт юкамеры б и 7 непрерывно подаете;.; д)лат))Тй возду -;: с регулируекквч давленмам питачерез дзе проточкьте пневматические цепочкг;,, включающие соотвеУственно стабилизатор 19 расюда .сзкатого воздуха, соедкнктельную труб к у 20 . п ер еме н ны е д р о с г; ел к 21 и . 2 2 , струйные трубки 23 и 24, ламинарные со:;ла 25 и 26 и стабилизационные пнев -5окамеры 5 и 7, Эти пневматическне цепочки связаны через манометр 27 и редуктор 28 с ртсточником постоянного давления питания Рщ.у . Редуктор 28 осуществляет при этом функции задатчика давления питания,Измерительные камеры 4 и 5, снаб) струйными чувствительными Эламентами 11- и 12, в совохупности с указанными проточньми пневмодепочкагли образуют пнезматичесьйй мое тезой преобразователь, давленка питания которого контролируетсяг манометром 27, При этом измерите;оьные камеры 4 к 5 сообщаются с о;;ружа югдей средой соответственно при помощи пневматических каналов 13 и .29, снабженных дренажными отверстиями. Пневматический индикатор запыленности газового потока работает с л е.аующим образ ом. Перед работой индикатора с яомоjjibio регулировочного винта 15 осутдествляется его начальная настройка на рабочий режим такиг/i образом, чтобы при ПОСТОЯ ШОЙ скорости Ур,адд чистого потока газа создавались определенные расходы воздуха через струйный элемент 14 из пневмокамеры 5 и через струйный элемент 11 КЗ пневмокамеры 4. В соответст:аии с этими расходами воздуха в измерительных камерах 4 и 5 устанавливается некоторый перепад давлений, фиксируемый в полостях .цифманометра 16, Этот перепад давления принимается за нулевую точку шкалы вторичного п.рибора 17, проградуированного в единицах концентрации пыли мг/м. При появлении через отверстие 9 и пробозаборную трубку 8 в корпусе 1. запыленного потока газа с динамическим давлением f развиваемым гем при скорости VH-J, в измерительной пневмокамере 4 устанавливается зелнчина давления , , равная величине давления в стабилизационной камере 5, вследствие компенсации сил

давления на разделяющей мембране 2, В результате струйный элемент 11 оказывается под некоторым давлением . Аналогично при компенсации сил давления, развиваемых а пневматических камерах 5 и 7, на мембране 3 в измерительной пневмокамере 5 устанавливается, давление / равное величине давлеЕ ия в стабилизационной камере 1, При этом на струйном элементе 12 происходит соответствуюатее падение давления

йР2 (лР2 РН ) Последнее приводит к разнонаправленному радиальному перемещекгао разделяющих мембран 2 и 3,. В результате происходит изменение величины зазоров меиеду мембранами 2 к 3 н соответствующими элементами 11 ii 12, что обеспечивает увеличение перепада давления , -ДР, создаваемого в пневмокамерах 4 и 5. Изменение величины давления дР фиксируется в смежных полостях дифманометра 16 и, следов.ательно, на шкале вторичного прибора 17 индицируется соответствующая величина концентрации пыли в газовом потоке.

Экспериментальные исследования устройства показали, что предлагаемая конструкция индикатора запьшениости, а также непрерывное истечение воздуха через дренажные отверстия в окружающую среду обеспечивают расчетные давления на срезах расходлык ламинарных сопел 25 и 26, внося автоматическую коррекцшо на турбулентные пульсации скорости потока и разрежение в пылеулавливающем аппарате Б процессе измерения и препятствуя засорению пневмокамер устройства пылью. Поскольку пылинки не осаждаются на внутренней поверхности корпуса устройства, го его характеристика сохраняется неизменной. При этом устройство отличается малой инерционностью. В комплект пнёвмоиндикатора, входят узел переменных дросселей 21 и 22 типа П-1127 системы пневмоавтоматики УСЭППА С диаметром отверстия 0,2 мм. При этом диаметр отверстия .9 в корпусе прибора

целесообразно выбирать в пределах 0,05-0,1 М1Л, а мембраны 2 и 3 толшлной 0,14 - 0,18 rvtM, что обеспечивает их рабочий ход примерно

в сотые доли миллиметра и значительный коэффициент усиления всего устройства (несколько десятков единиц) Последнее позволяет считать индиКа- тор запыленности, практически безине-:

рционным. Габариты устройства составляют 40-70 мм.

В холе аналитико-эксперкментальных исследований установлено, что при наличии, турбулентностей в анаf лизируемом пьшегазовом потоке с частотой пульсаций индикатор можно рассматривать как апериодическое звено, инерционность которого определяется следующей эмпирической формулой

,01-0,.09 (с)

где о -коэффициент сглалшвания пульсаций турбулентного потока; - К - коэффициент усиления устройства. 5 Очевидно, что чем выие частота пульсаций турбулентного пьшегазового потока, тем меньше инерционность устройства, причем с ростом модуля скорости Vfj-j/ движения потока величина Т также снижается.

Формула изобретения

Пневматический индикатор запыленности газового потока, содержащий корпус с пробозаборной трубкой и пневматическими каналами с отверстиями для подключения мостового дроссельного .преобразователя и чувствительного элемента, расQ положенных внутри корпуса и пневматически подсоединенных к дифманометру со вторичным прибором и источнику питания сжатым воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и

5 увеличения быстродействия индикатора, -корпус индикатора разделен двумя MeN56paHaMH на две стабилизационные пневматические камеры и две измерительные пневматические

0 камеры, содержащие по одному струйному .элементу типа сопло-заслонка , при этом .измерительные камеры сообщены между собой при помощи третьего струйного элемента типа сопло5 заслонка, образованного регулировочным винтом и корпусом и соединены со смежными полостями дифманометра и внешней средой.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Prochazka R. Staub, 1966, vol , 26, & 5, p. 202.

2.Гордон Г.М. и Пейсахов И.Л. Контроль пылеулавливающих установок,

..М,, Металлургия, 1973, с. 311-312.

5

3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2437343/18-25,

кл. G 01 N 15/ОО, 1977.