Устройство для отбора проб химически активного высокотемпературного газа Советский патент 1981 года по МПК G01N1/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ХИМИЧЕСКИ АКТИВНОГО ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ГАЗА

I

Изобретение относится к исследованию физикохимических свойств веществ и может быть использовано для отбора проб газа из высокотемпературного скоростного потока с целью анализа его состава.

Известно устройство для отбора проб высокотемпературного газа, содержащее корпус с рубашкой охлаждения и газоотборный канал с входным отверстием 1.

Однако данное устройство не обеспечивает получения пробы газа близкой по своему составу к газу в высокотемпературном потоке ввиду недостаточной интенсивности охлаждения отбираемой пробь на входе в газоотборный канал, а результате чего происходит изменение химического состава проб в процессе охлаждения.

Известно устройство для отбора проб химически активного высокотемпературного газа, содержащее полый корпус с каналами подвода и отвода охлаждающей среды и газоотборным каналом с входным отверстием 2.

Недостатками данного устройства являются низкая достоверность отбираемой пробы и большие габариты. Устройство требует подвода охлаждающего разбавителя, что

усложняет конструкцию и эксплуатацию устройства, а также последующий анализ отобранной пробы ввиду наличия в ней газообразного разбавителя. Кроме того, наличие в данном устройстве системы подвода разбавителя в газоотводной канал приводит к увеличению габаритов устройства, что ограничивает возможность его применения.

Цель изобретения - повышение достоверности отбираемой пробы и уменьшение габаритрв устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для отбора проб химически активного высокотемпературного газа, содержащем полый корпус.с каналами подвода и отвода охлаждающей среды и газоотборным каналом с входным отверстием, пе5 редняя часть корпуса выполнена с камерой, расположенной за газоотборным каналом и снабженной охлаждающим элементом, выполненным в виде стакана, дно которого размешено напротив газоотборного канала, внутренняя полость соединена с полостью корпуса, а боковая поверхность имеет кольцевую проточку.

На фиг. 1 изображено устройство для отбора проб газа в 3-х точках газового потока, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство включает корпус 1 с внутренней полостью 2 и каналами 3 и 4 для подвода и отвода охлаждающей среды, выполненными в виде трубопроводов. В передней части корпуса 1 имеется газоот орный канал 5 с входным отверстием 6, за которым выполнена цилиндрическая камера 7. В этой камере установлен охлаждающий элемент, выполненный в виде стакана 8, жестко связанного с передней частью корпуса 1. Наружная поверхность 9 дна стакана 8 выполнена плоской, обращена к входному отверстию 6 и расположена от него на расстоянии ,4-6d где d - диаметр входного отверстия 6. Кольцевая проточка 10 на боковой поверхности стакана совместно со стенками передней части корпуса 1 образует в камере 7 кольцевую камеру 11, связанную двумя отверстиями 12 с трубопроводами 13 газоотборного канала. Внутренняя полость 14 стакана 8 сообщена с полостью 2 корпуса 1, причем выход 15 из канала 3 для подвода охлаждающей среды расположен соосно со стаканом 8 и обращен в его сторону. Передняя часть корпуса 1 с входным отверстием 6 и стакан 8 выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности Устройство работает следующим образом. Для отбора пробы газа устройство устанавливают входным отверстием 6 навстречу набегающему высокотемпературному газовому потоку, подавая при этом в канал 3 охлаждающую среду, в частности воду, при температуре « 20°С. Высокотемпературный газ, поступающий под действием скоростного напора в газоотборный канал 5, натекает на пдоскую охлаждающую поверхность 9 дна стакана 8, в результате чего за счет эффекта ударного натяжения, при котором полностью отсутствует пограничный слой на поверхности 9 стакана, происходит интенсивное точечное «замораживание пробы, что предотвращает протекание дальнейщей химической реакции в отобранной пробе газа, который, расширяясь, затем попадает в кольцевую камеру 11 и через отверстия 12 поступает в трубопровод 13, охлаждаясь при этом до более низкой температуры, после чего направляется в специальную емкость. Выполнение за газоотборным каналом расщиряюц ейся камеры и наличие в ней охлаждающего элемента с плоской поверхностью, выполненного в виде интенсивно охлаждаемого с одной стороны стакана, обеспечивает эффективное охлаждение отбираемой пробы высокотемпературного газа и исключает надобность применения в предлагаемом устройстве охлаждающего разбавителя, в результате чего повыщается достоверность отбираемой пробы и уменьщаются его габариты, что позволяет использовать предлагаемое устройство в каналах со сравнительно малым проходным сечением. Опытная проверка устройства показывает, что эффективность охлаждения отбираемой пробы высокотемпературного газа из скоростного потока достаточно высокая. При температуре исследуемого газового потока, равной 1600°С, температура отобранной пробы составляет не более 150°. Формула изобретения Устройство для отбора проб химически активного высокотемпературного газа, содержащее полый корпус с каналами подвода и отвода охлаждающей среды и газоотборным каналом с входным отверстием, отличающееся тем, что, с целью повыщения достоверности отбираемой пробы и уменьщения габаритов устройства, передняя часть корпуса выполнена с камерой, расположенной за газоотборньш каналом и снабженной охлаждающим элементом, выполненным в виде стакана, дно которого размещено напротив газоотборного канала, внутренняя полость соединена с полостью корпуса, а боковая поверхность имеет кольцевую проточку. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 109418, кл. G 01 N 1/22, 1955. 2.Патент США № 3938390, кл. 73-421, 5, 1976.