Устройство дозирования газовой смеси
Полезная модель относится к измерительной технике. Применимо при поверке и тарировке газоанализаторов. Техническим результатом полезной модели является повышение точности генерирования газовой смеси, содержащей пары соляной кислоты, либо аммиака, либо хлора. Устройство содержит устройство дозирования газовой смеси с дополнительно введенным устройством стабилизации. Устройство стабилизации содержит: входной и выходной патрубки, воздухопровод внутри массивного корпуса, охлаждаемого элементом-модулем Пельтье и дополнительные элементы. Варианты исполнения некоторых элементов устройства стабилизации охлаждения. 1 н.з.п. ф-лы, 2 з.п. ф-лы, рис.1.
Полезная модель относится к измерительной технике - способам и устройствам, обеспечивающих функционирование газоанализаторов. Применяется при поверке и тарировке газоанализаторов.
Известно устройство для дозирования газовой смеси, содержащее нагнетательное устройство, дозатор, дросселирующие устройства, испарительное устройство, газ-носитель, газопроводы, (л.1, патент РФ на полезную модель №21662, БИ №3, опубликован 27.01.02 г.)
Известен эффект Пельтье (л.2, БСЭ, издание 3, т.19, Москва, изд-во "Советская энциклопедия, 1975 г.), сопровождающийся выделением или поглощением тепла при прохождении электрического тока через контакт двух различных полупроводников. Одна поверхность элемента Пельтье охлаждается, другая поверхность элемента нагревается. Элементом Пельтье управляют через величину и направление тока через слой двух полупроводников.
Известны промышленные элементы Пельтье.
Известен генератор хлора ГХ-120, производящий газовую смесь хлора с воздухом, содержащую хлор в массовой доле от 0,5 до 22 мг/м3 с относительной погрешностью поддержания содержания хлора, не более ±10%. [л.3, Каталог "ИнформАналитика", стр.32, "Генераторы хлора", г.Санкт-Петербург, 2003 г.]
Однако необходимы устройства дозирования газовой смеси для проведения поверки и тарировки газоанализаторов с меньшей относительной погрешностью содержания хлора до 5%. С этой целью предлагается новое устройство дозирования газовой смеси.
Недостаток известного устройства [л.1] для дозирования газовой смеси, принятого в качестве прототипа, что входной поток газовой смеси имеет температуру окружающей среды, которая изменяется в широких пределах (от +10°С до +50°С).
С целью повышения точности дозирования газовой смеси до 5% при тарировке и поверке газоанализаторов и исключения зависимости процентного содержания от влияния температуры окружающего воздуха при пропускании через испарительное устройство предложена новая конструкция полезной модели устройство дозирования газовой смеси.
Для стабильного дозирования потока газовой смеси при различных температурах окружающей среды предложено новое устройство, содержащее старое устройство [л.1] плюс дополнительное устройство стабилизации охлаждения.
Новая полезная модель устройство для дозирования газовой смеси содержит напорный сосуд, дозатор, дросселирующее устройство, испарительное устройство, газ-носитель, при этом напорный сосуд выполнен как компрессор, подающий газ-носитель (воздух) под стабильным избыточном давлением, дозатор - как стабилизатор воздуха, испарительное устройство выполнено в виде герметизированной колбы из прозрачного стекла либо пластмассы, инертного к находящемуся в ней водному раствору и парам газовой смеси, причем входная трубка испарительного устройства вторым концом выведена из пространства над раствором, где частично парциальные пары газа направлены избыточным давлением воздуха в эжектор, все испарительное устройство помещено в термостат для исключения влияния температуры окружающей среды, причем первый газовый тракт содержит компрессор, устройство стабилизации - охладитель, дроссель, обратный клапан, входную трубку испарительного устройства, пары газа над водным раствором, выходную трубку, эжектор, выходную магистраль газовой смеси, в эжектор введены дополнительно еще два потока газа-носителя: первый - неосушенный
воздух по тракту от компрессора через второй стабилизатор, второй дроссель, первый тройник в эжектор; второй - осушенный воздух по тракту от компрессора через третий стабилизатор, третий дроссель, осушительное устройство, тройник в эжектор, из которого смесь воздуха (газа-носителя) и определяемого газа может быть направлено для анализа в газоанализатор, либо для поверки и тарировки газоанализатора.
Устройство стабилизации содержит:
1 - устройство стабилизации входного потока по температуре газа
2 - ввод воздушной смеси (входной патрубок)
3 - вывод воздушной смеси (выходной патрубок)
4 - корпус воздуховода устройства
5 - теплоизолирующие крышки корпуса боковые
6 - воздуховод определенной длины
7 - охлаждающее устройство элемента-модуля Пельтье
8 - элемент Пельтье
9 - первый электрический разъем электрического питания элемента Пельтье
10 - радиатор элемента Пельтье
11 - вентилятор, обдувающий радиатор
12 - второй электрический разъем электрического питания вентилятора
13 - теплоизоляция поверхностная корпуса и воздуховода
14 - теплоотражающий изолирующий экран (фольга алюминиевая)
Устройство стабилизации устройства дозирования газовой смеси приведено на рис.1.
Устройство дозирования газовой смеси повышенной точности до 5% содержит устройство дозирования газовой смеси по патенту [л.1], входной поток газа которого охлаждается при помощи устройства стабилизации с использованием элемента Пельтье, который поступает в первый газовый тракт, в испарительное устройство.
Устройство 1 стабилизации-охлаждения температуры входного потока газа содержит вводной и выводной патрубки 2,3 потока газа, корпус 4 устройства стабилизации, боковые теплоизолирующие крышки 5, воздуховод 6 определенной длины внутри корпус. Охлаждение воздушного потока осуществляется через корпус, в котором размещен воздуховод. В корпус вмонтирован элемент-модуль Пельтье 8, охлаждение осуществляется через его теплоохлаждаемую поверхность. Для обеспечения электрического питания и управления элементом Пельтье выполнен электрический разъем 9. Обратная сторона элемента Пельтье соответственно нагревается. Для целей охлаждения тепловыделяющей стороны и всего корпуса от нагрева на корпус крепят радиатор 10 элемента Пельтье, который дополнительно охлаждают вентилятором 11, который в свою очередь также закреплен на корпусе 4, при этом воздушный поток от вентилятора 11 свободно по каналам радиатора 10 обтекает нагревающую тепловыделяющую поверхность элемента Пельтье. Для обеспечения электрического питания и работы вентилятора установлен электрический разъем 12.
Чтобы не происходило нагревания корпуса от температуры окружающей среды, массивный корпус 4 и воздуховод охвачены снаружи дополнительно теплоизолирующим слоем 13 и теплоотражающим экраном 14 из алюминиевой фольги, а также снабжены сбоку теплоизолирующими крышками 5.
Работа устройства дозирования газовой смеси:
Компрессор нагнетает воздушную смесь из окружающей среды.
Возможно, что температура окружающего воздуха колеблется от +15 до +35°С. При повышенных температурах окружающего воздуха (15-35)°С воздух, поступающий в испарительное устройство, несмотря на имеющееся термостатирование собственно испарительного устройства (водного раствора), оказывает воздействие на температуру паров раствора, находящегося вверху колбы. Вследствие чего концентрация паров
раствора в испарительном устройстве изменяется. Для исключения влияния относительно высоких температур окружающего воздуха, входной поток от компрессора необходимо дополнительно охлаждать и стабилизировать по температуре на уровне 14-16°С. Для этой цели введено устройство стабилизации-охлаждения входного воздуха, поступающего в тракт испарительного устройства теплопоглощающей стороной элемента-модуля Пельтье, путем пропускания электрического тока через элемент Пельтье от источника питания через первый электрический разъем. Одновременно охлаждаем тепловыделяющую сторону через радиатор, вентилятор, подключенный к электропитанию вторым разъемом.
В качестве элемента-модуля Пельтье использован элемент ТЕС 1-127080-50, либо ТЕС1-127120-50 фирмы TWN, либо СР1,0-127-0,5 L фирмы Rubezh Enginee CO LTD [л.4.5].
В качестве вентилятора использован кулер для AMD Pentium III CuD 725 фирмы EVER, либо кулер СИ3-610 фирмы EVER, либо IF-0825B1HR фирмы JAMICON КАТМЕТ Eletctronic Co 12 вольт; 0,19 А [л.4. Каталог "Платан "Электронные компоненты", 2004 г.].
Новая конструкция устройства дозирования газовой смеси содержит дополнительно устройство стабилизации-охлаждения входной газовой смеси, которая стабилизирует входной поток газоносителя через испарительное устройство по температуре и позволяет стабилизировать поток паров соляной кислоты, аммиака, хлора в газовой смеси получаемой через испарительное устройство, то есть позволяет повысить точность дозирования.
Новая конструкция устройства дозирования газовой смеси применима для поверки и тарировки газоанализаторов паров соляной кислоты, хлора, аммиака.
Литература
1. Свидетельство на полезную модель РФ №21662, заявка №2001124958, приоритет 13.09.2001, опубликован БИ №2-2002 27.01.2002. "Устройство дозирования газовой смеси".
2. БСЭ, издание 3, т.19, Москва, издательство "Советская энциклопедия", "Эффект Пельтье", 1975.
3. Каталог продукции "Информ-Аналитика", г.Санкт-Петербург, 2003 г., Генератор хлора ГХ-120, стр.32.
4. Каталог "Электронные компоненты Пельтье-модули, вентиляторы", "Платан", 2004 г., стр.156, 158.
5. Каталог "Rubezh Engineering Co. LTD" Пельтье-модуль СP1, 0-127-05L.
1. Устройство дозирования газовой смеси, отличающееся тем, что дополнительно введено устройство стабилизации охлаждения входного потока газовой смеси, поступающего от компрессора, при различных величинах температуры внешней среды, причем устройство стабилизации содержит входной, выходной патрубки ввода-вывода газовой смеси, соединенные с воздухопроводом определенной длины, выполненным внутри в массивном металлическом корпусе и теплоизолирующих крышках, металлический корпус устройства охлажден теплопоглощающей поверхностью термоэлемента-модуля Пельтье, другая тепловыделяющая поверхность элемента-модуля Пельтье соединена с корпусом и с металлическим радиатором, охлаждаемым дополнительно воздушным потоком воздуха, создаваемым вентилятором, элемент-модуль Пельтье электрически соединен с электрическим питанием посредством первого разъема, вентилятор электрически соединен с электрическим питанием вторым разъемом, воздухопровод и корпус дополнительно поверхностно теплоизолирован от внешней среды теплоизолирующим слоем и теплоотражающим экраном, газ-носитель (воздух) от компрессора поступает на вход устройства стабилизации охлаждения, а охлажденный поток газовой смеси из выходного патрубка устройства стабилизации охлаждения поступает через дозатор, испарительное устройство на эжектор устройства дозирования.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве элемента-модуля Пельтье использован элемент Пельтье ТЕС-1-127080-50 фирмы TWN, либо ТЕС-1-127120-50 фирмы TWN, либо СР-1,0-127-0,5 L фирмы Rubezh Engineering Co LTD.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве вентилятора использован кулер СИД-725 фирмы EVER, либо СИ3-610 фирмы EVER, либо IF 0825B1HR фирмы "Jamicon Kaimei Electronic Со", 12В; 0,19А.
