Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советским

Социалистический

Республик ())) 932404 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 07.07.80 (21) 2958385/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l)M. Кл.

G О! Р.5/00

3Ьвударстаа««ый кам«твт

ИСР аа аман «эварете«к«

«oNyhifaa

Опублнковано 30.05.82. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.05;82 (53) УДК 531,767 (088. 8), л

Г "

И.М.Иордасов, В.И.Бодров, Е.А.Коваленко А.IO.Áëàãîíðàâîâ, В.В.Антонов и Ю.В.Пережогин

i (72) Авторы изобретения

Тамбовский институт химического машиностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

И ОБЬЕпА ВЬДЕЛЯЮЩИХСЯ ГАЗОВ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использо° вано для исследования или автоматического контроля процессов газовыделений в лабораторных и производственных условиях.

Известно устройство для определения скорости и объема вьделяюшихся газов, содержащее измерительную камеру, измерительный преобразователь, преобразователь давления и . регистратор I1,1 °

Однако данное устройство обладает недостаточной точностью измерений, а также невозможностью получения линейного частотно-импульсного выходного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения скорости и объема выделяюцихся газов, которое выполнено в виде измерительной камеры, измерительного преобразователя давления и регистратора, при этом измерительный преобразователь выполнен в виде дифманометра, к выходу которого подключены измерительная камера и через преобразователь давления триггер с разделыыми входа ми, при этом выход триггера соединен с входом частотомера, счетчика импульсов и с входом исполнительного механизма. Кроме того, устройство снабжено источником постоянного давления, камерой с анализируемым веществом и двухходовым кранам(О.

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения. Это объясняется тем, что, во-первых, отсутствует информация об изменении давления в источнике постоянного давления, что не позволяет оперативно осуществить перенастройку устройства и получить точ20 ный результат об иэмеряеьых вепичинах. Во-вторых, в известном устройсйве измерительный преобразователь выполнен в виде золотниково10

2$

3 93

ro элемента, в котором при работе на повышенных давлениях будут значительные утечки газа., что в свою очередь приводит к уменьшению точности измерения. В-третьих, наличие операций в известном устройстве требующих манипуляций приводит к субъективным погрешностям, а также не позволяет после окончания процесса измерения отключить полость камеры с анализируемым веществом от измерительной схемы устройства и от источника постоянного давления.

Цель:изобретения — повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит трехмембранное пневмореле, задатчик давления, элемент сравнения, две пневмокнопки, при этом двухходовой кран выполнен в виде пневмоклапана, а измерительный элемент выполнен в виде пульсирующего пневматического сопротивления, в междроссельную камеру которого включена измерительная камера, а вход подключен в одно из сопл трехмембранного пневмореле, одна из сопловых камер и второе сопло присоединены к камере с анализируемым веществом, к камере управления трехмембранного пневмореле подключен выход триггера с раздельными входами, соединенными с соответствующими пневмокнопками и камерой управления пневмоклапана, в сопло которого подключена междроссельная камера пульсирующего сопротивления и один из входов элемента сравнения, к другому входу которого подключены задатчик давления и один из входов дифманометра, подключенного другим входом к источнику постоянного давления и к выходу пульсирующего сопротивления, камера управления которого соединена с выходом элемента сравнения.

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство для определения скорости и объема выделяюцихся газов.

Устройство состоит из пульсирующего сопротивления 1, к камере 2 которого присоединена камера постоянного давления (не показана) и камера

3 одноконтактного .пневмокланана 4

В сопло 5 пневмоклапана 4 подключена междроссельная камера 6 в пульсирующем сопротивлении 1, образованная ограниченная, соплами 7.и 8, а также

2404 4 камера 9 элемента 10 сравнения. К камере 6 пульсирующего сопротивления

1 подключена измерительная камера

ll. В камеру 12 элемента 10 сравнения подключен выход задатчика 13 давления, соединенный также с входом 14 дифманометра 15, вход 16 которого присоединен к камере постоянного давления. Выход элемента )О сравнения соединен с камерой 17 пульсирующего сопротивления 1. К камере 18 пневмореле 19 подключен выход триггера 20 с раздельными входами, выполненного, например, на базе трехмембранного пневмореле с пружиной. Камера 21 триггера 20 соединена с камерой 22 пневмоклапана 4 и с пневмокнопкой 23 пуска устройства. В камеру 24 пульсируюцего сопротивления 1, в камеру 25 пневмореле 19 и в камеру 26 пневмоклапана 4 подано давление подпора.

Выход элемента 10 сравнения через усилитель 27 моцности соединен с частотомером 28 и счетчиком 29 импульсов.

Сопло 30 пневмореле 19 соединено с камерами 31 и 32 пульсирующего сопротивления 1. В сопло 33 и в камеру 34 пневмореле 19 подключена камеоа 35 с анализируемым веществом. Камера 36 триггера 20 соединена с пневмокнопкой 37 останова.

Рассмотрим принцип действия устройства для определения скорости и количества газовыделений, работаюцего в режиме измерения параметров газовыделений при проведении, например, химических реакций под избыточным давлением, После присоединения камеры 35 с анализируемым веществом к измери40 тельной схеме устройства осуществляется пуск нажатием кнопки 23. Триггер 20 при этом будет иметь выходной сигнал P -="1", под действием ко.торого мембранный блок реле 19 пере45 мецается и газы из зоны реакции через открытое сопло 30, установленное в камере 34 пневмореле 19, поступают в камеры 31 и 32 пульсирующего сопротивления 1. Пульсирующее сопротивление 1 содержит упругие соп— ла 7 и 8. Устранение к.з. достигается за счет предварительного сжатия сопел. В начальном состоянии под действием подпора, поданного в камеру

24, мембранный блок пульсирующего сопротивления 1 находится в нижнем положении, соединяя камеры 6 и 31 через сопло 7. Сопло 5 одноконтакт04

24 6

Так как за один цикл из камеры с анализируемым веществом будет отобрано ЛЙ молекул выделившегося газа то за fl циклов из камеры 35 отбирается й20 ьй

И=с,-и, 5 93 ного пневмоклапана 4 при отсутствии ,сигнала с пневмокнопки 23 закрыто.

При кратковременном нажатии кнопки

23 сопло 5 одноконтактного клапана

4 открывается, камера 6 пульсирую". щего пневмосопротивлеиия 1 и камера

9 элемента 10 сравнения соединяются с источником постоянного давления.

При отсутствии давления на выходе пневмокнопки 23, т.е. при Р ="О", !!! сопло 5 пневмоклапана 4 вновь прикрывается.

В начальный момент времени давление Р1,устанавливаемое задатчиком 13, больше, чем давление Р,!1 в измерительной камере 11. При таких входных давлениях на выходе элемента

10 сравнения будет давление $6 =™О" °

Начинается процесс накопления газа в емкости 11. Давление P изменя1 ется в пределах от постоянного давления P от источника постоянного давления до давления Р„ Как только дайление Р, „ становится равным Р„, элемент 10 сравнения срабатывает и занимает положение, при котором на, его выходе давление Р < ="1". Иембранный блок пульсирующего пневматического сопротивления 1 под действием давления Р ="1" перемещается вверх, измерительйая камера 1! соединяется при этом с источником постоянного давления. За один цикл из камеры с анализируемым веществом отбирается количество молекул газа равное

=!м„-,! !",, где ЙО, N „— количество молекул газа в камере 1! объемом V соответственно при давлениях P и Р, К вЂ” постоянная

Больцмана; g — абсолютная температура, Как только давление в камере 11 становится равным Р, элемент 10 сравнения срабатывает и на его выходе вновь появляется сигнал РО="О . KaIS мера 11 вновь соединяется через открытое упругое сопло 7 и сопло 30, установленное в камере 34 пневмореле

l9 с камерой 35, содержащей анализируемое вещество. Вновь начинается заполнение измерительной камеры li

50 выделяющимися газами, сопровождаемое ростом давления Р . Давление в ка И мере 11 растет до значения Р1 . Дифманометр 5 показывает значение разности о Р=Р„-Р, которое может быть

55 изменено посредством изменения давления Р1, устанавливаемого задатчикад 13. где и N=const=C.

Количество выделившегося газа определяется количеством импульсов, поступивших на счетчик импульсов, 29, т.е. соотношением

О скорости гаэовыделений dN/dt в прдлагаемом устройстве судят по частоте и> переключений пульсирующего пневматического сопротивления 1, которая измеряется частотомером 28 и

:связана со скоростью гаэовьщелений зависимостью

4й О P V

I at K8 где t — время. !

Информация об измеряемых парамет..рах на выходе измерительного устройства представлена в виде последовательности импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости; газовыделений dN/d t, а количество импульсов и пропорционально количеству Н выделившегося газа, Использование в качестве измерительного элемента пульсирующего пневматического сопротивления повышает точность измерений за счет существенного уменьшения утечек при анализе на повышенных давлениях.

° Осуществление процесса пуска и останова устройства в предлагаемом устройстве позволяет полностью изолировать источник постоянного давления от окружающей среды, что позволяет в свою очередь повысить безопасность проведения экспериментов.

Для исключения влияния изменения температуры на показания измерительного устройства его термостатируют (термостат на чертеже не показан) .

Описанным устройством, в силу его, конструктивных особенностей, можно производить измерения параметров газовыделений при давлениях различного уровня как выше, так и ниже атмосферного.

Фо рмула изобретения

Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов, 932404

Заказ 3775/65

3 Подписное содержащее измерительную камеру, преобразователь давления, вынолненньш в виде дифманометра, триггер с раздельными входами, двухходовой кран, источник постоянного давления, камеру для анализируемого вещества, измерительньш элемент, частотомер и счетчик импульсов, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено трех- 10 мембранным пневмореле, задатчиком давления, элементом сравнения, двумя пневмокнопками, при этом двуххо-. довой кран выполнен в виде пневмокланана, а нзмерительныш элемент выполнен в виде пульсирующего пневматического сопротивления, в междроссельную камеру которого включена измерительная камера, а вход подключен к одному из сопл трех- о мембранного пневмореле, одна из сопловых.камер и второе сопло присоединены к камере для анализируемого вещества, прн этом к камере управле— ния трехмембранного пневмореле лодключен выход триггера с раздельными в ходами, соединенными с соответствующими пненмокнопками и камерой управления пневмоклапана, к соплу которого подключена междроссельная камера пульсирующего сопротивления и один из входов элемента сравнения, к другому входу которого подключены задатчик давления и один из входов дифманометра, соединенного другим входом с источником постоянного давления и выходом пульсирующего сопротивления, камера управления которого соединена с выходом элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тютюник В.И. и др. Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов. — Известия вузов

СССР. Химия и химическая технология", т. 17, 1971, Ф 5, с. 785-787.

2. Авторское свидетельство СССР

1 - 839006, кл. 6 01 P 5(00, 1979 (прототип).

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4