CS224296B1

CS224296B1 - Apparatus for measuring concentration of easily desubliming substance vapours in gaseous media

Info

Publication number: CS224296B1
Application number: CS591681A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Blazek; Miroslav Ing Volny
Original assignee: Stanislav Blazek; Miroslav Ing Volny
Priority date: 1981-08-05
Filing date: 1981-08-05
Publication date: 1984-01-16

Description

Vynález se týká zařízení pro měření koncentrace lehce desublimujících par látek v plynech, vyskytujících se v uzavřených technologických a laboratorních systémech.The invention relates to a device for measuring the concentration of lightly desublimating vapors of substances in gases occurring in closed process and laboratory systems.

V průmyslové i laboratorní praxi vzniká často potřeba přesného měření koncentrace par organických i anorganických látek v plynech. Dosud se pro podobná měření používá různého přístrojového zapojení, nejčastěji zařízení pro chromatografické stanovení koncentrace par, zařízení pro stanovení spalného tepla směsi, zařízení pro stanovení rosného bodu směsi, zařízení pro stanovení změny elektrické kapacity, zařízení pro stanovení absorpčního! tepla a podobně. Možnost praktického použití stávajících zařízení pro měření koncentrace par látek v plynech je silně omezena vlastnostmi měřených látek, značně složitým postupem při odběru vzorků, případně nedostatečnou provdzní bezpečností. Pořizovací náklady na dosud používané přístrojové zapojení stejně jako náklady na jeho provozování a údržbu jsou vesměs značné, přitom není většinou zaručena dostatečná spolehlivost, což vyplývá jak z použité metody, tak především ze složitosti měřicího zařízení.In industrial and laboratory practice, there is often a need for accurate measurement of the vapor concentration of organic and inorganic substances in gases. So far, different instrumentation has been used for similar measurements, most often a device for chromatographic determination of vapor concentration, a device for determining the combustion heat of a mixture, a device for determining the dew point of a mixture, a device for determining the change in electrical capacity, a device for determining absorption. heat and the like. The possibility of practical use of existing equipment for measuring the concentration of vapors of substances in gases is strongly limited by the properties of the measured substances, by a very complicated sampling procedure, or by insufficient operating safety. The purchase costs of the instrumentation used up to now, as well as the costs of its operation and maintenance, are largely substantial, but in most cases the reliability is not guaranteed, which results both from the method used and, above all, from the complexity of the measuring equipment.

Proto se stále používá, i v případech, kdy znalost koncentrace par látek v plynech má prvořadou důležitost pro správné a bezpečné vedení technologického procesu, zařízení pro nepřímé měření koncentrace par, které umožňuje usuzovat o koncentraci par většinou jen s malou přesností. Důsledkem je potom nedokonalé využívání výrobní kapacity průmyslových zařízení, zvýšené měrné výrobní náklady a snížená bezpečnost provozování takových výrobních zařízení.Therefore, even in cases where knowledge of the vapor concentration of substances in gases is of paramount importance for the correct and safe conduct of a technological process, an indirect vapor concentration measurement device is used which makes it possible to estimate vapor concentration mostly with little accuracy. The consequence is an imperfect utilization of the production capacity of industrial plants, increased specific production costs and reduced safety of operation of such production plants.

Uvedená nedostatky může v řadě případů odstranit zařízení pro měření koncentrace lehce desublimujících par látek v plynech podle vynálezu. Toto zařízení se skládá z desublioátórta, do kterého je napojen přívod měřeného plynu ze systému a ze kterého je odvodní potrubí plynu 224296 vedeno do atmosféry přes regulátor průtoku malých množství. Další součástí je vysílač tlakové diference, jehož vstup je napojen impulsním potrubím pro odběr kladného tlakového impulsu na měřený systém a impulsním potrubím pro odběr záporného tlakového impulsu na odvodní potrubí plynu při jeho výstupu z desublimátoru přes elektromagnetický ventil a jehož výstup je napojen na vyhodnocovací člen.In many cases, the device for measuring the concentration of lightly desublimating vapors in the gases according to the invention can overcome these drawbacks. This device consists of a desublioattator to which the gas supply from the system is connected and from which the gas discharge pipe 224296 is directed to the atmosphere via a small flow rate controller. Another part is a differential pressure transmitter, the input of which is connected by a pulse line for taking a positive pressure pulse to the measured system and a pulse line for taking a negative pressure pulse on the gas outlet pipeline when it exits the desublimator via an solenoid valve.

Součástí zařízení je dále přívod regeneračního plynu, napojený jednak přes elektromagnetický ventil na odvodní potrubí plynu při výstupu z desublimátoru, jednak přes regulátor průtoku malých množství do impulsního potrubí pro odběr kladného tlakového impulsu. Nedílnou součástí zařízení je programový spínač pro ovládání elektromagnetických ventilů.Part of the equipment is also a supply of regeneration gas, connected both via an electromagnetic valve to the gas outlet line at the outlet of the desublimator and through a flow regulator of small quantities into the impulse piping for taking a positive pressure pulse. An integral part of the device is a program switch for controlling solenoid valves.

Zařízení pro měření koncentrace lehce desublimujicích par látek v plynech podle vynálezu je velmi jednoduché, k jeho sestavení je možno použít typových, běžně dostupných prvků mšření a regulace s výjimkou desublimátoru, který je však výrobně zcela jednoduchý. Toto zařízení je dostatečně přesné a univerzálně využitelné bez nutnosti úpravy pro jednotlivé případy provozního či laboratorního použití. Vyznačuje se naprostou provozní bezpečností, z jeho jednoduchosti vyplývají nejenom nízké náklady na pořízení, provozování a údržbu, zejména však jeho potřebná přesnost a spolehlivost.The device for measuring the concentration of lightly desublimating vapors of substances in the gases according to the invention is very simple, it is possible to assemble it using standard, commonly available elements of measurement and control, with the exception of the desublimator, which is however quite simple to manufacture. This device is sufficiently accurate and universally usable without the need for adaptation to individual cases of operational or laboratory use. It is characterized by absolute operational safety, its simplicity means not only low costs of acquisition, operation and maintenance, but also its required accuracy and reliability.

V provozní praxi umožňuje zařízení podle vynálezu dokonalejší využívání kapacit výrobního zařízení a snížení měrných výrobních nákladů při současně zvýšené provozní bezpečnosti.In practice, the device according to the invention allows for a better utilization of the capacities of the production equipment and a reduction of the specific production costs while at the same time increasing the operational safety.

Přiložený výkres znázorňuje příkladné provedení vynálezu jako blokové schéma zapojení zařízení pro mšření koncentrace lehce desublimujicích par látek v plynech.The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the invention as a block diagram of a device for measuring the concentration of lightly desublimating vapors of substances in gases.

Zařízení podle vynálezu bylo prakticky vyzkoušeno pro měření koncentrace par naftalenu ve vzduchu. Hlavní částí sestayy je desublimátor 3, do kterého je napojen přívod 2 měřeného plynu ze systému 3 přes uzavírací armaturu £ a ze kterého je odvodní potrubí 3 plynu vedeno do atmosféry přes elektromagnetický ventil 3 ^e regulátor 3 průtoku malých množství. Další částí zařízení je vysílač 3 tlakové diference, jehož vstup je napojen impulsním potrubím 3 P^ro odběr kladného tlakového impulsu na systém 3 přes uzavírací armaturu 10 a impulsním potrubím 11 pro odběr záporného tlakového impulsu na odvodní potrubí 3 plynu při jeho výstupu z desublimátoru 3 přes elektromagnetický ventil 12 a jehož výstup je napojen na liniový zapisovač 13. SouSástí zařízení podle vynálezu je dále přívod 14 regeneračního plynu s redukční stanicí 13, který je napojen jednak přes elektromagnetický ventil 16 na odvodní potrubí 3 plynu mezi desublimátor 3 a elektromagnetický ventil 3, jednak přes regulátor 17 průtoku malých množství do impulsního potrubí 3 P^r0 odběr kladného tlakového impulsu, a programový spínač 18 pro ovládání elektromagnetického ventilu 32 a elektromagnetického ventilu 13· Funkce popsaného zařízení je následující.The device according to the invention has been practically tested for measuring the concentration of naphthalene vapor in air. The main part of the assembly is a desublimator 3, to which the metering gas supply 2 from the system 3 is connected via a shut-off valve 6 and from which the gas outlet pipe 3 is led to the atmosphere via a solenoid valve 3 ^and a small flow controller 3. Another part of the device is a transmitter 3 of pressure difference, whose input is connected to impulse piping 3 P ^ro sampling the positive pressure pulse system 3 via the stop valve 10 and pulse line 11 for taking the negative pressure pulse to an exhaust pipe 3 of the gas as it exits the desublimator 3 via The apparatus according to the invention further comprises a regeneration gas supply 14 with a reduction station 13, which is connected via a solenoid valve 16 to a gas outlet pipe 3 between the desublimator 3 and a solenoid valve 3, on the one hand. via a low flow rate controller 17 to the pulse line 3 P ^r0, a positive pressure pulse, and a program switch 18 for actuating the solenoid valve 32 and the solenoid valve 13.

Definované množství měřeného plynu prochází z měřeného systému 3 uzavírecí armaturou £ a přívodem 3 do desublimátoru 3, na jehož stěnách narůstají částice desublimovaného naftalenu. Zbytek plynu projde desublimátorem 3 ^B vychází odvodním potrubím 3 přes elektromagnetický ventil 3 ^ε regulátor 3 průtoku malých množství do atmosféry. Elektromagnetický ventil 3 je otevřen a zavírá se jen při výpadku elektrické energie nebo zásahem obsluhy. Regulátor 3 průtoku malých množství spolu s elektromagnetickým ventilem 13, který je řízen programovým spínačem 18, zajišlují konstantní hodnotu periodicky odebíraného množství vzorku.A defined quantity of the measured gas passes from the measured system 3 through a shut-off fitting 6 and through a supply 3 to the desublimator 3, on whose walls the particles of desublimed naphthalene grow. The remainder of the gas passes through the desublimator 3 ^B through the discharge line 3 through a solenoid valve 3 ^{ε a} regulator 3 of small quantities flow into the atmosphere. The solenoid valve 3 is opened and closed only in the event of a power failure or operator intervention. The low flow rate controller 3 together with the solenoid valve 13, which is controlled by the program switch 18, ensure a constant value of the periodically sampled amount.

Tlaková ztráta na desublimátoru 3 je snímána vysílačem 3 tlakové diference a zapisována liniovým zapisovačem 13· Po .ukončení nastaveného časového úseku programový spínač 32. otevře elektromagnetický ventil 16 a proud tlakového vzduchu, který v daném případě slouží jako regenerační plyn, z rozvodu 14 přes redukční stanici 15 vynese desublimovaný naftalen z desublimátoru 3 zpět do měřeného systému 3, ochladí desublimátor 3 ⁸ připraví jej tak pro dalěí měřicí cyklus. Přitom proudí část tlakového vzduchu i elektromagnetickým ventilem 3 do regulátoru 3 průtoku malých množství a udržuje jej neustále v činnosti. Aby tlakové změny při profuku nenarušovaly stabilitu vysílače 8, tlakové diference, je do.sestavy analyzátoru zařazen elektromagnetický ventil 12 řízený rovněž programovým spínačem 18, který jej v době profuku uzavře· Maximální nastavitelné množství na regulátoru 2. průtoku malých je jeden litr za minutu, z toho vyplývá, že při dosažení dostatečné citlivosti měření bude možné navrženým analyzátorem provádět za hodinu cca deset stanovení koncentrace naftalenových par ve vzduchu. Impulsní potrubí pro odběr kladného tlakového impulsu vysílače £ tlakové diference je chráněno proti ucpání trvalým profukem vzduchu-přes regulátor 17 průtoku malých množství, impulsní potrubí 11 pro odběr záporného tlakového impulsu a. de' sublimátor J_ jsou čištěny periodicky. Potřebná citlivost vysílače 8, tlakové diference je cca 500 Pa, jako programového spínače 18 bylo použito impulsní relé typ ED 21, pro delší časy je vhodnější např. relé TiíP 31.The pressure drop across the desublimator 3 is sensed by the differential pressure transmitter 3 and recorded by the line recorder 13. After the set time period has ended, the program switch 32 opens the solenoid valve 16 and the compressed air flow, which in this case serves as regeneration gas. the desublimated naphthalene 15 from the desublimator 3 is returned to the measured system 3, cooling the desublimator ³⁸ prepares it for the next measuring cycle. In this connection, a part of the compressed air flows through the solenoid valve 3 into the small-scale flow regulator 3 and keeps it in operation at all times. In order to prevent pressure changes in the blowdown from disturbing the stability of the transmitter 8, the differential pressure, a solenoid valve 12 is also included in the analyzer assembly, also controlled by the program switch 18, which closes it at the time of blowing. this implies that if the measurement sensitivity is sufficient, it will be possible to perform about ten measurements of naphthalene vapor concentration in air per hour by the designed analyzer. The pressure line for the positive pressure pulse of the differential pressure transmitter 6 is protected against clogging by a continuous air purge through the low flow rate controller 17, the negative pressure pulse line 11 and the de-sublimator 11 are cleaned periodically. The required sensitivity of the transmitter 8, the pressure difference is approx. 500 Pa, the pulse relay type ED 21 was used as the program switch 18, for example the relay TieP 31 is more suitable for longer times.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for measuring the concentration of lightly desublimating vapors of substances in gases occurring in closed technological and laboratory systems, characterized in that it consists of a desublimator (1) to which the metering gas supply (2) of the system (3) is connected; from which the gas outlet pipe (5) is routed to the atmosphere via a small flow rate controller (7), from a pressure differential transmitter (8), the input of which is connected by a pulse line (9) for collecting a positive pressure pulse to the system (3) and pulse a line (11) for collecting a negative pressure pulse on the gas outlet line (5) as it exits the desublimator (1) via a solenoid valve (12) and whose output is connected to an evaluation member (13) from a regeneration gas supply (14) is connected via a solenoid valve (16) to a gas outlet pipe (5) between the desublimator (1) and the small volume flow regulator (7); a small flow rate regulator (17) into the pulse line (9) for taking a positive pressure pulse, and from a program switch (18) to control the solenoid valve (12) and the solenoid valve (16).