CZ1383U1 - Měřicí zařízení pro určování zákalu plynů - Google Patents

Description

Vynález se týká ,aěřicího zařízení pro určovaní zákalu plynů, zejména zákalu částicemi ve spalinách Dieselová motoru, se skříní, která má měřicí komoru, přivou plynu, přepínací ventil, přívod plynu s přepínacím ventilem spojující přívodní potrubí, mezi přepínacím ventilem a měřicí komorou upravené spojovací potrubí, vypouštěcí hrdlo, mezi přepínacím ventilem a vypouštěcím hrdlem upravené vypouštěcí potrubí, nejméně jeden přívod vyplachovacího vzduchu, mezi měřicí komorou a osvětlovacím uspořádáním na jedné straně a mezi měřicí komorou a detekčním uspořádáním na druhé straně vždy jeden s přívodem vyplachovacího vzduchu spojený vyplachovací prostor, a vždy jeden vyplachovací prostor s vypouštěcím hrdlem spojující výtokový kanál.

Dosavadní_stav_techniky

Taková zařízení, popřípadě prostřednictvím nich prováděné způsoby měření pracují podle Lambertova-Seerova zákona, kdy se působením částic v plynu, případně ve spalinách vyvolává zeslabení světelného paprsku. Velikost zeslabení se využívá jako míra pro stanovení obsahu částic v plynu. Ve speciálním případě měření spalin se zpravidla spaliny zavádějí tlakem motoru prostřednictvím sondy upravené ve výfukovém potrubí, a to přes navazující hadici sondy a přes přepínací ventil do měřicí komory. iřepínací ventil umožňuje kalibrovat systém i při motoru v chodu a při zasunuté sondě.

Známé zařízení v úvodu popsaného cypu se vztahuje na kovovou měřicí komoru, která je vyhřívánu, aby se zabránilo kondenzaci. Přídávně jsou v měřicí komoře upraveny prstencové clony, aby se zabránilo odrazu světelného paprsku a aby se snížil vliv usazování částic na výsledek měření. Xa koncích měřicí komory jsou optické elementy v podobě zdroje světla, případně osvětlovacího uspořádání a detekční uspořádání. Aby se tyto chránily před znečištěním a přitom se dodržovala optické! délka měření, je podle optických elementů vytvořen závěs dmýchaného vzduchu čerstvým vzduchem. Tato známá zařízení jsou uspořádána na pojízdných přístrojových vozících a v souladu s tím jsou těžká a jejich výroba je drahá.

Zvláštní nevýhodu známých zařízení uvedeného typu je dále třeba spatřovat v té okolnosti, že při zvýšených teplotách zkoušeného plynu může dojít k nepříznivému ovlivnění funkce až k totálnímu výpadku, pokud se před tím neuskuteční nákladná opatření pro předběžné kondicionování zkoušeného plynu.

řodstata_v£nálezu

Vynález si klade za úkol zdokonalit měřicí zařízení v úvodu uvedeného typu tak, aby se odstranily uvedené nedostatky známých zařízení a abv se umožnila zejména jednoduchá a ekonomicky výhodná výroba jen s malým počtem jednotlivých součástí při jednoduché montáži a údržbě, a aby se zajistilo jednoduché ovládáni i vyšších teplit zkoušeného plynu.

íoao se dosáhne podle vynalezu a měřicího zařízení uvedeného typu tím, že přepínací ventil má přídavně k měřicí poloze, spojující přívodní potrubí se spojovacím potrubí.;;, t r u b í S a .iuiiórox oči poLotř, vypouštěcí;;; .iútriúU, ta

Spojující SpOJOV^CÍ puti přívodní potrubí zcoJ.fi uzavírající polohu.

Podle dalšího, zvláště vy rodného uspořádání podie vynálezu se předpokládá, že .ui/ao přívodního jsou všechny průtokové cesty omezeny- skořepinami plastické, opakovaně použitelné plastické hmoty.

zařízení potrubí z termořřepínací ventil může být podle dalšího výhodného vytvoření vytvořen jako rotační šoupátko s proudově výhodným průtokovým kanálem, což jednak udržuje ztráty vznikající prouděním v zařízení na nízké úrovni a jednak působí proti příliš velkému znečistění zařízení usazováním částic plynu.

rodle dalšího výhodného vytvoření zařízení podle vynálezu se také ješte předpokládá, že v přívodním potrubí je uspořádáno teplotní čidlo řídicího zapojení pro přepínací ventil, které udržuje při překročení stanovené spínací teploty přepínací ventil v uzavřené poloze.

Podstatná výhoda popsaného vytvořeni spočívá v typu a konstrukčním uspořádání přepínacího ventilu. ío umožňuje přídavné k poloze kalibrování při zasunuté sondě, případ ně k poloze měření další polohu ventilu, ve které je celý průtok zkoušeného plynu v měřicím zařízení přerušen. Tato forma uzavření způsobí, že v případě potřeby je celé- zařízení uzavřením průtoku plynu chráněno před nadměrnou teplotou. hízení přepínacího ventilu se uskutečňuje například prostřednictvím po-ióněcího motoru, zejmé-na poháněcího motoru s !.>ř ev ódem. uzavírací coloha ie aktivována tec-lo tn íu:

čidlem 3 přiřazeným řídicím zapojením. íím se umožní využití plastické hmoty a zařízení se stane lehkým a tím i snadno přenosným.

Přídavně se popsaným konstrukčním vytvořením přepínací ho ventilu zajistí, že se v přepínacím ventilu neusazují žádné částice nebo jiné pevné nebo kapalné části. Jinak není proces proudění, který má speciálně při měření spalin při volném zrychlování motoru značný význam, nepříznivě ovlivňován tvarovým vytvořením přepínacího ventilu.

Bylo by samozřejmě také ještě možné úplným vynecháním přepínacího ventilu a použitím tuhého trubkového oblouku zařízení dále zjednodušit a vyrobit jej ekonomicky výhodněji. Je si třeba ovšem nvědomit, že v takovém případě by bylo třeba opět upravit externí kondicionování teploty spalin, případně samostatné vlastní zajištění proti přehřátí.

Podle zvláště výhodného dalšího uspořádání zařízení podle vynálezu se předpokládá, že skříň sestává ze dvou shodně vytvořených hlavních skořepin, jejichž ve smontovaném stavu utěsněná dělicí rovina prochází osou měřicí komory a s ní rovnoběžnou osou otáčení přepínacího ventilu, a ze dvou shodně vytvořených vlkových Skořepin, které utěsněné navazuj?í na bočné otevřené hlavní skořepiny v oddělovacích rovinách, rovnoběžných s dělicí rovinou hlavních skořepin, které jsou k sobě navzájem sklopitelné kolem myšlené osy, která je kolmá k ose měřicí komory a kolmá k ose otáčení přepínac?ího ventilu, a na nichž je bočně upraveno vždy jedno odnímatelné víko, které má na jedné straně osvětlovací uspořádání a na druhé straně detekční .uspořádání.

Velká výhoda tohoto uspořádání spočívá v prakticky zcela souíiierné konstrukci celého zařízeni. Jík speciálnímu tvarování je skříň, jakož i podstatná komory pro vedení spalin a čerstvého vzduchu, případně trubky celého zařízení vytvořeny jen ze dvou razných puloskořepinových elementů, to je jednáš z hlavních skořepin a jednáš z visových skořepin. íy jsou, jak již bylo popsáno, navzájem pootočitelně spojeny, například sešroubováníia.

í £ 2-21 ® íl _ 2 £ E 2 5 ií ů _ C 2 - Y Ϊí ® § ® £ }

Vynález provedení ve je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je znázorněn podélný řez měřicím zařízením podle vynálezu pro určení zákalu vytvořeného částiceiai ve spalinách Dieselových motorů. Na obr. 2 je ve větším měřítku znázorněn příčný řez rovinou podle čáry IX - II na obr. 1. Na obr. 3 je opět ve větším měřítku znázorněn přič ný řez rovinou podle čáry III - III na obr. 1. ^va obr. 4 je znázorněn zvětšený dílčí řez přepínacím ventilem, znázorněným na obr. 2. ^va obr. 5 je znázorněn vnější pohled na měřicí zařízení.

££1212:3-2£2Y®£ení_ vy nález a _fcnazorn-m·. měřici zařízeni má ssrm JL, která je s výhodou vytvořena z termoplastické a opětovně použitelné plášti··.’·/ ’··ι. oiy u v podstatě obsahuje trubkovou měřicí komoru 2., přívod 3 plynu, přepínací ventil přívodní potrubí 7 spojující přívod ply-»u s přepínač tm y.entiití.í, cd přepínacího ventil i ke střední obvodové oblasti' _J_ .biřici s? .dry 2 apr-ivene spojovucí _;.otr:;jí 7, wp.tuštoc·* hrd lo 3, od přepínucíh) ventilu vené vypouštěcí potrubí 0.» ^v o ústupu o 3

Iv \ y p O U S t v; C 1 ui U Π i* □ X LI jednoho z otevřených konců lo iiiěřicí komory 2 uspořádané osvětlovací, uspořádání 11, v odstupu od druhého otevřeného konce 12 měřicí komory 2 uspořádané detekční uspořádání 13, dvě prostřednictvím přívodu vyplachovacíao vzduchu vnější vzduch nasávající dmýZ chadla 14, 14 , vždy jeden s výtokovou stranou 15 dmýchadla li.» 14 spojený vyplachovací prostor 16, 13 mezi otevřenými konci 10, 12 měřicí komory 2 a mezi osvětlovacím uspořádáním 11 na jedné straní a mezi detekčním uspořádáním 13 na druhá straně, a vždy jeden výtokový kanál 3/7, který je vytvořen ve skříni 1., který spojuje vždy jeden z vyplachovacích prostorů 16, 16 s vypouštěcím hrdlem 8 a který prostřednictvím otvoru 18 na vypouštěcím hrdlu 8 vyústuje do okolního prostředí.

Skříň 2 sestává v podstatě ze dvou shodně vytvořených hlavních skořepin 19, jejichž ve smontovaném stavu vloženým těsněním 20 utěsněná dělicí rovina 21 prochází osou 22 měřicí komory 2 a s ní rovnoběžnou osou 23 otáčení přepínacího ventilu 4., jakož i ze dvou opět navzájem shodně vytvořených víkových skořepin 26, která utěsněné prostřednictvím těsnění 25 navazují na bočně otevřené hlavní skořepiny 19 v oddělovacích rovinách 24, rovnoběžných s dělicí rovinou 21 hlavních skořepin 19. Hlavní skořepiny 19 a vlkové skořepiny 26 jsou k sobě navzájem sklopitelné kolem myšlené osy 27, která odpovídá čáře řezu II - II na obr. 1 a která je kolmá k ose 22 měřicí ko-jorv 2 a kolmá k ose 23 otáčení přepínacího ventilu 4, což umožňuje realizovat znázorněnou skříň X jen prostřednictvím dvou shodných hlavních Skořepin 19 a dvou shodných vlkových skořepin 23. Sočně, jak je to znázorněno na obr. 1 a 5, je upraveno vždy jedno odnímáteln J víko 2 3, přičemž na jejné strano taa osvětlovací. uspořádání 11 a na druhá strano detekční uspořádání 13 , a toto víko je vzhůru vy κΐ opí te lⁿé kolen kloubového závěsu 2 9, čímž se umožní snadný přístup pro čištění okének osvětlovacího uspořádání 11 a detekčního uspořádání 13 jakož i měřicí komory 2.

Přepínací ventil 4 má, jak je to patrno zejména na obr. 2, přídavně k měřicí poloze, spojující přívodní potrubí 5 se spojovacím potrubím 2» což je znázorněno plnými čarami, a ke kalibrovací poloze, spojující spojovací potrubí 7 s vypouštěcím potrubím 9, což je znázorněno čárkovaně, také přívodní potrubí 5 zcela uzavírající uzavírací polohu, což je zakresleno vodorovně čerchovaně, ve které jsou průtokové cesty uvnitř skříně 1, které jsou bezprostředně omezeny, jak již bylo uvedeno, s výhodou skořepinami 19, 26 z termoplastické, opakovaně použitelné plastické hmoty, uzavřeny.

V přívodním potrubí 5, které má žáruvzdornou vložku 30, například z hliníku, je uspořádáno teplotní čidlo 31 dále ne znázorněného ovládacího zapojení pro přepínací ventil 4, prostřednictvím kterého lze přepínací ventil 4 při překročení stanovené na straně vstupu teploty plynu udržovat v uzavřené poloze, čímž jsou průtokové cesty uvnitř skříně 2 chráněny před poškozením.

Přepínací ventil 4 je sám o sobě vytvořen, jako notační šoupátko s otočným ventilem 12 s proudově výhodn tokovým kanálem 3 j , viz taká obr. 4, a je ovládán n zorněným ovlálacím zapojením prostřednictví;:! pohaně toru 34 s převodem.

ým průe znáči ho moZ obr. 2 a 3 jsou patrné tak' rozpérné.čepy 35, 5o, prostřednictvím kterých jsou navzájem sešroubovány skořepiny 1 3, 25 skříně Těsnění 23, 25 jsou přitom vytvořena tak, že zajištují nejo^ utěsnění vnitřního prostoru skříně

I. navenek, ale zabezpečují, také celkovou těsnicí funkci uvnitř přístroje, ΐ-ři montáži se vytváří prostými vložením celého přepínacího ventilu 4, dmýchadel 14, 14 *, topných elementů 37 měřicí komory 2 a rozptylových clon 33 do shodně vytvořených a popsaným způsobem složených obou hlavních skořepin 19 základní montáž měřicího zařízení. Našroubováním obou vlkových skořepin 25 na rozporné čepy 3 o, 35 a sevřením těsnění 20, 25 se uskuteční kompletace měřicího zařízení. Obě souměrné víkové skořepiny 25 přitom vytvářejí svým vytvarováním uzávěr celé skříně Rozlišení mezi přívodem 3 plynu a mezi vypouštěcím hrdlem 8 se dosáhne v obou vlkových skořepinách 26 jen úpravou žáruvzdorné vlož ky 30 na straně přívodu 3 plynu.

Všechny kanály a proudová vedení jsou vytvořeny pro vysoká množství plynu. Rozdílným vytvořením vložky 30 se přitom vytváří možnost přizpůsobit měřicí zařízení jak pro nízkoobjemová vozidla s odpovídajícími průměry sond, tak i pro velkoobjemová vozidla s větším průchodem plynu.

Přepínací ventil 4 sestává u znázorněného příkladu provedení v podstatě z válcového tělesa 2 9 ventilu, ve kterém obíhá popsaný otočný ventil 32. útěšněji v radiálním směru se uskutečňuje prostřednictvím do otočného ventilu 32 vložených těsnicích lišt 4 3, a v axiálním směru prostřednictví:.] na obou stranách upravených, ní zmenšujících náběhových kotoučů 41. Obě jsou tlačeny radiálně navenek neznázorněný těsnicích a třete snící lišty úu . í z p ů s o b e m p r o střcdnictví.n pružných elementů, bu otočného ventilu 32 , který s se účinně zabraňuje ve spojení částic, případně jiných obsahů

Vzhledem k rotační.nu pοίνο uskutečňuje při přepnutí, s popsaným tvarem usazování plynu. Poháněči motor 34 s převodei.’, který také integrované je znázorněn na obr. 4, může mít výhodně ovládání polohy s potencic.ce trém, což zjednodušuje celkovou konstrukci.

V průběhu kalibračního procesu, kdy je otočný ventil 32 přepínacího ventilu 4 v Čárkované poloze na obr. 2, vtlačují obě dmýchadla 14, 14' prostřednictvím obou otevřených konců .10, 12 čerstvý vzduch do měřicí komory .2, čímž se tato propláchne po předcházející plynové zkoušce. Proplachovací vzduch a spaliny opouštějí měřicí zařízení, případně vnitřní prostor skříně 1^ prostřednictvím spojovacího potrubí 7, přepínacího ventilu 4 a vypouštěcího potrubí případně také otvoru .18. Prostřednictvím ve všech případech centrálního výstupu spalin na vypouštecím hrdlu .8 je možné zajistit odvod spalin prostřednictvím neznázorněného odsávacího ústrojí. Přívod čerstvého vzduchu ke dmýchadlům 14, 14 se uskutečňuje prostřednictvím přívodu 42 čerstvého vzduchu, který je patrný z obr. 3.

Frůciozí měřicí polohu, tak jak je zakreslena na obr. 2, zaujme přepínací ventil 4 v průběhu vlastního měřicího procesu. Tehdy také vstupují spaliny ples přívod _3 plynu a prostřednictvím přepínacího ventilu 4 a spojovacího potrubí 7. do měřicí komory 2 v její střední obvodové oblasti ύ. V průběhu mořicího procesu, při kterém se určuje zákal spalin mezi osvětlovacím uspořádáním 11 a detekčním uspořádáním 1 3, s« zjišťuje teplota spalin na vstupu io zařízeⁿí, př ír.u>ř'ě přívodu 3 plvnu nrostřcdnictvím teplotního čidla 3χ. Pokud by teplota spalin překročila stanovenou přípustnou maximální hodnotu, tak se přemístí otočný ventil 32 do uzavírací, polohy, která je na obr. 2 zakreslena vodorovně čerchovanč, přičemž otočný ventil 32 dokonale utěsní přívod _3 plynu, čímž se přeruší jakýkoli proces proudění. Tím se zajistí spolehlivá ochrana celého měřicího zařízení proti tepelnému přetížení, foto měřicí zařízení je podle druhu hmoty použité pro výrobu skříně JL vytvořeno například pro trvalé tepelné zatížení o hodnotě

330 °C.

Fro zjednodušení celého měřicího zařízení by bylo pří padne také možné nahradit přepínací ventil 4 zde neznázorněným tuhým trubkovým obloukem, který by spojoval přívod 3 plynu bezprostředně se spojovacím potrubím V takovém případě by se v průběhu kalibračního procesu sběrná sonda spalin odstranila z výfuku zkoušeného motoru, aby dmýchadla 14, 14 mohla touto cestou volně proplachovat měřicí ko moru 2. Aby bylo možné chránit v tomto případě měřicí září zení před nadměrnou teplotou, muselo by se v tomto případě upravit externí kondicionování zkoušeného plynu nebo exter ní zajištění proti nadměrné- teplotě.

Topné elementy 37 měřicí komory 2 sestávají v podstatě z pravoúhlých kovových elementů, do kterých jsou zality topné tyče s odpory závislými na teplot*·. Uspořádáním vnpných elementů 37 se dosáhne příznivějšího přestupu tepla mezi nimi a mezi vnitřkem měřicí komory _2. hmotnost topných elementů 37 měřicí komory 2 současně umožňuje akumulaci tepla, která má především při náhlých změnách průtoku spalin pozitivní vliv na výsledek měření. Rozptyloví clony 38 jsou například našroubovány přímo na topných ele.11 inenteoh 37 a účinně žábramiji odrazil·:., připadne rozptyl v měřicí komoře 2.. Teplotní čidlo 4_j, kteří je znázorn.ě no na obr. dole, zjištuje teplotu plynu, který je v .-,1 řičí komoro J, a reguluje tuk topný proces obou topných elementu 37 měřicí ko,..iiry 2.

Claims (5)

1. I -7 Γ 1 ” f u V ;£ h Á á 9 λ Ϊ
2. 2«. hěřicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že mimo přívodního potrubí (5) jsou všechny průtokové cesty omezeny skořepinami (19, 28) z termoplastické, opakovaně použitelné plastické hmoty.

   d. měřicí zařízení podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u jící se t í m , že přepínací ventil (±) je vytvořen. jako rotační šoupátko s proudově výhodný..; průtot< o v ym sa ⁿ a 1 e m ( -j-s ) .
3. 3. ..xdřicí zařízení pro určování zákalu plynů, zejména zákalu částicemi ve spalinách dieselová motoru, se skříní, která má měřicí komoru, přívod plynu, přepínací ventil, přívod plynu s přepínacím ventile:,; spojující přívodní potruoí, mezi přepínacím ventilem a měřicí komorou upravené spojovací potrubí, vypouštěcí hrdlo, mezi přepínacím ventilem a vypouštěcím hrdlem upravené vypouštěcí potrubí, nejméně jeden přívod vyplachovacího vzduchu, mezi měřicí komorou a osvětlovacím uspořádáním na jedné straně a mezi měřicí komorou a detekčním uspořádáním na druhé straně vždy jeden s přívodem vyplachovacího vzduchu spojený vyplachovací prostor, a vždy jeden vyplachovací prostor s vypouštěcím hrdlem spojující výtokový kanál, vyznačující se tím, že přepínací ventil (4) má přídavně k měřicí poloze, spojující přívodní potrubí (3) se spojovacím potrubím (7), a ke kalibrovací poloze, spojující spojovací potrubí (7) s vypouštěcím potrubím (3), také přívodní potrubí (5) zcela uzavírající uzavírací po1 ohu.
4. 4. .uěřicí zařízení poule jednoho z nároků 1 až 1,

   Z n a č u j ící se t í m , že v p ř v o d η í n potrubí (3) je uspořádáno teplotní čidlo (dl) řídicího zapojení pro přepínací ventil (-i), které udržuje při překročení stanovené spínací teploty přepínací ventil (i) v uzav řenó poloze,
5. 5. ..ičřicí zařízení podle jednoho z nároků 1 až -i, vyznačující se tím, že skříň (1) sestává ze dvou shodně vytvořených hlavních skořepin (13), jejichž ve smontovaném stavu utěsněná dělicí rovina (21) prochází osou (22) měřicí komory (2) a s ní rovnoběžnou osou (23) otáčení přepínacího ventilu (4), a ze dvou shodně vytvořených víkových skořepin (26), které utěsněné navazují na bočně otevřené hlavní skořepiny (19) v oddělovacích rovinách (24), rovnoběžných s dělicí rovinou (21) hlavních sko řepin (19), které jsou k sobě navzájem sklopitelné kolem myšlené osy (27), která je kolmá k ose (22) měřicí komory (2) a kolmá k ose (23) otáčení přepínacího ventilu (4), a na nichž je bočně upraveno vždy jedno odnímatslné víko (23), které má na jedné straně osvětlovací uspořádání (11) a na druhé straně detekční uspořádání (13).