SU1162468A1

SU1162468A1 - Apparatus for preparing gas mixture

Info

Publication number: SU1162468A1
Application number: SU843716950A
Authority: SU
Inventors: Григорий Александрович Морговский; Игорь Николаевич Николаев; Агнеса Георгиевна Кононенко; Людмила Трофимовна Мошковская
Original assignee: Киевское Научно-Производственное Объединение "Аналитприбор"
Priority date: 1984-01-03
Filing date: 1984-01-03
Publication date: 1985-06-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, содержащее источники дозируемого газа и газа-разбавител , задатчик давлени , дросселирующие элементы, входные каналы которых соединены , отличающеес тем, что, с целью повыщени точности, стабильности и надежности при получении агрессивной газовой смеси, задатчик давлени с регулированием «иосле себ установлен в канале неагрессивного газа-разбавител , а его камера задани соединена с выходным каналом газовой смеси. (Л О5 tc 41 О5 00A DEVICE FOR PREPARING A GAS MIXTURE containing sources of gas and diluent gas, pressure setting device, throttling elements, the inlet channels of which are connected, characterized in that, in order to increase accuracy, stability and reliability in obtaining an aggressive gas mixture, pressure setting regulator " and is installed in the channel of a non-aggressive diluent gas, and its task chamber is connected to the outlet channel of the gas mixture. (L O5 tc 41 O5 00

Description

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть иснользовано дл приготовлени газовой смеси дл настройки, градуировки и поверки газоаналитической аппаратуры.The invention relates to instrumentation engineering and can be used to prepare a gas mixture for adjusting, calibrating, and calibrating gas analysis equipment.

Известно устройство дл приготовлени газовой смеси, содержащее смеситель, патрубки исходного газа и газа-разбавител , капилл ры и маностаты с устройствами дл изменени расхода и распределител ми потока 1.A device for preparing a gas mixture containing a mixer, nozzles of the source gas and a diluent gas, capillaries and manostats with devices for changing the flow rate and flow distributors 1 is known.

Недостатком этого устройства вл етс то, что регулирование давлений на капилл рах проводитс в каждом из каналов в отдельности, а это значительно увеличивает врем установлени равновеси в системе. Режим работы устройства зависит от изменени давлени на выходе, что требует от оператора посто нного внимани и при необходимости осуществл ть регулировку величины потоков исходного газа и газаразбавител . Возможно попадание жидкости из маностата в капилл ры, например при подключении к установке в нерабочем состо ниц газоанализатора с включенным устройством отбора пробы.A disadvantage of this device is that the pressure control on the capillaries is carried out in each of the channels separately, and this significantly increases the equilibrium time in the system. The mode of operation of the device depends on the pressure change at the outlet, which requires constant attention from the operator and, if necessary, the adjustment of the flow of the source gas and the diluent gas. It is possible that liquid from the manostat may get into the capillaries, for example, when a gas analyzer is connected to an inoperative unit with the sampling device switched on.

Кроме того, использование стекл нных маностатов с указател ми уровн и емкостей с жидкостью значительно затрудн ют транспортирование установки и делают почти невозможным использование ее в услови х поста контрол загр знени среды.In addition, the use of glass manostats with level gauges and liquid containers makes it significantly more difficult to transport the unit and makes it almost impossible to use it in the conditions of fasting environmental contamination monitoring.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл приготовлени газовой смеси, содержащее источники дозируемого газа и газа-разбавител , задатчик давлени сбросового типа, установленный в линию, соедин ющую входные каналы , струйный вихревой смеситель и звуковые сопла, используемые в качестве дросселирующих элементов 2.The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a device for preparing a gas mixture containing sources of dosed gas and diluent gas, a waste type pressure setting device installed in-line connecting the inlet channels, jet vortex mixer and sound nozzles used in quality throttling elements 2.

Недостатком известного устройства вл етс необходимость поддержани критического режима истечени из сопел струй газов, что накладывает высокие требовани на стабилизацию входного давлени . Так как задатчик давлени находитс в сбросовой линии, то при получении газовых смесей , один из компонентов которых - агрессивный газ, надежность этой установки весьма невелика. Использование в качестве дросселирующих элементов калиброванных звуковых сопел вызывает необходимость создани в каналах потоков смешиваемых газов с большим расходом и влечет за собой применение специального сложного смесител дл улучшени гомогенизации смеси.A disadvantage of the known device is the need to maintain a critical flow regime of gas jets from the nozzles, which imposes high requirements on the stabilization of the inlet pressure. Since the pressure setting device is located in the discharge line, when receiving gas mixtures, one of the components of which is aggressive gas, the reliability of this installation is very low. The use of calibrated sonic nozzles as throttling elements necessitates the creation of high flow rates of mixed gases in the channels and entails the use of a special complex mixer to improve the homogenization of the mixture.

Изготовление сопел представл ет собой трудоемкую операцию, поэтому они в производственных услови х не примен ютс .Making nozzles is a time consuming operation, so they are not used under production conditions.

Кроме того, использование сопел не дает возможности получать газовые смеси в широком диапазоне концентраций.In addition, the use of nozzles makes it impossible to obtain gas mixtures in a wide range of concentrations.

Цель изобретени - повышение точности , стабильности и надежности при получении агрессивной газовой смеси.The purpose of the invention is to improve the accuracy, stability and reliability in obtaining an aggressive gas mixture.

Указанна цель достигаетс тем, что в 5 устройстве дл приготовлени газовых смесей , содержащем источники дозируемого газа и газа-разбавител , задатчик давлени , дросселирующие элементы, входные каналы которых соединены, задатчик давлени с регулированием «после себ установлен This goal is achieved by the fact that in device 5 for the preparation of gas mixtures containing sources of dosing gas and diluent gas, pressure setting device, throttling elements, whose inlet channels are connected, pressure setting with the regulation "after itself installed

0 в канале неагрессивного газа-разбавител , а его камера задани соединена с выходным каналом газовой смеси.0 in the channel of a non-aggressive diluent gas, and its task chamber is connected to the output channel of the gas mixture.

На чертеже представлена схема устройства дл приготовлени газовых смесей. 5 Устройство состоит из источников 1 и 2 газа-разбавител и дозируемого газа, регул тора 3 давлени с регулирование «после себ , установленного в канале газа-разбавител и поддерживающего посто нным давление на дросселирующем элементе 4, а также и на дросселирующих элементах 5 и 6 через канал 7. В качестве дросселирующих элементов используютс капилл ры, служащие дл ограничени сбросового потока (капилл р 6) и подачи с определенным расходом газа-разбавител (капилл р 4) и дозируемого газа (капилл р 5) в соединительный канал 9, где происходит смешивание и давление из которого передаетс в камеру задани регул тора давлени через канал 8.The drawing shows a diagram of an apparatus for preparing gas mixtures. 5 The device consists of sources 1 and 2 of the diluent gas and the dosed gas, the pressure regulator 3 with the regulation "after itself installed in the diluent gas channel and maintaining a constant pressure on the throttling element 4, as well as on the throttling elements 5 and 6 through channel 7. Capillaries are used as throttling elements, which serve to limit the waste stream (capillary 6) and supply with a certain flow rate of diluent gas (capillary 4) and metering gas (capillary 5) to the connecting channel 9, where mixing and pressure of which is transmitted to the camera specifying pressure regulator through the channel 8.

0 Устройство работает следующим образом .0 The device operates as follows.

Газ-разбавитель от источника 1 поступает во входную камеру регул тора 3 давлени . После дросселировани в сечении, образованном клапаном и седлом, газ при сниженном давлении попадает ввыходную камеру и далее по каналам на вход капилл ров 4 и 6. Одновременно дозируемый газ из источника 2 поступает на капилл ры 5 и 6. Таким образом, на капилл рах устанавливаетс одинаковое давление, заданное регул тором 3 давлени . Пройд капилл р 4, газразбавитель с расходом, определ емым параметрами капилл ра и заданным давлением, поступает на выход 9 устройства, где происходит смешивание с дозируемым газом,The diluent gas from source 1 enters the inlet chamber of the pressure regulator 3. After throttling, in a section formed by a valve and a saddle, gas at a reduced pressure enters the output chamber and further along the channels to the inlet of the capillaries 4 and 6. At the same time, the metered gas from source 2 flows to the capillaries 5 and 6. Thus, on the capillaries equal pressure set by pressure regulator 3. Passing the capillary p 4, the gas diluent with the flow rate determined by the parameters of the capillary and a given pressure, enters the output 9 of the device, where mixing with the dosed gas occurs,

5 прощедшим через капилл р 5 также с определенным расходом. При этом на чувствительном элементе (мембране) регул тора давлени происходит сравнение силы от действи давлени , установившегос на5 who passed through the capillary p 5 also with a certain expense. In this case, on the sensitive element (membrane) of the pressure regulator, the force from the action of the pressure, established on

Q капилл рах, с суммарной силой от действи нагрузочной пружины и от действи давлени в камере задани , соединенной с выходом устройства каналом 8. При равенстве этих сил чувствительный элемент регул тора находитс в равновесии, удержива клапан в положении, которое обеспечивает требуемое давление. Если давление на выходе устройства изменитс , то соответственно через канал 8 изменитс и давление в камере задани . Тем самым нарушитс равновесие чувствительного элемента, и он через толкатель переместит клапан в новое положение , которое обеспечивает восстановление прежнего перепада давлени на капилл pax . Излишки газов через капилл р 6 поступают в сбросовую линию. Использование предлагаемого устройства позволит повысить надежность устройства, так как основной элемент - задатчик давлени , определ юш,ий метрологию устройства , установлен в канале неагрессивного газа-разбавител , что предъ вл ет невысокие требовани к материалам, из которых.сдела ы элементы задатчика. А регулирование давлени на капилл рах только одним задатчиком давлени в отличии от раздельного регулировани в каждом канале дает возможность значительно сократить врем установлени равновеси в системе, а также увеличить точность получени газовой смеси. Кроме того, наличие св зи между выходом устройства и камерой задани регул тора давлени дает возможность автоматически поддерживать посто нным перепад давлени на капилл рах при изменении давлени на выходе устройства, что в значительной степени повышает стабильность, получаемой газовой смеси. В предлагаемом устройстве, благодар использованию в качестве дросселирующих элементов капилл ров, смешение газов осуществл етс при малых скорост х потоков, в св зи с чем отпадает необходимость в использовании специальных смесителей. Гомогенизаци смеси происходит в канале, соедин ющем устройство с потребителем. Использование капилл ров дает возможность приготавливать газовые смеси в широком диапазоне содержани компонентов путем изменени рабочего давлени задатчиком или подключением различного количества параллельно подсоединенных капилл ров, чего нельз получить в случае использовани сопел. Кроме того, изготовление капилл ров из стойких к агрессивным средам материалов не составл ет больших затруднений и широко используетс в отечественной промышленности. Использование устройства дает возможность создать малогабаритные высокоточные газосмесительные установки . Насто щее устройство было реализовано в переносном генераторе газовоздушных смесей на СН,, NO, NOt, SOi. Проведенные испытани и метрологические аттестации подтвердили указанные положительные качества . Следует отметить, что высокоточные поверочные газовые смеси с малым содержанием агрессивного компонента либо вообще не хран тс в баллонах, либо имеют весьма ограниченный срок службы. А чистые газы или смеси с высоким содержанием компонента хран тс в баллонах длительное врем . Таким образом, с использованием предлагаемого устройства значительно уменьшаютс потери дорогосто щих газовых смесей и затраты на их приготовление и транспортирование .Q capillaries, with the total force from the action of the load spring and from the pressure in the reference chamber connected to the output of the device by channel 8. When these forces are equal, the sensitive element of the regulator is in balance, keeping the valve in a position that provides the required pressure. If the pressure at the outlet of the device changes, respectively, through the channel 8 the pressure in the task chamber will also change. Thereby, the equilibrium of the sensing element is disturbed, and it moves the valve to a new position through the pusher, which ensures the restoration of the previous pressure drop on the capillary pax. Excess gas through the capillary r 6 enters the discharge line. The use of the proposed device will improve the reliability of the device, since the main element is a pressure setting device, defined by the metrology of the device, installed in the channel of a non-aggressive diluent gas, which imposes low requirements on the materials from which the setting elements are. And the regulation of pressure on the capillaries by only one pressure setting device, in contrast to the separate regulation in each channel, makes it possible to significantly reduce the time to establish equilibrium in the system, as well as to increase the accuracy of gas mixture production. In addition, the presence of a connection between the output of the device and the pressure regulator control chamber provides the ability to automatically maintain a constant pressure drop across the capillaries when the pressure at the outlet of the device changes, which greatly increases the stability of the resulting gas mixture. In the proposed device, due to the use of capillaries as throttling elements, the mixing of gases is carried out at low flow rates, therefore there is no need to use special mixers. The homogenization of the mixture takes place in the channel connecting the device with the consumer. The use of capillaries makes it possible to prepare gas mixtures in a wide range of component contents by changing the operating pressure by setting device or by connecting various amounts of capillaries connected in parallel, which cannot be obtained if nozzles are used. In addition, the manufacture of capillaries from materials resistant to aggressive media is not a big deal and is widely used in domestic industry. The use of the device makes it possible to create small-sized high-precision gas mixing plants. The present device was implemented in a portable generator of air-gas mixtures on CH ,, NO, NOt, SOi. Conducted tests and metrological certification confirmed these positive qualities. It should be noted that high-precision calibration gas mixtures with a low content of an aggressive component are either not stored at all in cylinders or have a very limited service life. And pure gases or mixtures with a high content of the component are stored in cylinders for a long time. Thus, using the proposed device, the losses of expensive gas mixtures and the costs of their preparation and transportation are significantly reduced.

Claims

DEVICE FOR PREPARING A GAS MIXTURE, containing sources of dosed gas and diluent gas, a pressure regulator, throttling elements, the input channels of which are connected, characterized in that, in order to improve accuracy, stability and reliability when receiving an aggressive gas mixture, the pressure regulator with regulation " after itself ”is installed in the channel of a non-aggressive diluent gas, and its task chamber is connected to the outlet channel of the gas mixture.

SU „„ 1162468