SU1739249A1

SU1739249A1 - Пробоотборник дл сжатых газов

Info

Publication number: SU1739249A1
Application number: SU904858633A
Authority: SU
Inventors: Олег Станиславович Ким; Юрий Николаевич Завьялов; Игорь Вячеславович Самсонов
Original assignee: Центральное конструкторское бюро "Знамя Октября"
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-06-07

Abstract

Изобретение относитс к устройствам дл контрол содержани примесей в сжатых газах высокого давлени , а именно пробоотборникам с линейно-колористическим методом контрол . Устройство может быть использовано также в системах сжатых газов дл обеспечени посто нного расхода. Цель изобретени - повышение точности контрол содержани примесей, а также улучшение эксплуатационных качеств устройства . Пробоотборник состоит из корпуса 1 с входным патрубком 2. В полости корпуса 1 установлены впускной запорный клапан 3, индикатор 6 примесей, средство дополнительного дросселировани , выполненное в виде пары седло - регулирующий орган, дроссельно-регулирующее устройство и расходомерное устройство 21. Все элементы пробоотборника соединены между собой каналами 4,5,8,16 и 20. Регулирующий орга., 9 дополнительной ступени дросселировз ни подпружинен пружиной 10 и установлен со стороны высокого давлени . Регулирующий орган 9 взаимодействует с чувствительным элементом 14. Отношение площади проходного сечени А пары седло - регулирующий орган к площади проходного сечени 17 дроссельно-регулирующего устройства выбрано в пределах от 0,6 до 30. 1 ил. сл С

Description

Изобретение относится к устройствам для контроля содержания примесей в сжатых газах высокого давления, а именно пробоотборникам с линейно-колористическим методом контроля, и может быть использовано в системах сжатых газов для обеспечения постоянного расхода проводимой среды в различных отраслях народного хозяйства.

Известны пробоотборники, состоящие, из корпуса с входным штуцером и установленным в его полости входным запорным клапаном, индикатором примесей и выпускным регулирующим вентилем, а также расходомерным устройством.

Наиболее близким к предлагаемому является пробоотборник, состоящий из корпуса с входным патрубком, в полости которого установлены входной запорный клапан, индикатор примесей и дроссельно-регулирующий клапан. Пробоотборник снабжен также средством дополнительного дросселирования и расходомерным устройством. Все элементы пробоотборника соединяются между собой проточным каналом.

При открытии входного запорного клапана сжатый газ высокого давления проходит через индикатор примесей, поступает к дроссельно-регулирующему клапану, в критическом сечении которого его давление понижается с рабочего до атмосферного, и через расходомерное устройство выпускается в атмосферу.

При величине рабочего давления газа в пределах 200-400 кгс/см² и выше пробоотборник не обеспечивает стабильности расхода газа, так как при дросселировании газа в критическом сечении дроссельно-регулирующего клапана происходит понижение температуры газа. Это приводит к увеличению расхода газа по сравнению с первоначально отрегулированной величиной, а также к необходимости уменьшения площади критического сечения с помощью ручной подрегулировки дроссельно-регулирующего клапана. Однако, при малой величине расхода газа (обусловленной сущностью линейно-колористического метода контроля примесей) и высоких давлениях, площадь критического сечения настолько мала, что дроссельно-регулирующий клапан не обеспечивает необходимого изменения этой площади. В результате чего в течение всего времени замера требуется ручная подрегулировка пробоотборника, при этом расход газа через него постоянно изменяется. Средство дополнительного дросселирования, выполненное в виде жиклера, также не позволяет стабилизировать величину расхода, так как ручная регулировка при последо вательном расположении дросселирующих элементов приводит к такому соотношению их проходных сечений, при котором один из дросселирующих элементов перестает осуществлять функцию дросселирования.В таком случае отпадает необходимость в наличии либо дроссельно-регулирующего клапана, либо жиклера.

Цель изобретения - повышение точности контроля содержания примесей и улучшение эксплуатационных качеств.

Ожидаемый положительный эффект от использования изобретения заключается в стабилизации заданной величины расхода в течение определенного промежутка времени, а также в обеспечении автоматического поддержания постоянного расхода через устройство при изменении входного давления в диапазоне от максимального значения до давления поддерживаемого ступенью дополнительного дросселирования.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом пробоотборнике для сжатых газов, включающем корпус с входным патрубком, в полости которого установлены впускной запорный клапан, индикатор примесей, дроссельно-регулирующее устройство, средство дополнительного дросселирования и расходомерное устройство, причем все эти элементы соединены между собой каналом, средство дополнительного дросселирования установлено на участке канала перед дроссельно-регулирующим устройством и выполнено в виде пары седло - регулирующий орган, причем последний выполнен подпружиненным и установлен со стороны высокого давления, а подпружиненный регулирующий орган установлен с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом, причем отношение площади проходного сечения пары седло - регулирующий орган к площади проходного сечения дроссельно-регулирующего устройства выбрано в пределах от 0,6 до 30.

В предлагаемом техническом решении в отличие от известного средства дополнительного дросселирования выполнено в виде пары седло - регулирующий орган, а отношение площади проходного сечения между седлом и регулирующим органом к площади проходного сечения (кольцевого зазора) дроссельно-регулирующего устройства выбрано в пределах от 0,6 до 30.

При соотношении площадей 0,6 дросселирование сжатого газа происходит полностью на ступени дополнительного дросселирования, вследствие чего дроссельно-регулирующее устройство теряет свою способность регулировать расход.

1739249 6

При соотношении площадей 30, ввиду относительно большой пропускной способности площади проходного сечения ступени дополнительного дросселирования при ма- 5 лом расходе газа через кольцевой зазор дроссельно-регулирующего устройства, средство дополнительного дросселирования (т.е. его подпружиненный регулирующий орган) самопроизвольно входит в 10 импульсный режим работы Открыто - Закрыто”. Это вызывает пульсирующее изменение давления на участке канала перед дроссельно-регулирующим устройством и, соответственно, колебание величины расхо- 15 да, что значительно снижает точность замера количества газа, пропущенного через пробоотборник.

Таким образом соотношение площадей, выбранное в пределах от 0,6 до 30 является 20 оптимальным для стабилизации заданной величины расхода и обеспечения автоматического поддержания постоянного расхода через устройство, что осуществимо при изменении входного давления в диапазоне от 25 максимума до давления поддерживаемого средством дополнительного дросселирования.

На чертеже представлен пробоотборник для сжатых газов, рабочее состояние, 30 положение Открыто.

Пробоотборник состоит из корпуса 1 с входным патрубком 2. В корпусе 1 соосно входному патрубку 2 установлен впускной запорный клапан 3. Полость 4 входного пат- 35 рубка 2 сообщается при открытом клапане 3 с полостью 5, в которой установлен индикатор 6 примесей. Индикатор 6 примесей представляет собой трубку, заполненную веществом, реагирующим с данной при- 40 месью. Индикатор примесей фиксируется в полости 5 эластичной втулкой 7. Полость 5 сообщается каналами 8 со средством дополнительного дросселирования, которое выполнено в виде пары седло - регулирующий 45 орган. Регулирующий орган 9 подпружинен пружиной 10 и установлен со стороны высокого давления. В положении Закрыто (не рабочем) регулирующий орган 9 садится на седло 11 и перекрывает проходной канал 50 12. Через толкатели 13 регулирующий орган 9 взаимодействует с чувствительным элементом 14, который в свою очередь находится во взаимодействии с поршнем 15. Канал 16 соединен средством дополнйтель- 55 ного дросселирования с дроссельно-регулирующим устройством. Дросселирующий зазор 17 образован иглой 18 и шпинделем

19. Канал 20 сообщает дроссельно-регулирующее устройство с расходомерным устройством 21.

В рабочем положении ^йОткрыто отношение площади проходного сечения, образованного между регулирующим подпружиненным органом 9 и седлом 11, к. площади проходного сечения (зазора) 17 выбрано в пределах 0,6 до 30.

Пробоотборник работает следующим образом.

Перед началом взятия пробы для определения содержания в исследуемом газе заданного вида примесей (пары масла, мышьяковый водород и др. окислы углерода) в пробоотборник устанавливается индикаторная трубка, заполненная веществом, реагирующим с определенным видом примеси.

Открывают впускной запорный клапан 3 и исследуемый газ давлением 400 кгс/см2 проходит через индикатор 6 примесей, установленный в полости 5. В индикаторной трубке примесь вступает в реакцию с наполнителем, а сжатый газ через каналы 8 поступает в полость средства дополнительного дросселирования. Регулирующий орган 9 усилием пружины 10 через толкатели 13 отжат от седла 11, образуя при этом дросселирующую щель А. На этом участке исследуемый газ дросселируется с понижением его давления. Далее через канал 16 поступает в дроссельно-регулирующее устройство, где, проходя через кольцевой зазор 17, образуемый иглой 18 и шпинделем 19, перемещаемым поступательно, вторично дросселируется и с постоянным расходом через канал 20 поступает в расходомерное устройство 21 и затем выходит в атмосферу. Так как пропускная способность кольцевого зазора 17 меньше, чем пропускная способность щели А дополнительной ступени дросселирования, то в канале 16 перед дроссельно-регулирующим устройством будет происходить повышение давления газа до заданной величины, менее 200 кгс/см². При достижении этой величины давления усилие от давления газа на площадь поршня 15 превысит установочное усилие пружины 14 и поршень 15 переместится вниз и регулирующий орган 9 прижмется к седлу 11. В дальнейшем при продолжении истечения газа через дроссельно-регулирующее устройство давление газа в канале 16 понизится, в результате чего регулирующий орган 9 под воздействием чувствительного элемента 14 через поршень 15 и толкатель 13 переместится вверх и откроет дросселирующую щель А ступени дополнительного дросселирования. Таким образом в канале 16 перед дроссельно-регулирующим устройством поддерживается автоматически давление газа менее 200 кгс/см². При дросселировании газа с таким давлением его температура за критическим сечением понижается незначительно, а через некоторое время после начала дросселирования она, в результате теплообмена со стенками канала и корпуса, стабилизируется. Этот факт обуславливает постоянство расхода через дроссельно-регулирующее устройство без ручной регулировки. Кроме этого, площадь кольцевого зазора при ука- 10 занном давлении существенно больше, чем понадобилось бы без предварительного понижения давления в ступени дополнительного дросселирования.

Это позволяет расширить диапазон настройки дроссельно-регулирующего устройства и применять в предлагаемом пробоотборнике различные типы индикаторов и расходомерных устройств.

Claims

Формула изобретения 20

Пробоотборник для сжатых газов, включающий корпус с входным патрубком, в полости которого установлены впускной запорный клапан, индикатор примесей, дроссельно-регулирующее устройство, средство дополнительного дросселирования и расходомерное устройство, причем 5 все эти элементы соединены между собой каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля содержания примесей и улучшения эксплуатационных качеств, средство Дополнительного дросселирования установлено на участке канала перед дроссельно-регулирующим устройством и выполнено в виде пары седло регулирующий орган, причем последний выполнен подпружиненным и установлен со 15 стороны области высокого давления, а подпружиненный регулирующий орган установлен с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом, причем отношение площади проходного сечения пары седло - регулирующий орган к площади проходного сечения дроссельно-регулирующего устройства выбрано в пределах от 0,6 до 30.