SU1651202A1 - Analyzers of composition of gaseous and liquid media - Google Patents

Abstract

Изобретение Относитс  к контрольно-измерительной технике, в частности к анализаторам состава газообразных и жидких сред, и может найти применение дл  построени  систем пробоподготовки анализаторов состава бинарных и многокомпонентных сред, работающих во взрывоопасных услови х. Целью изобретени   вл етс  повь- гение точности и энергетической эффективности устройства. Устройство содержит линию 1 сжатого воздуха, вихревую трубу 2, линию .3 гор чего воздуха, снабженную регулирующим клапаном 4 и воздухораспределительным устройством 5, линию 6 холодного воздуха, соединенную с конденсатором 7, который снабжен линией 8 дл  сброса отработанного воздуха в атмосферу. Конденсатор 7 также снабжен линией 9 дл  подачи исходной пробы, линией 10 дл  отвода конденсата и линией дл  г.одачи свободной от конденсирующихс  компонентов пробы в теплообменник 12. Теплообменник 12 соединен линией ГЗ с измерительным преобразова- т -лем 14 состава газа, Газоаналити- , ifiCKoe устройство содержит также регул тор 15, соединенный с датчиком температуры 16 и регулирующим клапаном 4. Измерительный преобразователь 14, теплообменник 12 и соедин юща  их лини  13, часть вихревой трубы 2 с линией 3 гор чего воздуха , клапан 4, регул тор 15, датчик 16 температуры размещены в термостате 7, В предлагаемом устройст - вс холодный конец вихревой трубы соединен с конденсатором, а гор чий - линией гор чего, воздуха с воздухораспределительным устройством, направленным на теплообменник. 1 ил. а SS (л о ел ND О The invention relates to instrumentation technology, in particular to analyzers for the composition of gaseous and liquid media, and can be used to build sample preparation systems for analyzers for the composition of binary and multicomponent media operating under explosive conditions. The aim of the invention is to improve the accuracy and energy efficiency of the device. The device comprises a compressed air line 1, a vortex tube 2, a hot air line .3, equipped with a control valve 4 and an air distribution device 5, a cold air line 6 connected to a condenser 7, which is equipped with a line 8 to discharge the exhaust air to the atmosphere. Condenser 7 is also provided with a line 9 for supplying the initial sample, line 10 for draining condensate and a line for transferring sample free from condensable components to the heat exchanger 12. The heat exchanger 12 is connected by a line GZ to the measurement transform of gas 14, Gas analysis, The ifiCKoe device also contains a regulator 15 connected to a temperature sensor 16 and a control valve 4. A measuring transducer 14, a heat exchanger 12 and a connecting line 13, a part of a vortex tube 2 with a hot air line 3, a valve 4, a regulator 15, d The temperature gauge 16 is located in the thermostat 7, In the proposed device, the entire cold end of the vortex tube is connected to the condenser, and the hot end is connected to a hot air line with an air distribution device directed to the heat exchanger. 1 il. and SS (l about eaten nd o

Description

Изобретение относитс  к -контрольно-измерительной технике, в частности к анализаторам состава газообразных и жидких сред, и может найти применение дл  построени  систем пробоподготовки анализаторов состава бинарных и многокомпонентных сред работающих во взрывоопасных услови х.The invention relates to a measurement and control technique, in particular to analyzers for the composition of gaseous and liquid media, and can be used to build sample preparation systems for analyzers for the composition of binary and multicomponent media working in explosive conditions.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и энергетической эффективности устройства.The aim of the invention is to improve the accuracy and energy efficiency of the device.

На чертеже показана принципиальна  схема предлагаемого газоаналитического устройства с системой лробо- подготовки.The drawing shows a schematic diagram of the proposed gas analytical device with a lateral-preparation system.

Устройство содержит линию 1 сжатого воздуха, вихревую трубу 2, линию 3 гор чего воздуха, снабженную регулирующим клапаном 4 и воздухораспре - делительным устройством 5, линию б колодного воздуха, соединенную с KOR дснсатором 7, который снабжен линией 8 дл  сброса отработанного воздуха г атмосферу, Конденсатор 7 также снабжен линией 9 дл  подачи исходной пробы, линией 10 дл  отвода конденсата и линией 11 дл  подачи свободной от конденсирующихс  компонентов пробы в теплообменник i 2, Теплообменник 12 соединен линией 13 с измерительным преобразователем 14 состава газа. Газоаналитическое устройство содержит также регул тор 15, соединенный с датчиком температуры I6 и регулирующим клапаном 4, Измерительный преобразователь 14, теплообменник 12 и соедин юща  их лини  13, часть вихревой трубы 2 с линией 3 гор чего воздуха, клапан 4S регул тор 15, и датчик 16 температуры размещены в термостате 17,The device contains a compressed air line 1, a vortex tube 2, a hot air line 3 equipped with a control valve 4 and an air diffuser dividing device 5, a block air line connected to a KOR air conditioner 7, which is equipped with a line 8 to discharge the exhaust air to the atmosphere, The condenser 7 is also provided with a line 9 for supplying the initial sample, a line 10 for draining condensate and a line 11 for supplying the sample free of condensable components to the heat exchanger i 2. The heat exchanger 12 is connected by line 13 to a measuring transducer. Spruce 14 gas composition. The gas analysis device also contains a controller 15 connected to a temperature sensor I6 and a control valve 4, a transmitter 14, a heat exchanger 12 and a connecting line 13, a part of the vortex tube 2 with a hot air line 3, a valve 4S controller 15, and a sensor 16 temperatures are placed in a thermostat 17,

Вихрева  труба 2 представл ет собой цилиндрическую трубу с тангенциальным сопловым входом воздуха, распо ложенным на некотором рассто нии от, оснований трубы, через которые осуществл етс  выход воздуха, причем в дчом основании закреплена диафрагма с центральным отверстием дл  отвода охлажденного воздуха из приосевого пространства трубы, а в другом - конус , обращенный вершиной внутрь трубы , дл  отвода нагретого воздуха ич периферийного пространства трубы.The vortex tube 2 is a cylindrical tube with a tangential air nozzle inlet located at some distance from the tube bases through which the air flows out, and a diaphragm with a central hole is fixed in the base to divert the cooled air from the axial space of the tube and in the other there is a cone, which faces apex inside the pipe, for removing heated air and the peripheral space of the pipe.

Конденсатор 7 представл ет собой теплообменный шпарат с развитой поверхностью тсглообмена( выполненный в виде теплообменника типа труба в трубе с сребренной наружной поверхностью внутренней трубы.Condenser 7 is a heat exchanger with a developed surface exchange (made in the form of a tube-type heat exchanger in a tube with a silver outer surface of the inner tube.

Теплообменник 12 представл ет собой скрученную в спираль стальную трубку.The heat exchanger 12 is a coiled steel tube.

В качестве датчика 16 температуры примен етс  пневматическа  дроссельна  мостова  измерительна  схема , а в качестве регул тора 15 - любой пневматический регул тор.A pneumatic throttle measuring circuit is used as the temperature sensor 16, and any pneumatic controller is used as the regulator 15.

Воздухораспределительное устройство Г представл ет собой устройство с пргмоугольной шелью дл  подачи направленного потока гор чего воздуха на теплообменник 12еThe air distribution device D is a device with a rectangular shell for feeding a directional flow of hot air to the heat exchanger 12e.

5five

00

5 five

3 3

5five

00

5five

00

5five

Устройство работает следующим об- р ь ом.The device operates as follows.

Сжатый возду по линии 1 поступа- от в вихревую трубу 2, в которой происходит его энергетическое разделение на дв  потока - гор чий и холодный , поступающих соответственно в линии 3 и 6. Гор чий воздух по линии 3 через регулирующий клапан 4 поступает в воздухораспределительное устройство 5. Поток воздуха из щели воздухораспределительного устройства 5 интенсивно перемешивает воздух в термостате 11 и тем самым выравнивает температурное поле во внутреннем пространстве термостата 17, за счет чего существенно повышаетс  качество стабилизации температуры и сокрушаетс  врем  выхода газо- аналитическогг. устройства на рабочий режим (врем  разогрева). При этом поток воздуха из щели направлен на теплообменник 12,  вл ющийс  основным источником возмущений дл  термостата 17, за счет чего также повышаетс  качество стабилизации температуры анализируемой пробы. Автоматическое поддерживание температуры внутри термостата 17 на заданном уровне обеспечиваетс  системой тер- мостабилизацпи, состо щей из датчика температуры 16, регул тора 15 ч регулирующего клапана 4, При отклонении температуры в термостате от заданной система термостабилизации ообеспечивает соответствующее изменение количества гор чего воздуха, подаваемого в термостат. Избыток воздуха из внутреннего пространства термостата 17 сбрасываетс  через отверсти  в его стенках, выполненные в местах, склонных к образованию застойных зок. За счет этого также повышаетс  качество стабилизации температуры и уменьшаетс  врем  выхода гаэоаналитического устройства на рабочий режим.Compressed air through line 1 enters the vortex tube 2, in which it is divided into two streams, hot and cold, flowing into lines 3 and 6, respectively. Hot air through line 3 through regulating valve 4 enters the air distribution unit 5. The air flow from the slot of the air-distributing device 5 intensively mixes the air in the thermostat 11 and thereby aligns the temperature field in the internal space of the thermostat 17, due to which the quality of stabilization of perature and time sokrushaets analiticheskogg exit gas. device on the operating mode (warm-up time). At the same time, the air flow from the slit is directed to the heat exchanger 12, which is the main source of disturbances for the thermostat 17, thereby also improving the quality of stabilization of the temperature of the sample being analyzed. The automatic maintenance of the temperature inside the thermostat 17 at a predetermined level is provided by a thermo stabilization system consisting of a temperature sensor 16, a regulator for 15 hours of the control valve 4. When the temperature in the thermostat deviates from the predetermined temperature, the corresponding air amount to . Excess air from the interior of the thermostat 17 is discharged through holes in its walls, made in places prone to the formation of stagnant pockets. Due to this, the quality of temperature stabilization is also improved, and the time for the geoanalytical device to operate is reduced.

Холодный воздух из линии 6 поступает в конденсатор 7, в котором охлаждает пробу анализируемого газа, и далее по линии 8 идет на сброс.The cold air from line 6 enters the condenser 7, in which it cools the sample of the gas being analyzed, and then goes through line 8 to discharge.

Анализируема  газова  смесь по линии 9 поступает в конденсатор 7, в котором вследствие ее охлаждени  происходит конденсаци  сочутствуюших компонентов, например воды и углеводородов . Конденсат сбрасываетс  в 10, а освобожденна  от сопутствукнцих компонентов проба по линии 11 поступает в теплообменник 12, где нагреваетс  до температуры термо- статировани  и затем по линии 13 поступает в измерительный преобразователь 14 состава газа, откуда выводитс  из газоаналитического устройства .The analyzed gas mixture through line 9 enters the condenser 7, in which, due to its cooling, the condensation of related components, such as water and hydrocarbons, occurs. The condensate is discharged to 10, and the sample freed from the concomitant components enters line 11 into heat exchanger 12, where it is heated to a thermostatting temperature, and then enters line 13 into gas composition measuring transducer 14, from which it is removed from the gas analyzer.

р-мула изобретени  p-mula invention

Газоаналитическое устройство с системой пробоподготовки, содержащее конденсатор, помещенные в термостат измерительный преобразователь состава газов, линию гор чего воздуха , систему термостабилизации, состо щую из датчика температуры, выход которого соединен с регул тором, рез12С 26Gas analysis device with a sample preparation system, containing a condenser, a gas content measuring transducer placed in a thermostat, a hot air line, a thermostabilization system consisting of a temperature sensor, the output of which is connected to a regulator, section 12С 26

гулирующего клапана, соединенного своим входом с выходом регул тора и установленного на линии гор чего воздуха , теплообменник анализируемой пробы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и энергетической эффективности, оно дополнительно содержит вихревую тру- «Q бу и воздухораспределительное устройство , а термостат выполнен с отверсти ми дл  отвода гор чего воздуха, причем гор чий конец вихревой трубы помещен в термостат, холодный соеди- J5 нен с конденсатором, воздухораспределительное устройство присоединено к входу линии гор чего воздуха и установлено в непосредственной близости от теплообменника.a damping valve connected by its inlet to the outlet of the regulator and installed on the hot air line, the heat exchanger of the sample being analyzed, characterized in that, in order to increase accuracy and energy efficiency, it additionally contains a vortex tube, Q and an air distribution device, and a thermostat made with openings for evacuating hot air, the hot end of the vortex tube placed in a thermostat, cold connected to J5 with a condenser, an air distributor attached to the inlet line hot air and installed in close proximity to the heat exchanger.

Claims (1)

Φ*ό Р'мула изобретения Газоаналитическое устройство с системой пробоподготовки, содержащее конденсатор, помещенные в термостат измерительный преобразователь состава газов, линию горячего воздуха, систему термостабилизации, состоящую из датчика температуры, выход которого соединен с регулятором, ре гулирующего клапана, соединенного своим входом с выходом регулятора и установленного на линии горячего воз духа, теплообменник анализируемой ^J пробы, о тлич ающе е с я тем, что, с целью повышения точности и энергетической эффективности, оно дополнительно содержит вихревую тру10 бу и воздухораспределительное устрой ство, а термостат выполнен с отверстиями для отвода горячего воздуха, причем горячий конец вихревой трубы помещен в термостат, холодный соеди15 нен с конденсатором, воздухораспределительное устройство присоединено к входу линии горячего воздуха и установлено в непосредственной близости от теплообменника.Φ * ό R'mula of the invention A gas analytic device with a sample preparation system containing a capacitor, a gas composition measuring transducer placed in a thermostat, a hot air line, a thermal stabilization system consisting of a temperature sensor, the output of which is connected to a regulator, and a control valve connected to its input with output controller and an on-line hot WHO spirit exchanger analyzed sample ^J of difference ga me ayusche I e with the fact that, in order to increase the accuracy and energy efficiency, it d additionally contains a vortex tube 10 and an air distribution device, and the thermostat is made with holes for exhausting hot air, the hot end of the vortex pipe being placed in a thermostat, the cold end connected to a condenser, the air distribution device connected to the inlet of the hot air line and installed in the immediate vicinity of the heat exchanger .