многоточечное устройство для отбора газовых проб

Формула изобретения

1. МНОГОТОЧЕЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ГАЗОВЫХ ПРОБ, содержащее линию пробоотборника, соединяющую объекты пробоотбора с контрольно-аналитической аппаратурой, байпасную линию, шунтирующую линию пробоотбора, установленные на линии пробоотбора побудитель расхода, блок регулирования давления и распределители потоков, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения представительности пробы, устройство снабжено заполненной теплоносителем линией термостатирования с нагревателями, охладителями и теплообменниками, линией нагнетания с индивидуальным побудителем расхода и распределителями потоков, линией разгерметизации для соединения объектов пробоотбора с внешней средой, имеющей блоки малых и больших тарированных утечек, распределители потоков и датчик контроля давления, при этом распределители потоков линий пробоотбора, нагнетания и разгерметизации объединены в блок коммутации, а линии пробоотбора, термостатирования, байпасная линия, линии нагнетания и разгерметизации объединены в функциональный блок, причем линия пробоотбора снабжена приборами контроля температуры и влажности и датчиком перепада давления и находится в тепловом контакте с линией термостатирования, при этом устройство снабжено источниками газа, с которыми соединены объекты пробоотбора через блок коммутации посредством линии нагнетания, замыкающей на объекты пробоотбора через блок коммутации линию пробоотбора, а блок регулирования давления и датчик перепада давления линии пробоотбора электрически связаны между собой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения работы устройства при давлениях контролируемого газа ниже атмосферного, в качестве побудителя расхода в линии пробоотбора применен двухступенчатый вакуум-насос, снабженный разделительной мембраной.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности замера утечек, в качестве блока малых тарированных утечек использован блок регулирования давления линии пробоотбора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам для определения свойств газа, а точнее к устройствам для отбора проб материала в газообразном состоянии.

Известно устройство для отбора и анализа дымового газа, содержащее линию пробоотбора, включающую побудитель расхода и соединяющую объект пробоотбора с контрольно-аналитической аппаратурой; распределители потоков, теплообменник с нагревателем и приборы для контроля температуры и влажности.

Это устройство осушает газ в теплообменнике, где уносится влага, а с ней и часть примесей, в результате чего снижается представительность пробы, кроме того, такое устройство не приспособлено работать при давлениях контрольного газа ниже атмосферного.

Известно также многоточечное устройство для отбора газовых проб, содержащее линию пробоотбора, соединяющую объекты пробоотбора с контрольно-аналитической аппаратурой, байпасную линию, шунтирующую линию пробоотбора, установленные на линии пробоотбора побудитель расхода, блок регулирования давления и распределители потоков.

Однако функциональные возможности этого устройства недостаточно широки и не вполне решена проблема представительности пробы из-за сохранения сорбции и десорбции газа, ограниченной эжекционной продувки и непосредственного сообщения линии пробоотбора с внешней средой во время продувки и пробоотбора.

Технический результат изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства и повышении представительности пробы.

Для достижения указанного технического результата многоточечное устройство для отбора газовых проб, содержащее линию пробоотбора, соединяющую объекты пробоотбора с контрольно-аналитической аппаратурой, байпасную линию, шунтирующую линию пробоотбора, установленные на линии пробоотбора побудитель расхода, блок регулирования давления и распределители потоков, согласно изобретению, снабжено заполненной теплоносителем линией термостатирования с нагревателями, охладителями и теплообменниками, линией нагнетания с индивидуальным побудителем расхода и распределителями потоков, линией разгерметизации для соединения объектов пробоотбора с внешней средой, имеющей блоки малых и больших тарированных утечек, распределители потоков и датчик контроля давления, при этом распределители потоков линий пробоотбора, нагнетания и разгерметизации объединены в блок коммутации, а линии пробоотбора, термостатирования, байпасная линия, линии нагнетания и разгерметизации объединены в функциональный блок, причем линия пробоотбора снабжена приборами контроля температуры и влажности и датчиком перепада давления и находится в тепловом контакте с линией термостатирования, при этом устройство снабжено источниками газа, с которыми соединены объекты пробоотбора через блок коммутации посредством линии нагнетания, замыкающей на объекты пробоотбора через блок коммутации линию пробоотбора, а блок регулирования давления и датчик перепада давления линии пробоотбора электрически связаны между собой.

Для обеспечения работы устройства при давлениях контролируемого газа ниже атмосферного в качестве побудителя расхода в линии пробоотбора применен двухступенчатый вакуум-насос, снабженный разделительной мембраной.

Для повышения точности замера утечек, в качестве блока малых тарированных утечек использован блок регулирования давления линии пробоотбора.

На фиг.1 дана пневмогидравлическая схема устройства в целом; на фиг.2 - схема блока коммутации; на фиг.3 - схема функционального блока.

Многоточечное устройство для отбора газовых проб содержит объекты 1 пробоотбора, которые размещены в гермоотсеках 2 и 3 и шлюзовых камерах 4, находятся в барокамере 5 и через блоки коммутации 6 соединены линиями трубопроводов с функциональными блоками 7, оснащенными контрольно-аналитической аппаратурой 8.

Блок коммутации 6 объединяет распределители потоков нескольких линий. Так, например, проходящая через блок коммутации 6 линия пробоотбора 9 содержит объединенные в блоке коммутации 6 распределители потоков 10 и 11. Линия термостатирования 12 проходит также через блок коммутации 6; этой линии принадлежат теплообменники 13, нагреватели 14 и охладители 15. Далее, через блок коммутации проходит линия нагнетания 16 и принадлежащие ей распределители потоков 17 и 18 объединены в этом блоке. Линии разгерметизации 19, служащей для соединения объектов пробоотбора с внешней средой, принадлежат распределители потоков 20 и 21. Линии контроля давления 22 принадлежат распределители потоков 23 и 24. В этой линии также имеются индикаторы абсолютного давления 25 и 26. Как было указано выше, распределители потоков перечисленных линий объединены в общий блок коммутации 6.

Линия нагнетания 16 и линия разгерметизации 19 сходятся в одну линию, которая в свою очередь, разветвляется на две линии 27 (1) и 27 (2), которые являются линиями индивидуального наддува объектов 1 пробоотбора. К каждой линии 27 подсоединена своя линия 28 аварийного наддува. В упомянутой ранее функциональный блок 7 объединены: линия пробоотбора 9 с принадлежащей ей распределительной гребенкой 29, блоком 30 побудителя расхода, распределителями потоков 31-38, блоком 39 малых тарированных утечек, выполненного в виде блока регулирования давления, фильтром 40, датчиком 41 перепада давления, измерительным устройством 42, включающим приборы контроля температуры и влажности, и расходными шайбами 43 и 44; линия термостатирования 12; байпасная линия 45 с распределителем потока 46; далее - линия нагнетания 16 с принадлежащими ей распределительной гребенкой 47, индивидуальным побудителем расхода 48 и распределителями потоков 49 и 50; и, наконец, этот блок объединяет и линию разгерметизации 19 с принадлежащими ей распределительной гребенкой 51, блоком малых тарированных утечек 39, блоком 52 больших тарированных утечек, датчиками контроля давления 53 и 54 и распределителями потоков 55-58. Используемая в устройстве контрольно-аналитическая аппаратура 8 представлена газоанализатором 59 с безвозвратным отбором проб. Кроме этого, в качестве контрольно-аналитической аппаратуры может быть использован пылесборник, анализатор вредных примесей и газоанализатор с самостоятельным побудителем расхода.

Упомянутый ранее блок побудителя расхода 30 состоит из вакуумного насоса 60, снабженного разделительной мембраной 61, и соединительных трубопроводов 62.

Блок 39 малых тарированных утечек, выполненный как блок регулирования давления (39), состоит из дросселя 63 и расходомера 64 и имеет электрическую связь 65 с датчиком 41 перепада давления.

Блок 52 больших тарированных утечек состоит из дросселя 66 и расходомера 67.

Измерительное устройство 42 представляет собой блок из двух элементов: прибора для измерения влажности 68 и датчика температуры 69.

Кроме того, в устройстве существуют внутренние взаимосвязи. Так, упомянутая ранее байпасная линия 45 шунтирует линию пробоотбора 9.

Линия термостатирования 12 заполнена теплоносителем и находится в тепловом контакте с линией пробоотбора 9.

Устройство имеет источники газа (не показаны), которые подсоединены к объектам пробоотбора 1 через блок коммутации 6 посредством линии нагнетания 16 со стороны распределителя потока 50. Линия нагнетания 16 замыкает линию пробоотбора 9 на объекты пробоотбора 1 через блок коммутации.

Устройство работает следующим образом. Являясь многоцелевым, оно использует в каждом отдельном случае соответствующий набор функциональных элементов. При отборе на пыль и вредные примеси используются распределители потоков 10, 11, 17, 18, 31, 32, 34 и 55 и блок побудителя расхода 30 с подключением пылесборника и/или анализатора вредных примесей (на фиг.3 не показаны). При пробоотборе на основные газы (О₂, СО₂, N₂) используются распределители потоков 10, 11, 17, 18, 33, 34, 35 и 36, блок 30 побудителя расхода, газоанализатор 59, а также блок 39 регулирования давления, датчик 41 перепада давления и расходная шайба 44. Устройство позволяет производить продувку линии пробоотбора через распределители потоков 10, 11, 17, 18, 33, 46, 49 и побудитель расхода 48. Если требуется осуществить наддув в объект 1 пробоотбора, включают в работу побудитель расхода 48 и используют распределители потоков 17, 18, 23, 24 и 50 с подключением источников газа (не показаны). При разгерметизации объекта 1 пробоотбора через блок 39 малых тарированных утечек или блок 52 больших тарированных утечек, каждый из этих блоков настраивают на заданную утечку и используют для контроля датчики давления 54 и/или 53. В первом случае включаются распределители потоков 17, 18, 55, 57 и 58, а во втором - 20, 21, 56, 57 и 58. Для тарирования недопустимо больших утечек включается система аварийного наддува (не показана), подключенная к линиям 28 аварийного наддува, а из распределителей потоков используют 23 и 24.