Разбавитель аэрозоля для пылемеров

Разбавитель аэрозоля для пылемеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РАЗБАВИТЕЛЬ АЭРОЗОЛЯ ДЛЯ ПЬШЕМЕРОВ, содержащий трубопровод аэрозоля и трубопровод газа-разбавителя , в который помещен аэрозольный фильтр, отличающийся тем, что, с целью расширения диапа-. зона значений коэффициента разбавления аэрозоля при сохранении гидродинамического сопротивления трубопровода и дисперс1 ого состава исходного аэрозоля, трубопровод аэрозоля и трубопровод газа-разбавителя выполнены в виде взаимно пересекающихся каналов, именмдих одинаковую форму и размеры проходного сечения в зоне их пересечения, при этом разбавитель снабжен циркуляционным насосом и расходомером , установленными в трубопроводе газа-разбавителя последовательно |по потоку перед фильтром, и задатчиком коэффициента разбавления и блоком сравнения, первьй вход которого подключен к выходу расходомера, второй вход - к задатчику коэффициента разбавления, а выход - к циркуX ) ляционному насосу. -4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19> (И), ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3533019/23-26 (22) 07.01.83 (46) 30.03.84. Бюл. Р 12 (72) А.И.Дормидонов, Б.Ю.Кольцов, И.И.Леонов, Б.И.Попов и С.А.Ганичев (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 66.012-52(088.8) (56) 1. Liu В.Q.Н. Aегоsol instrumentation: Generation, Standarts

Measurement Technigues and Data

Reduction.-"Staub Reinhalt Luft", 1978, 39, У 2, р. 43-45.

2. Авторское свидетельство СССР

У 808111, кл. В 01 F 3/02, 1979.

3. Гольдман Б.М., Анкилов А.Н., Куценогий К.П. Экспериментальное исследование характеристик разбавителя для аэрозолей.-"Колоидный . журнал", 1980, т. 42, вып. 3, с. 539-542. (54) (57) РАЗБАВИТЕЛЬ АЭРОЗОЛЯ ДЛЯ

ПЬШЕМЕРОВ, содержащий трубопровод

3(Я) B 01 F 3/02, С 05 D 27/рр аэрозоля и трубопровод газа-разбавителя, в который помещен аэрозольный фильтр, отличающийся тем, что, с целью расширения диапа-. зона значений коэффициента разбавле- ния аэрозоля при сохранении гидродинамического сопротивления трубопровода и дисперсного состава исходного аэрозоля, трубопровод аэрозоля и трубопровод газа-разбавителя выпол- нены в виде взаимно пересекающихся каналов, имеющих одинаковую форму и размеры проходного сечения в зоне их пересечения, при этом разбавитель снабжен циркуляционным насосом и рас. ходомером, установленными в трубопроводе газа-разбавителя последовательно!по потоку перед фильтром, и задатчиком коэффициента разбавления и блоком сравнения, первый вход которого подключен к выходу расходомера, второй вход — к задатчику коэффициента разбавления, а выход — к циркуляционному насосу. (082471

35

Разбавитель позволяет обеспечить широкий диапазон значений коэффици- 55 ента разбавления путем изменения гидродинамического сопротивления перепускного канала. Изменение гидИзобретение относится к устройствам для приготовления аэрозольных смесей, а именно к разбавителям аэрозоля, и может быть использовано для расширения диапазона измерения 5 пылемеров, применяемых при технологических измерениях в промышленности, при исследованиях атмосферного аэрозоля, в медицине и сельском хозяйстве.

Известен разбавитель аэрозолей для пылемеров, содержащий трубопровод аэрозоля, в котором последовательно по потоку расположены камера для зарядки аэрозольных частиц и конденсатор. В электрическом поле ,конденсатора осаждаются заряженные аэрозольные частицы из потока, имеющие наибольшую электрическую подвижность. Таким образом происходит 20 изменение концентрации исходного аэроэопя за счет удаления из потока части фракций аэрозольных частиц, При увеличении напряженности электрического поля в конденсаторе увеличи- 25 вается осаждение и уменьшается концентрация частиц в потоке. Это позволяет получить в разбавителе широкий диапазон значений коэффициента разбавления. Разбавитель имеет малое гидродинамическое сопротивление P)

Однако при разбавлении искажается спектр исходного распределения частиц bio размерам вследствие зависимости электрической подвижности аэрозольных частиц от их размера, что не позволяет использовать разбавитель при измерении параметров полидисперсного аэрозоля.

Известен также разбавитель аэро- 40 золей, содержащий трубопровод аэрозоля, разделенный на два канала, в которых последовательно по потоку установлены аэрозольные фильтры и сужающие элементы например диафраг 45 мы, а также перепускной канал с установленным в нем управляемым краном, соединяющий первый канал трубопровода до фильтра с вторым каналом трубопровода после фильтра, а кран подключен к блоку сравнения, связанному входами с датчиками перепада давлений на сужающих элементах. родинамического сопротивления дости" гается изменением проходного сечения, перепускного канала с помощью крана.

При этом изменяется расход исходного аэрозоля, протекающего через канал, и,следовательно, соотношение расходов аэрозоля и отфильтрованного газа, т.е. коэффициент Разбавления. Разбавитель изменяет спектр распределения исходного аэрозоля в меньшей степени, чем при использовании электрического фильтра (2) .

Однако разбавитель имеет ряд недостатков, ограничивающих возможности его применения для расширения диапазона измерения пылемеров. В известном разбавителе во всем диапазоне коэффициентов разбавления имеют место искажения дисперсного состава, вызванные инерционным и диффузионным осаждением частиц в сужениях трубопровода и в кране перепускного канала, а также несоблюдением условий изокинетичности течения аэрозоля в разбавителе. Высокое сопротивление разбавителя обусловлено наличием сужений и фильтров в трубопроводах.

Поскольку оно зависит от положения крана в перепускном канале и времени накопления частиц на фильтре, то изменяется во времени, т.е. не позволяет обеспечить постоянство расхода через разбавитель и подключенный к нему пылемер, что приводит к ошибкам измерения концентрации пылемером.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является разбавитель аэрозолей для пылемеров, содержащий трубопровод аэрозолей и трубопровод газа-разбавителя, в котором установлен аэрозольный фильтр. При этом устройство содержит калиброванный капилляр, установленный в трубопроводе аэрозоля, трубопровод газа-разбавителя выполнен в виде канала, параллельного капилляру, причем последовательно с фильтром в этом канале установлено переменное гидродинамическое сопротивление, например диафрагма, а суммарный перепад давления на капилляре и параллельном канале измеряется манометром. По мере осаждения аэрозоля на фильтре происходит увеличение его сопротивления, которое измеряется манометром

1082471 и компенсируется уменьшением переменного сопротивления в ободном канале.

Таким образом, осуществляется стабилизация расходов через разбавитель и коэффициента разбавления, так как соотношение гидродинамических сопротивлений канала и фильтра поддерживается постоянным. Условия изокинетичности течения аэрозоля, т.е. условия обеспечения одинаковой ско- 10 рости течения потока через капилляр и остальную часть трубопровода аэрозоля, задаются выбором диаметра капилляра для определенного коэффици-. ента разбавления (3) .

t5

Недостатком указанного разбавителя аэрозолей для приборов аэрозоль" ного контроля является невозможностьполучения широкого диапазона значе— ний коэффициента разбавления без 20 нарушения дисперсного состава исходного аэрозоля и повышения гидродинамического сопротивления трубопровода аэрозоля. Трубопровод аэрозоля имеет сужение (капилляр), обусловливающее 25 повышение сопротивления канала. Заданный диаметр капилляра позволяет получить лишь одно значение коэффициента разбавления при котором сохраняется постоянная по величине скорость течения через трубопровод аэрозоля. Теоретический расчет и экспериментальный подбор характеристик данного разбавителя сложен и трудоемок. Высокое гидродинамическое

35 сопротивление разбавителя, подключенного на вход пылемера, может привести к изменению расхода через прибор и дополнительным погрешностям измерения, а также не позволяет использо- 40 вать его для пылемеров с маломощными побудителями расхода.

Цель изобретения — расширение диапазона значений коэффициента разбавления при сохранении гидроди-. 45 намического сопротивления трубопровода и дисперсного состава исходного состава исходного аэрозоля.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем трубо- 50 провод аэрозоля и трубопровод газаразбавителя, в который помещен аэрозольный фильтр, трубопровод аэрозоля и трубопровод газа †разбавителя выполнены в виде в взаимно пере- 55 секающихся каналов, имеющих одинаковую форму и размеры проходного сече. ния в зоне их пересечения, причем разбавитель снабжен циркуляционным насосом и расходомером, установленными в трубопроводе газа-разбавителя последовательно по потоку перед фильтром, а также задатчиком коэффициента разбавления и блоком сравнения, первый вход которого подключен к выходу расходомера, второй вход — к задатчику коэффициента разбавления, а выход — к циркуляционному насосу.

На чертеже представлена блоксхема разбавителя аэрозолей для пылемеров.

Разбавитель содержит вертикально расположенный трубопровод 1 аэрозоля и трубопровод 2 газа-разбавителя, в котором установлен аэрозольный фильтр 3. Выход трубопровода 1 соединен с воздухозаборным отверстием пылемера, а вход сообщается с объемом измеряемого аэрозоля, в частном случае с атмосферой. Каналы трубопроводов 1 и 2 взаимно пересекаются, например, под прямым углом. В зоне пересечения каналы трубопроводов 1 и 2 имеют одинаковые размеры и форму проходного сечения. Сечение трубопроводов 1 и 2 выбирается рав- . ным входному сечению пылемера. В качестве фильтра 3 могут использоваться тканевые фильтры, электрофильтры, их комбинация. Перед фильтром 3 последовательно по потоку установлены циркуляционный насос 4 и расходомер 5, в частном случае тахометрический. Выход расходомера 5 подключен к одному из входов блока 6 сравнения, другой вход которого. подключен к задатчику 7 коэффициента разбавления. В качестве блока 6 сравнени может быть использован дифференциальный усилитель, а в качестве задатчика 7 — источник управляемого напряжения. В этом случае выход блока 6 сравнения подключен к управляющей обмотке электродвигателя циркуляционного насоса 4.

Разбавитель работает следующим образом.

При. выключенном циркуляционном насосе 4 через трубопровод 1 весь поток аэрозоля поступает на вход пылемера. При сечении трубопровода 1, равном входному сечению воздухозаборного отверстия пылемера, полностью сохраняются условия изокинетичности течения аэрозоля по каналу,.

1082471 т.е. скорость течения, условия пробоотбора, концентрация, дисперсный состав аэрозоля не отличаются от таковых без разбавителя. При включении циркуляционного насоса 4 5 часть потока аэрозоля отсасывается в канал трубопровода 2 отфильтрованного rasa, проходит через циркуляционный насос 4, расходомер 5 и аэрозольный фильтр 3, где газ практически полностью очищается от аэрозольньж частиц. Чистый газ из трубопровода 2 поступает в выходную часть трубопровода 1.

Поскольку объем аэрозоля, отобран- 1 ного из трубопровода 1, равен объему отфильтрованного rasa, вновь поступившего.в трубопровод 1, любые изменения расхбда в трубопроводе 2 не вызывают изменений расхода в трубопроводе 1, т.е. введение пересекающего канала с независимым побудителем расхода (насосом 4) не изменяет сопротивления трубопровода 1.

При увеличении концентрации исходного аэрозоля для сохранения прежнего значения концентрации аэрозоля на входе пылемера необходимо увеличить коэффициент разбавления, что достигается увеличением расхода 30 в трубопроводе 2. При равенстве проходных сечений трубопроводов 1 и 2 и их идентичной форме достигаются наибольшие значения коэффициентов разбавления. 35

Поскольку практически все известные типы пылемеров работают при постоянной объемной скорости пробоотбора, стабилизация коэффициента разбавления обеспечивается стабили- 40 зацией расхода в трубопроводе 2. Для этого с помощью задатчика 7 на входе блока 6 сравнения устанавливается потенциал, соответствующий заданному коэффициенту разбавления. Сигнал с расходомера 5 сравнивается с установленным значением. При изменении расхода в трубопроводе 2, например, вследствие изменения сопротивления фильтра 3 на выходе блока 6 сравнения возникает сигнал рассогласования, изменяющий производительность циркуляционного насоса 4.

Таким образом, поддерживается стабильный расход в трубопроводе 2 при заданном коэффициенте разбавления. Последовательное по потоку расположение насоса 4, расходомера 5 и фильтра 3 позволяет исключить появление в выходной части трубопровода 2 посторонних частиц, образование которых возможно при перемещении подвижных частей насоса 4 и расходомера 5. Искажения дисперсного состава вследствие седиментации частиц в разбавителе исключаются вертикальным расположением трубопровода 1, а инерционные — отсутствием в канале трубопровода 1 выступающих частей и ограничением скоростей потоков.

Таким образом, диапазон изменения коэффициента разбавления определяется соотношением расходов двух независимых потоков и ограничен практически точностью стабилизации расхода, сохраняется гидродинамическое сопротивление трубопровода аэрозоля и постоянное значение составляющей скорости неразбавленного потока аэрозоля вдоль трубопровода, изменение которой является одной из причин искажения дисперсного состава.

1082471

Осхадиь!й аэрозоль

Составитель Б. Долотин

Редактор С. Пекарь ТехредС.Легеза Корректор 0 ° Билак

Заказ 1616/7 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4