RU2097739C1

RU2097739C1 - Analyzer of solid particles in stream of gas

Info

Publication number: RU2097739C1
Application number: RU95104061A
Authority: RU
Inventors: Ю.Г. Володин; А.Н. Толмачев
Original assignee: Конструкторское Бюро Общего Машиностроения
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 1997-11-27
Also published as: RU95104061A

Abstract

FIELD: testing cleanness of gases with use of filters. SUBSTANCE: ANALYZER of solid particles in stream of gas includes inlet gas line 1, cyclone 2, filter 3, by-pass line 4, rotameter 5, outlet gas line 6, filter 7 and rotameter 8. EFFECT: increased functional efficiency of ANALYZER. 1 dwg

Description

Изобретение относится к контролю чистоты газов с использованием фильтров, в частности к оперативному контролю концентрации твердых частиц в потоке газа. The invention relates to the control of gas purity using filters, in particular to the operational control of the concentration of solid particles in a gas stream.

Известные анализаторы твердых частиц в потоке газа с использованием фильтров не обеспечивают достаточно быстрого контроля содержания твердых частиц в потоке газа, что существенно ограничивает область их применения. Known analyzers of solid particles in a gas stream using filters do not provide sufficiently fast control of the content of solid particles in a gas stream, which significantly limits their scope.

Известен анализатор твердых частиц в потоке газа, содержащий газовую магистраль, фильтр и детектор запыленности, выполненный в виде датчика давления, установленного в газовой магистрали за фильтром (патент Англии N 1243182, кл. B 01 D 35/14, заявл. 1968)
Недостаток этого анализатора заключается в длительности контроля, так как для заметного изменения давления газа требуется осаждение на фильтре достаточно большого количества твердых частиц.A known analyzer of solid particles in a gas stream containing a gas line, a filter and a dust detector, made in the form of a pressure sensor installed in the gas line behind the filter (England patent N 1243182, CL B 01 D 35/14, application. 1968)
The disadvantage of this analyzer is the duration of the control, since a noticeable change in gas pressure requires the deposition of a sufficiently large amount of solid particles on the filter.

Известен анализатор твердых частиц в потоке газа, содержащий газовую магистраль, фильтр и детектор запыленности, выполненный в виде двух датчиков давления, подключенных к дифференциальному манометру (патент ЧССР N 148367, кл. G 01 G 11/14, заявл. 1969)
Недостаток данного анализатора также длительность контроля, поскольку сопротивление "чистого" фильтра потоку газа величина постоянная, поэтому заметный перепад давлений до и после фильтра может быть достигнут только при осаждении на фильтре достаточно большого количества твердых частиц.A known analyzer of solid particles in a gas stream containing a gas line, a filter and a dust detector, made in the form of two pressure sensors connected to a differential pressure gauge (Czechoslovak patent N 148367, CL G 01 G 11/14, application. 1969)
The disadvantage of this analyzer is also the duration of the control, since the resistance of the "clean" filter to the gas flow is constant, therefore, a noticeable pressure drop before and after the filter can only be achieved by depositing a sufficiently large amount of solid particles on the filter.

Наиболее близким к изобретению является анализатор твердых частиц в потоке газа, содержащий газовую магистраль, фильтр и детектор запыленности в виде расходомера (патент ФРГ N 1900767, кл. G 01 N 15/06, заявл. 1969). Closest to the invention is an analyzer of solid particles in a gas stream containing a gas line, a filter and a dust detector in the form of a flow meter (German patent N 1900767, CL G 01 N 15/06, decl. 1969).

Этот анализатор также не позволяет существенно сократить время контроля, так как заметное изменение расхода газа происходит только в случае осаждения на фильтре достаточно большого количества твердых частиц. This analyzer also does not significantly reduce the monitoring time, since a noticeable change in gas flow occurs only in the case of deposition of a sufficiently large amount of solid particles on the filter.

Результат изобретения сокращение времени контроля содержания твердых частиц в потоке газа. Требуемый результат достигается тем, что в предлагаемом анализаторе твердых частиц в потоке газа, содержащем газовую магистраль, фильтр и детектор запыленности в виде расходомера, газовая магистраль снабжена циклоном с фильтром, установленным в его нижней части, и байпасной линией с расходомером, соединяющей нижнюю часть циклона с выходом газовой магистрали. The result of the invention is the reduction of the time for monitoring the solids content in the gas stream. The desired result is achieved in that in the proposed analyzer of solid particles in a gas stream containing a gas line, a filter and a dust detector in the form of a flow meter, the gas line is equipped with a cyclone with a filter installed in its lower part, and a bypass line with a flow meter connecting the lower part of the cyclone with the exit of the gas pipeline.

Сущность изобретения и его отличительные от прототипа признаки заключаются в том, что в анализаторе твердых частиц в потоке газа, содержащем газовую магистраль, фильтр и детектор запыленности в виде расходомера, газовая магистраль снабжена циклоном с фильтром, установленным в его нижней части, и байпасной линией с расходомером, соединяющей нижнюю часть циклона с выходом газовой магистрали. The essence of the invention and its distinguishing features from the prototype are that in the analyzer of solid particles in a gas stream containing a gas line, a filter and a dust detector in the form of a flow meter, the gas line is equipped with a cyclone with a filter installed in its lower part, and a bypass line with a flowmeter connecting the bottom of the cyclone to the gas outlet.

Возможность решения поставленной задачи заключается в том, что предлагаемая конструкция анализатора твердых частиц в потоке газа позволяет осаждать до 90% твердых частиц, содержащихся в потоке газа, на дополнительном фильтре, установленным в нижней части циклона и имеющим в десятки раз меньшую площадь по сравнению с основным. В результате этого многократно сокращается время, необходимое для контроля концентрации твердых частиц в потоке газа с помощью расходомера, установленного в байпасной линии. The possibility of solving the problem lies in the fact that the proposed design of the analyzer of solid particles in the gas stream allows you to precipitate up to 90% of the solid particles contained in the gas stream on an additional filter installed in the lower part of the cyclone and having tens of times smaller area compared to the main . As a result of this, the time required to control the concentration of solid particles in the gas stream is repeatedly reduced with the help of a flow meter installed in the bypass line.

Авторам не известны технические решения (существенные признаки), приведенные в отличительной части формулы изобретения. The authors are not aware of the technical solutions (essential features) given in the characterizing part of the claims.

Вариант практической реализации предлагаемого анализатора твердых частиц в потоке газа приведен на чертеже. A variant of the practical implementation of the proposed analyzer of solid particles in a gas stream is shown in the drawing.

Анализатор твердых частиц в потоке газа включает входную газовую магистраль 1, соединенную посредством тангенциального входа (не показан) с циклоном 2, в нижней части которого установлен фильтр 3, байпасную линию 4 с расположенным на ней ротаметром (расходомером) 5, выходную газовую магистраль 6 с установленным на ней фильтром 7 и ротаметром (расходомером) 8. Диаметр условного прохода байпасной магистрали 4 и, соответственно, фильтра 3 в несколько раз (например, в 5 раз) меньше диаметра условного прохода входной (и выходной) газовой магистрали и, соответственно, фильтра 7. The analyzer of solid particles in the gas stream includes an inlet gas line 1 connected via a tangential inlet (not shown) to a cyclone 2, in the lower part of which a filter 3 is installed, a bypass line 4 with a rotameter (flow meter) 5 located on it, and an outlet gas line 6 s a filter 7 installed on it and a rotameter (flowmeter) 8. The diameter of the conditional passage of the bypass line 4 and, accordingly, the filter 3 is several times (for example, 5 times) less than the diameter of the conditional passage of the input (and output) gas line and, with filter 7, respectively.

Анализатор твердых частиц в потоке газа работает следующим образом. The analyzer of solid particles in a gas stream operates as follows.

Поток газа, содержащий твердые частицы, через входную газовую магистраль 1 тангенциально поступает в циклон 2 и, закручиваясь, спиралеобразно обтекает внутреннюю поверхность циклона 2. При этом до 90% твердых частиц, содержащихся в анализируемом газе, под воздействием инерционных сил осаждается в нижней части циклона 2 (на фильтре 3). В нижней части циклона 2 происходит разделение анализируемого газа на два потока. Первый поток, перемещаясь по центральной части циклона 2 вверх, поступает в выходную газовую магистраль 6 и далее через фильтр 7 и ротаметр 8 к потребителю. Второй поток через фильтр 3 по байпасной линии 4 с ротаметром 5 также поступает в выходную газовую магистраль 6, где соединяется с первым потоком. При этом основная масса твердых частиц, содержащихся в анализируемом газе, осаждается на фильтре 3, имеющем в несколько раз меньший диаметр по сравнению с диаметром фильтра 7, в результате чего расход газа через байпасную линию 4 многократно уменьшается, что контролируется с помощью ротаметра 5. Поскольку на фильтре 3, имеющем многократно меньшую площадь, осаждается до 90% твердых частиц за одно и тоже время, то и время контроля многократно сокращается. Таким образом, при относительно малом расходе газа через байпасную магистраль достигается максимальное количество осажденных частиц. При этом имеет место дополнительный положительный эффект гидравлическое сопротивление потоку газа в магистрали практически не изменяется. A gas stream containing solid particles passes tangentially into cyclone 2 through an inlet gas line 1 and, twisting, spirals around the inner surface of cyclone 2. In this case, up to 90% of the solid particles contained in the analyzed gas are deposited in the lower part of the cyclone 2 (on filter 3). In the lower part of cyclone 2 there is a separation of the analyzed gas into two streams. The first stream, moving upward along the central part of the cyclone 2, enters the outlet gas line 6 and then through the filter 7 and rotameter 8 to the consumer. The second stream through the filter 3 through the bypass line 4 with the rotameter 5 also enters the outlet gas line 6, where it is connected to the first stream. In this case, the bulk of the solid particles contained in the analyzed gas is deposited on the filter 3, which is several times smaller in diameter compared to the diameter of the filter 7, as a result of which the gas flow through the bypass line 4 is many times reduced, which is controlled by the rotameter 5. Since up to 90% of solid particles are deposited on the filter 3, which has a much smaller area, at the same time, then the monitoring time is many times reduced. Thus, with a relatively low gas flow through the bypass line, the maximum amount of deposited particles is achieved. In this case, an additional positive effect takes place: the hydraulic resistance to the gas flow in the line practically does not change.

Пример. Полагаем, что диаметр фильтра 7 равен 100 мм, а диаметр фильтра 3 20 мм. В этом случае отношение площадей фильтров 3 и 7 равно 0,04. Принимая, что на фильтре 3 осаждается 90% твердых частиц, содержащихся в анализируемом газе, получаем, что эффективное накопление твердых частиц на фильтре 3 происходит в 22,5 раза быстрее, чем на фильтре 7. Соответственно этому в 22,5 раза сокращается время, необходимое для контроля концентрации твердых частиц в анализируемом газе. Example. We believe that the diameter of the filter 7 is 100 mm, and the diameter of the filter 3 is 20 mm. In this case, the ratio of the area of the filters 3 and 7 is 0.04. Assuming that 90% of the solid particles contained in the analyzed gas are deposited on filter 3, we find that the effective accumulation of solid particles on filter 3 occurs 22.5 times faster than on filter 7. Accordingly, this reduces the time by 22.5 times, necessary to control the concentration of solid particles in the analyzed gas.

Отметим, что при необходимости фильтры 3 и 7 с осевшими твердыми частицами могут быть направлены на анализ. Note that, if necessary, filters 3 and 7 with settled solid particles can be sent for analysis.

Экономическую эффективность от использования предлагаемого анализатора твердых частиц в потоке газа подсчитать в настоящее время не представляется возможным. The economic efficiency of using the proposed analyzer of solid particles in a gas stream is currently not possible to calculate.

Claims

The analyzer of solid particles in a gas stream containing a gas line, a filter and a dust detector in the form of a flow meter, characterized in that the gas line is equipped with a cyclone with a filter installed in its lower part and a bypass line with a flow meter connecting the lower part of the cyclone to the gas line outlet.