恆流恆壓液流調節裝置的製作方法

2023-08-10 00:09:26

專利名稱：恆流恆壓液流調節裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種保持液流在恆流和恆壓的方法和設備，具體涉及一種為化學監測器提供恆流恆壓而同時消除了由壓力和液流控制系統造成的試樣液流浪費或損失的系統。
高純水的取樣系統必須要進行精心設計，以便能夠取得和分析具有代表性的試樣。取樣系統典型地包括需要恆流和恆壓的液體監測器或分析器，從而保持試樣的準確性。要求恆定流速的取樣系統的例子可以在美國專利NO4472354和本申請發明人提出的題為「化學監測器系統」的西屋公司專利申請(西屋公司文件NO53896)中找到。如果在這樣一種系統中液流不恆定，則在試樣管道中的細粒沉積物便會受到攪動並被帶到試樣管道的末端，形成不具代表性的脈衝。沉積物的攪動還會改變可溶性雜質的濃度，因為眾所周知，普通微粒沉積物具有離子交換特性。對取樣系統的第二個重要要求是能為監測器提供恆定的輸出壓力。由於流速的變化，監測器也會容易產生不穩定的響應變化。有些商店裡賣的監測器利用調節針閥的方法來控制液流，這種方法不能補償入口壓力的變化。
先有技術採用兩種方法來對付這些問題。第一種辦法是設法使恆定液流通過監測器，而在監測器停止使用時容許液流變化。這可以利用監測器20的針閥來實現，並導致在使受到擾動的那些液體流過監測器的同時需要給系統提供很長的穩定時間。在這一期間的監測數據是不可靠的。第二種辦法是提供一種如

圖1所示的恆定液位差系統。液體源10的液體經過管道系統12流到監測器20，管道系統12包括一段液位差管道14，該液位差管道在高於通向監測器20的試樣管道入口的特定高度18處具有一個通向大氣的出口16。過量的試樣溶液從出口16流出並通過排液裝置22除去，所以在這個系統上施加的壓力是有限的。為了達到15磅/平方英寸的壓力，要求管道14約高30英尺。這種系統可在液流相當恆定的情況提供恆定的壓力，但是浪費試樣液體。這種系統依靠監測器的針閥來調節壓力變化。如果監測器20沒有針閥，則試樣由於液流偏差而產生誤差。從出口16流出的液體暴露於空氣，因而液體受到汙染，使液體不能回送到液源10。高純水很昂貴，這樣的系統浪費了寶貴的液體。
如上述有關申請中所敘述的，為便於使監測器和不同的液體源經常地相連接和脫開而採用多路管道配置時，保持恆流和恆壓的問題會更加難辦，主要是因為多路開關配置的開關速度可與系統中一些監測器的穩定時間相當。如果在穩定時間或臨近穩定時間進行開關，則不能得到一致的試樣。
本發明的主要目的是提供一種液流取樣調節系統，該系統即使在系統的條件不斷發生變化的情況下仍可以保持恆流和恆壓。
根據上述的目的，本發明屬於一種適合於從一個壓力液體源提供可控液體流的液流取樣和調節系統，其特徵在於，壓力調節閥配置在從上述液體源裝置來的液體管道上;計量閥配置在上述壓力調節閥下遊的上述液體管道中;反壓調節閥配置在上述計量閥下遊的上述液體管道中，而恆流和恆壓取樣液體源被連接在上述計量閥和上述反壓調節閥之間的上述管道上。
由於該系統是從在計量閥和反壓調節閥之間的位置使液體供給監測器，所以能將恆定的液體流和壓力提供給監測器。經過反壓調節閥流出系統的液體經回流排液裝置被送回液體源。在第一級壓力或第二級壓力上可以提供第二級壓力調節以增加壓力穩定性。
根據附圖中僅作為例子的最佳實施例的下列說明，可以更容易地理解本發明，這些附圖是圖1表示出使液體暴露於大氣的壓力調整有限的先有技術方法。
圖2示出本發明裝置，它從液體源28向監測器24-26提供恆定的液流壓力和恆定的液流。
從液體源向監測器24-26提供恆定壓力和恆定液流而不損失或汙染液體的系統示於圖2。當液體源28是羝⒌縵低持械囊禾騫艿朗保涸 8來的入口壓力為每平方英寸200磅或更高。液體源28通過管道32連接到壓力調節閥30上。壓力調節閥30可從Tescom公司買到，型號為44-3462524，它在管道34中保持例如3.5kg/cm2的壓力。在管道34中壓力恆定的液體加到計量閥36上，計量閥36例如可採用Newpro公司的SeriesM或L計量閥，或用Hoke公司的2300系列計量閥。在壓力調節閥30和計量閥36之間大約產生每平方英寸50磅的壓力。計量閥36的輸出是管道38，管道38與反壓調節閥40連接，管道40再接到回流排放裝置41上，回流排放裝置41將過量的液體送回液體源28。反壓調節閥40例如可用Tesom公司的26-3225-44型閥。反壓調節閥40被調定到在管道38中保持例如每平方英寸30磅的恆定壓力。當計量閥36被設定在特定的啟開位置時，此閥門裝置將從入口管道34中引出恆定的流體流。液體流量依賴於計量閥門36啟開的程度，在給定的啟開程度，該閥門將產生與流過閥門36相關連的壓降。因為通過計量閥門36的入口和出口壓力可以被調節，所以可以確定和調節通過計量閥門36的流量和由其產生的壓力。監測器的液體試樣可從計量閥門36和反壓閥門40之間的管道38上引出，如由管道42和監測器25所例示的那樣。由壓力調節閥門45和集流閥門46和48提供了第二級壓力調節。壓力調節閥門45最好與閥門40的型號一樣，但它具有不同的壓力調置，而關閉閥門46和48可以從許多廠家買到。雖然第二級壓力調節不是經常必需的，因而只是一種可供選擇的調節，但是第二級壓力調節改進了加到監測器24和26上的壓力穩定性，因而改進了流過監測器24和26的液流的穩定性和準確性。此第二級也可以在第二級上提供不同的出口壓力並同時保持由第一級得到的所有好處。監測器24和26連接到集流閥門46和48的下遊，監測器26具有一個插入的「3通1」多路閥門50，該閥門可使監測器26連續選擇若干不同壓力和不同流量的被調節源管線。如上述美國專利申請中所說明的，在多路監測器系統中，若干閥門50由計算機控制，閥門50的數目和每個閥門被啟開的具體時間是不可預測的，一般被看作準隨機變量。在操作期間，當試樣液體由監測器24、25或26排出時，反壓調節閥門40的壓力稍微降低，此時閥門40採取關閉和減小流過的流量的方法補償減小的壓力。在此過渡期間，計量閥36保持恆定的流量。檢測器的流量則很快由通過反向閥門40的流量的減少而得到補償，而同時壓力回收所希望的壓力。
上述系統提供準確的取樣技術所要求的恆定試樣液體流量和恆定監測器液體流速所要求的恆定輸出壓力。該系統具有上述特徵但不向大氣開口，從而可使試樣液體通過閥門40被收集並被泵回液體源28。適當選擇由壓力調節閥提供的壓力，該系統可以向監測器提供任何希望的入口壓力，如果監測器是一種需要高壓來裝載富集柱的離子色譜儀，這是特別重要的，否則還需要一個泵。
權利要求
1.一種適合於從一個壓力液體源提供可控液體流的液體流取樣和調節系統，其特徵在於，壓力調節閥門(30)配置在從上述液體源裝置(28)來的液體管道上；計量閥門(36)配置在上述壓力調節閥門(30)下遊的上述液體管道中；反壓調節閥門(40)配置在上述計量閥門(36)下遊的上述液體管道中，而恆流和恆壓取樣液體源被連接在上述計量閥門(36)和上述反壓調節閥門(40)之間的上述管道上。
2.一種如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，在上述取樣液體源上裝有前部壓力調節閥門(45);斷流閥門(46)連接到上述前部壓力調節閥門(45)上，以便增加恆壓液體輸出的穩定性。
全文摘要
一種液體流取樣調節系統，該系統用於化學分析檢測器(24-26)，以便可靠地監測例如發電廠中的高壓液體源28的液體質量，該系統包括串聯的前部壓力調節閥門(30)、計量閥門(36)和反壓調節閥門(40)。恆壓恆流液體由計量閥門(36)和調節閥門(40)之間的連接管道提供。
文檔編號G02B27/26GK1038353SQ8810333
公開日1989年12月27日 申請日期1988年6月7日 優先權日1988年6月7日
發明者傑姆·C·博倫斯 申請人:西屋電氣公司