專利名稱：恒流恒壓液流調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保持液流在恒流和恒壓的方法和設(shè)備，具體涉及一種為化學(xué)監(jiān)測器提供恒流恒壓而同時(shí)消除了由壓力和液流控制系統(tǒng)造成的試樣液流浪費(fèi)或損失的系統(tǒng)。
高純水的取樣系統(tǒng)必須要進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，以便能夠取得和分析具有代表性的試樣。取樣系統(tǒng)典型地包括需要恒流和恒壓的液體監(jiān)測器或分析器，從而保持試樣的準(zhǔn)確性。要求恒定流速的取樣系統(tǒng)的例子可以在美國專利NO4472354和本申請發(fā)明人提出的題為“化學(xué)監(jiān)測器系統(tǒng)”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(tǒng)中液流不恒定，則在試樣管道中的細(xì)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沖。沉積物的攪動還會改變可溶性雜質(zhì)的濃度，因?yàn)楸娝苤?，普通微粒沉積物具有離子交換特性。對取樣系統(tǒng)的第二個(gè)重要要求是能為監(jiān)測器提供恒定的輸出壓力。由于流速的變化，監(jiān)測器也會容易產(chǎn)生不穩(wěn)定的響應(yīng)變化。有些商店里賣的監(jiān)測器利用調(diào)節(jié)針閥的方法來控制液流，這種方法不能補(bǔ)償入口壓力的變化。
先有技術(shù)采用兩種方法來對付這些問題。第一種辦法是設(shè)法使恒定液流通過監(jiān)測器，而在監(jiān)測器停止使用時(shí)容許液流變化。這可以利用監(jiān)測器20的針閥來實(shí)現(xiàn)，并導(dǎo)致在使受到擾動的那些液體流過監(jiān)測器的同時(shí)需要給系統(tǒng)提供很長的穩(wěn)定時(shí)間。在這一期間的監(jiān)測數(shù)據(jù)是不可靠的。第二種辦法是提供一種如

圖1所示的恒定液位差系統(tǒng)。液體源10的液體經(jīng)過管道系統(tǒng)12流到監(jiān)測器20，管道系統(tǒng)12包括一段液位差管道14，該液位差管道在高于通向監(jiān)測器20的試樣管道入口的特定高度18處具有一個(gè)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(gè)系統(tǒng)上施加的壓力是有限的。為了達(dá)到15磅/平方英寸的壓力，要求管道14約高30英尺。這種系統(tǒng)可在液流相當(dāng)恒定的情況提供恒定的壓力，但是浪費(fèi)試樣液體。這種系統(tǒng)依靠監(jiān)測器的針閥來調(diào)節(jié)壓力變化。如果監(jiān)測器20沒有針閥，則試樣由于液流偏差而產(chǎn)生誤差。從出口16流出的液體暴露于空氣，因而液體受到污染，使液體不能回送到液源10。高純水很昂貴，這樣的系統(tǒng)浪費(fèi)了寶貴的液體。
如上述有關(guān)申請中所敘述的，為便于使監(jiān)測器和不同的液體源經(jīng)常地相連接和脫開而采用多路管道配置時(shí)，保持恒流和恒壓的問題會更加難辦，主要是因?yàn)槎嗦烽_關(guān)配置的開關(guān)速度可與系統(tǒng)中一些監(jiān)測器的穩(wěn)定時(shí)間相當(dāng)。如果在穩(wěn)定時(shí)間或臨近穩(wěn)定時(shí)間進(jìn)行開關(guān)，則不能得到一致的試樣。
本發(fā)明的主要目的是提供一種液流取樣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)即使在系統(tǒng)的條件不斷發(fā)生變化的情況下仍可以保持恒流和恒壓。
根據(jù)上述的目的，本發(fā)明屬于一種適合于從一個(gè)壓力液體源提供可控液體流的液流取樣和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，壓力調(diào)節(jié)閥配置在從上述液體源裝置來的液體管道上;計(jì)量閥配置在上述壓力調(diào)節(jié)閥下游的上述液體管道中;反壓調(diào)節(jié)閥配置在上述計(jì)量閥下游的上述液體管道中，而恒流和恒壓取樣液體源被連接在上述計(jì)量閥和上述反壓調(diào)節(jié)閥之間的上述管道上。
由于該系統(tǒng)是從在計(jì)量閥和反壓調(diào)節(jié)閥之間的位置使液體供給監(jiān)測器，所以能將恒定的液體流和壓力提供給監(jiān)測器。經(jīng)過反壓調(diào)節(jié)閥流出系統(tǒng)的液體經(jīng)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(diào)節(jié)以增加壓力穩(wěn)定性。
根據(jù)附圖中僅作為例子的最佳實(shí)施例的下列說明，可以更容易地理解本發(fā)明，這些附圖是圖1表示出使液體暴露于大氣的壓力調(diào)整有限的先有技術(shù)方法。
圖2示出本發(fā)明裝置，它從液體源28向監(jiān)測器24-26提供恒定的液流壓力和恒定的液流。
從液體源向監(jiān)測器24-26提供恒定壓力和恒定液流而不損失或污染液體的系統(tǒng)示于圖2。當(dāng)液體源28是羝⒌縵低持械囊禾騫艿朗?，液?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(diào)節(jié)閥30上。壓力調(diào)節(jié)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中壓力恒定的液體加到計(jì)量閥36上，計(jì)量閥36例如可采用Newpro公司的SeriesM或L計(jì)量閥，或用Hoke公司的2300系列計(jì)量閥。在壓力調(diào)節(jié)閥30和計(jì)量閥36之間大約產(chǎn)生每平方英寸50磅的壓力。計(jì)量閥36的輸出是管道38，管道38與反壓調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥40例如可用Tesom公司的26-3225-44型閥。反壓調(diào)節(jié)閥40被調(diào)定到在管道38中保持例如每平方英寸30磅的恒定壓力。當(dāng)計(jì)量閥36被設(shè)定在特定的啟開位置時(shí)，此閥門裝置將從入口管道34中引出恒定的流體流。液體流量依賴于計(jì)量閥門36啟開的程度，在給定的啟開程度，該閥門將產(chǎn)生與流過閥門36相關(guān)連的壓降。因?yàn)橥ㄟ^計(jì)量閥門36的入口和出口壓力可以被調(diào)節(jié)，所以可以確定和調(diào)節(jié)通過計(jì)量閥門36的流量和由其產(chǎn)生的壓力。監(jiān)測器的液體試樣可從計(jì)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(jiān)測器25所例示的那樣。由壓力調(diào)節(jié)閥門45和集流閥門46和48提供了第二級壓力調(diào)節(jié)。壓力調(diào)節(jié)閥門45最好與閥門40的型號一樣，但它具有不同的壓力調(diào)置，而關(guān)閉閥門46和48可以從許多廠家買到。雖然第二級壓力調(diào)節(jié)不是經(jīng)常必需的，因而只是一種可供選擇的調(diào)節(jié)，但是第二級壓力調(diào)節(jié)改進(jìn)了加到監(jiān)測器24和26上的壓力穩(wěn)定性，因而改進(jìn)了流過監(jiān)測器24和26的液流的穩(wěn)定性和準(zhǔn)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(shí)保持由第一級得到的所有好處。監(jiān)測器24和26連接到集流閥門46和48的下游，監(jiān)測器26具有一個(gè)插入的“3通1”多路閥門50，該閥門可使監(jiān)測器26連續(xù)選擇若干不同壓力和不同流量的被調(diào)節(jié)源管線。如上述美國專利申請中所說明的，在多路監(jiān)測器系統(tǒng)中，若干閥門50由計(jì)算機(jī)控制，閥門50的數(shù)目和每個(gè)閥門被啟開的具體時(shí)間是不可預(yù)測的，一般被看作準(zhǔn)隨機(jī)變量。在操作期間，當(dāng)試樣液體由監(jiān)測器24、25或26排出時(shí)，反壓調(diào)節(jié)閥門40的壓力稍微降低，此時(shí)閥門40采取關(guān)閉和減小流過的流量的方法補(bǔ)償減小的壓力。在此過渡期間，計(jì)量閥36保持恒定的流量。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(bǔ)償，而同時(shí)壓力回收所希望的壓力。
上述系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的取樣技術(shù)所要求的恒定試樣液體流量和恒定監(jiān)測器液體流速所要求的恒定輸出壓力。該系統(tǒng)具有上述特征但不向大氣開口，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(dāng)選擇由壓力調(diào)節(jié)閥提供的壓力，該系統(tǒng)可以向監(jiān)測器提供任何希望的入口壓力，如果監(jiān)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(gè)泵。
權(quán)利要求
1.一種適合于從一個(gè)壓力液體源提供可控液體流的液體流取樣和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，壓力調(diào)節(jié)閥門(30)配置在從上述液體源裝置(28)來的液體管道上；計(jì)量閥門(36)配置在上述壓力調(diào)節(jié)閥門(30)下游的上述液體管道中；反壓調(diào)節(jié)閥門(40)配置在上述計(jì)量閥門(36)下游的上述液體管道中，而恒流和恒壓取樣液體源被連接在上述計(jì)量閥門(36)和上述反壓調(diào)節(jié)閥門(40)之間的上述管道上。
2.一種如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在上述取樣液體源上裝有前部壓力調(diào)節(jié)閥門(45);斷流閥門(46)連接到上述前部壓力調(diào)節(jié)閥門(45)上，以便增加恒壓液體輸出的穩(wěn)定性。
全文摘要
一種液體流取樣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于化學(xué)分析檢測器(24-26)，以便可靠地監(jiān)測例如發(fā)電廠中的高壓液體源28的液體質(zhì)量，該系統(tǒng)包括串聯(lián)的前部壓力調(diào)節(jié)閥門(30)、計(jì)量閥門(36)和反壓調(diào)節(jié)閥門(40)。恒壓恒流液體由計(jì)量閥門(36)和調(diào)節(jié)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(yōu)先權(quán)日1988年6月7日
發(fā)明者杰姆·C·博倫斯 申請人:西屋電氣公司