Устройство для получения калибровочных газовых смесей Советский патент 1984 года по МПК G01N1/22 

,.

,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАЛИБРОВОЧНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, содержащее смеситель с трубопроводом подачи воздуха и каналомподачи жидткocт I, установленных перпендикулярно , распылитель, подключенный к линии сжатого воздуха, сосуд с жидкостью, каплеотбойник и линию разбавления, отличающееся тем, что, с целью повышения степени дисперсности пробы и повышения надежности контроля примесей в воздухе, смеситель установлен в линии сжатого воздуха, а устройство CHai6жено нагревателем, установленным в линии сжатого воздуха перед смесителем, холодильником, установленным после каплеотбоййика, и объемным дозатором, установленным в линии подачи жидкости. Omltip ttpoS

Изобретение относится к газовому анализу, в частности к устройствам для получения калибровочных газовых смесей. Известно устройство, содержащее смеситель с трубопроводом подачи воз духа и каналом подачи жидкости, уста новленных перпендикулярно, распылитель, подключенный к линии сжатого воздуха, сосуд с жидкостью, каплеотбойник и линию разбавления l . Недостатками устройства являются полидисперсность и сравнительно боль шие размеры получаемых частиц жидкос ти, низкая воспроизводимость значени создаваемых концентраций, что обусло лено стохастическим характером проце са распыления. Цель изобретения - повьшенйе степени диспервности и повьшенйя надежности контроля примесей в воздухе. Указанная цель достигается тем, ,что в устройстве для получения калиб ровочных огазовых смесей, содержащем смеситель с трубопроводом подачи воз духа и каналом подачи жидкости, установленных перпендикулярно, распылитель, подключенный к линии сжатого воздуха, сосуд с жидкостью, каплеотбойник и линию разбавления, смеситель установлен в линии сжатого воздуха, а устройство снабжено нагревателем, установленным в линии сжатого воздуха церед смесителем, холодильником, установленным после .каплеотбойника, и объемным дозатором, установленным в линии подачи жидкости. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на .,фиг. 2 - устройство для получения калибровочных смесей масла. Устройство содержит линию 1 сжатого газа, сосуд 2, заполненный жидкостью 3, распылитель, выполненный в виде канала 4 для подачи сжатого газа и канала 5 для подачи жидкости каплеотбойник 6, холодильник 7 и линию разбавления 8, объемный дозатор 9 и нагреватель 10. Кроме того, устройство снабжено регуляторами, стабилизаторами и измерителями расхода, установленными в линиях сжатого воздуха и разбавления (не показаны) . Устройство работает следующим образом. В канал 4 из сосуда 2 с помощьк, объемного дозатора 9 поступает распыляемая жидкость 3, а из линии сжатого воздуха - воздух, подогретый в нагревателе 10. Под действием струи воздуха жидкость распыляется, причем размеры полученных частиц жидкости распределены случайным образом.Воздух , поступакщий на распыление, нагревается до температуры, близкой к температуре кипения жидкости, благодаря чему большая часть распыленной жидкости полностью испаряется в струе горячего воздуха. Неиспарившиеся крупные частицы оседают в каплеотбойнике. При-быстром смешении парогазовой струи с воздухом, поступающим из линии разбавления 8, достигается высокая степень пересьщения, при котором идет спонтанная конденсация с образованием очень мелких частиц жидкости. По данным Ленгмюра средний размер частиц для случая образования аэрозоля из потока с температурой 275°С равен 0,121 мкм. Для предотвращения процесса роста массы капелек за счет изотермической перегонкипоток азрозоля пропускается через трубчатый холодильник. На выходе lis холодильника производится отбор проб смеси аэрозоля и несконденсировавшейся части пара. . Так как с помощью объемного дозатора на распыпение. подаются строго определенные дозы жидкости, создаются стабильные условия для диспергирования и испарения жидкости и благодаря этому обеспечивается меньший разброс размеров частиц. В связи с тем, что испарение частиц жидкости происходит в потоке горячего воздуха и контакт жидкости непосредственно с элементами нагревателя отсутствует, обеспечивается также соответствие химического состава получаемой пароаэрозольной смеси химсоставу исходной жидкости. Так как температура горячего воздуха и температура в холодильнике поддерживаются постоянными, то и соотношение количества паро-аэрозоля также остается постоянным. Изменением же температуры горячего воздуха и температуры воздуха в холодильнике это соотношение 71ри необходимости можно изменять. J Пример, Испытывается устройство для создания концентраций калиб ровочш паро-аэрозольных смесей ком прессорного масла, предназначенных для проверок анализаторов примесей масла в воздухе (фиг. 2). Очищенньй и осушенный сжатый воздзпс через регулятор 11, стабилизатор 12 и измеритель 13 расхода посту пает в нагреватель 10, где нагревает ся до 350i50°C. Горячий воздух пода.ется в канал А распылителя, В канал распылителя подается компрессорное масло 3 из сосуда 2 с помощью объемного дозатора 9. Дозатор осуществляет равномерную и непрерывную подачу масла в поток горячего воздуха, где оно диспергируется и испаряется. Неиспарившиеся, а также образовав шиеся Hai границе потока крупные частицы масла.осаждаются в каплеотбойни ке 6. Здесь же происходит образова ние аэрозоля, Паро-аэрозольная смес поступает в холодильник 7, откуда производится отбор проб на анализ, Разбавление полученной воздушно-мас дяной смеси производят подачей очищенного и осушенного воздуха через регулятор 14, стабилизатор 15 и измеритель. 16 расхода. Канал 4 для подачи горячего воздуха представляет собой трубку с внутренним диаметром 1.мм, а канал для подачи масла - медицинскую иглу Объемный дозатор 9 представляет собой медицинский шприц объемом 1 мл, который приводится в движение с помощью микрометрического винта 17с шагом 1 мм и понижающего редуктора, соединенного с валом электродвигате ля. В качестве регуляторов 11 и 14 используется игольчатый дроссель, В качестве стабилизаторов 12 и 15 используется регулятор расхода и в качестве измерителя расхода 13 и 16 - рбтаметры.. Нагреватель 10 представляет собо две трубчатые печи, установленные снаружи титановой трубки ф 19 мм, внутри которой проходит сжатьШ воздух. Давление воздуха 1,2 атм. Б качестве каплеотбойника используется циклон, изготовленный из жести. Холодильник представляет собой цилиндр из дюралюмина с внутренним диаметром 40 мм и внешним диаметром 70 мм. высотой 400 мм. На наружной 23 стороне холодильника закрепляется радиатор. Концентрация масла в смеси измеряется с помощью инфракрасного анализатора. Спектр поглощения ультрафиолетового излучения масла, отобранного из газовой смеси, практически не отличается от исходного, что свидетельствует о том, что в устройстве химический состав масла не изменяется. Спектр определялся на спектрофотометре. Повышение степени дисперсности, т.е. уменьшение размера частиц получаемого аэрозоля, проверяется путем отбора проб с помощью пробоотборников разного сечения и при разной скорости отбора газового потока. Измеренное значениеконцентрации для этих случаев не изменяется, что свидетельствует о том, что частицы аэрозоля имеют размеры менее 1 мкм. Соотношение количества паро-аэрозоля в смеси остается постоянным при данных температурах и составляет примерно 3-97%. Установка позволяет создавать паро-аэрозольную смесь с концентрациями 10 - 200 мг/м. Размеры аэрозоля не превышают 5 мкм. Доза масла, подаваемого в поток . воздуха, равняется 0,02 мл/мин. Расход воздуха на сдув 3 л/мин, температура в холодильнике +40°С, При этих величинах среднее значение концентрации (для 10 измерений) 39,2 мг/м, среднеквадратичное отклонетш 1,8 мг/м , Погрешность поддержания концентраций в течение 6 ч не превьш1ает 8% (для прототипа до 30%). Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить степень дисперсности и уменьшить разброс частиц по размерам, а также повысить воспроизводимость создаваемых концентраций. Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства является возможность создавать концентрации паро-аэрозольных смесей жидкости без изменения их химсостава. Применение предлагаемого способа позволяет в конечном бчете повысить надежность контроля примесей масел в воздухе помещений и в газовых сие- темах, что снижает вероятность создания взрывоопасных ситуаций и увеличивает безопасность ведения работ. Таким образом) эффектом от внедрения изобретения является социально-экономич ск11й эффект сохранения зодоровья людей и предотвращенный ущерб от еварии оборудования. 5 Устройство предназначено для калибровки линейно-калористических анализаторов примесей масла в системах высокого давления.

г /

8

П

Риг.г