Способ регулирования концентрации компонентов в смеси газов Советский патент 1985 года по МПК G05D11/00 G01N7/02 

Изобретение относится к технической физике, в частности к способу для регулирования концентрации.газов в замкнутом объеме, и может быть использовано в экспериментальной технике, исследовательском оборудовании и радиоэлектронной технологии

Известен способ, прелусматривающий регулирование концентрации компонентов в газовой смеси, заключающийся в том, что газовую смесь приводят в контакт с охлажденной поверхностью. Температуру поверхности поддерживают ниже точки росы компонента, концентрацию которого необходимо уменьшить 13Недостатком данного способа HBJляется малая эффективность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ регулирования концентрации компонентов в смеси газов путем подачи хладагента во внутренние полости размещенных в замкнутом объеме герметичных экранов, покрытых адсорбционным покрытием, связывающим молекулы газов ЦЗ.

Недостатком известного способа , является длительность достижения заданной концентрации смеси газов в заданном объеме.

Цель изобретения - ускорение достижения заданной концентрации Компонентов в смеси газов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно: способу регулирования концентрации компонентов в смеси газов путем подачи хладагента во внутренние полости размещенных в замкнутом объеме герметичных экранов, покрытых адсорбционным покрытием, связывающим молекулы газов, заполнение экранов, покрытия которых различаются между собой по избирателности, проводят последовательно, заполняя последующий экран после достижения в замкнутом, объеме равновесного давления.

На чертеже схематически показано устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство для регулирования концентрации компонентов в смеси газов содержит замкнутый объем 1, в полости 2 которого, выделенной шибером 3 с приводом 4, расположены герметичные экраны 5, 6 и 7, имеющие на поверхности адсорбционные слои 8, 9

и 10 покрытия. Причем зкр&ны снабжены клапанами 11, 12 и 13, имеющими приводы 1А, 15 и 16, через командное устройство 17 подключенные к манометрическому или масспектрометрическому датчику 18, а адсорбционные слои 8, 9 и 10 покрытия выполнены с избирательными по отношению к различным газам адсорбционными характеристиками, например в виде пористы пленок различных металлов. Таким образом, покрытия экранов различаются между собой по избирательности.

Сущность способа заключается в следующем.

В первую очередь заполняют хладагентом (например, жидким азотом) внутрениуюю полость герметичного экрана 5, имеющего на поверхности адсорбционное покрытие 8, вьтолненное из пористой пленки окисла металла, например из окисла меди, которая активно сорбирует углеводороды, пары воды и углекислоту. После достижения равновесного давления, т.е. когда иэ менение давления становится незначительным, заполняют хладагентом (например, жидким азотом) полость герметичного экрана 6, имеющего на поверхности адсорбционное покрытие, вьтолненное из пористой пленки окисла алюминия, которая активно сорбирует азот. После достижения равновесного давления и завершения нестационарных процессов заполняют хладагентом полость герметичного экрана 7, имеющего на поверхности адсорбционное покрытие 10, выполненное из пористой пленки окисла титана, которая активно сорбирует водород и гелий.

Таким образом, благодаря разумному использованию сорбционных емкос тей каждой из пленок достигается максимальное заполнениеадсорбционных

покрытий, не допускается забивание наиболее активных пленок крупными молекулами углеводородов и других веществ и сохраняется их адсорбционная способность для поглощения наиболее активных газов. Упорядочение процесса обеспечивает суммарное повьшение адсорбционной емкости и, главное, уменьшает время достижения заданной концентрации. Масспектрометрический датчик 18 дает сигнал, характеризующий содержание того или иного газа в смеси. В зависимости от того, какой из газов содержится

в излишнем количестве, командное устройство 17 включает один из приводов 14, 15 или 16, открывается соответствующий клапан 11, 12 или 13 и заполняется хладагентом один и герметичных экранов 5, 6 или 7 до более высокого уровня. Адсорбционные слои 8, 9, или 10 становятся более активными и сорбируют остаTOMHjno атмосферу. Причем поскольку на герметичных экранах 5, 6 и 7 нанесены адсорбционные слои 8, 9 или 10 различных материалов, обладающих избирательной адсорбционной способностью по отношению к различным газам, поглощение газов можно регулировать.

Так, если на экране 5 нанесен слой 8 иэ окиси меди, то он наиболе активно сорбирует углеводороды, углекислоту. На экране 6 нанесен слой 9 окиси алюминия, который активно сорбирует азот и кислород, а на экране 7 - слой 10 окиси титана, активного по отношению к легким газам - гелию и водороду.

Увеличивая или уменьшая охлажденную площадь соответствующего экрана можно добиться любой наперед заданной концентрации смеси газов.

Пример. Вакуумн5то камеру, имеющую рабочий объем 0,050 м , откачивают от атмосферного давления до разрежения 1x10 Па с помощью цеолитовых насосов (2 штуки) за период времени, равный 3 ч.

При использовании предлагаемого способа эвакуация объема с помощью герметичного экрана с адсорбционным количеством из окиси меди составляет 35 мин, равновесное давление 3 Па.

При эвакуации объема с помощью герметичного экрана с адсорбционным покрытием из окисла алюминия время составляет 50 мин, равновесное давление .

Дальнейшая откачка объема производится с помощью герметичного экрана с адсорбционным покрытием из окиси титана. Время процесса 65 мин, равновесное давление 1-10 Па.

Таким образом, на 15% сокращено время откачки,достигнуто более высокое разрежение.

Предложенный способ обеспечивает повьшгение оперативности - уменьшение времени вакуумной откачи, достижение заданной концентрации остаточных газов в смеси и сокращение расхода хладагента.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ В СМЕСИ ГАЗОВ путем подачи хладагента во внутренние полости размещенных в замкнутом объеме герметичных экранов, покрытых адсорбционным покрытием, связывающим молекулы газов, отличающийся тем, что, с целью ускорения достижения заданной концентрации, заполнение экранов, покрытия которых различаются между собой по избирательности, проводят последовательно, заполняя последу1№1ДИЙ экран после достижения в замкнутом объеме равновесного давления.