Способ отбора газовых смесей для анализа Советский патент 1987 года по МПК G01N1/22 

И:и)бретение относится к литейному про- и:и« дст1п, в частности к сгюсобам отбора смесей для анализа в технологических процессах изготовления литейных форм и стержней с вакуумированием, и может быть использовано при отборе и анализе состава газовых выбросов, исследовании динамики газовыделений, при разработке санитарно-гигиенических мероприятий по охране окружающей среды.

Цель изобретения - повышение достоверности пробы, улучиГение условий труда, снижение затрат на оборудование, снижение трудоемкости отбора .и анализа проб газа, улучшение кинетики газовыделений при ва- куумировании литейных форм и стержней.

На чертеже представлена схема установки отбора проб газов, для определения концентрации токсичных компонентов при изготовлении литейных стержней в нагреваемой оснастке с вакуумированием.

Стержневой ящик I состоит из корпуса и крышки, толкателей 2 и нагревательного устройства {не показано). В ящике 1 имеются полости 3 для изготовления стержней заданной конфигурации и размеров, (угерж- невая смесь включает кварцевый носок и 20%-ный раствор мочевины в фенолоспирте.

Система отсоса газов из-технологической оснастки включает венты 4 со пхеллми для прохода газов, сопла 5, насадку б для отбора газов, трубопровод 7, регулируемое rii.ip;iii. iH4ecKoe сопротивление (дроссель 8), 11 попровод 9, расходомер 10, вентиль II (, р1М улирово11Ный,. реактор 12 для очистки 1 а:и)В, вакуумный насос 13. .Для контроля -температуры газов используют термонару 14 с потенциометром 15.

Система отбора газов для анализа включает краны 16 и 17 муфтовые, трубопроводы 18 и 19 распределительные, а также пить измерительных цепей, в каждую из которых в свою очередь входят краны 20 муфтовые, шланги 21 и 22 вакуумные, газоанализаторы (поглотительные сосуды) 23, расходомеры (ротаметры модели РМ-А-1) 24 с регулировочными винтами 25.

Отбор газов для анализа производит следующим образом.

После нагрева стержневого яп1ика 1 в него надувают с помощью сжатого воздуха термореактивную стержневую смесь, превращающуюся после отверждения в литейный стержень 3. Отверждение стержневой смеси происходит под действием тепла нагретой оснастки. В процессе отверждения смеси в зависимости от ее состава выделяются те или иные по составу газы (включающие аммиак, фенол, формальдегид, акролеин, окислы азота и др.), которые с целью ускорения процесса отверждения и локализации вредностей отсасывают с помощью вакуумного насоса 13. Вакуумный насос 13 включают в заданный технологией момент, например и начале цикла отверждения стержня (сто)жнсио11 смеси). При ва- куумировании отсасываемые газы проходят последовательно через понты 4, сопла 5,

насадку 6 для отбора, трубопровод 7, регу- лироваемое гидравлическое сопротивление 8, расходомер 10, вентиль 11 регулировочный, реактор 12 для очистки газов, вакуумный насос 13 в атмосферу.

Д. 1я отбора отсасываемых газов для анализа их частично направляют в систему отбора. Для этого краны 16 и 17, а также краны 20 открывают, а в системе отсоса соз- дают необходимое гидравлическое сопротивление путем регулирования дросселя 8.

5 Регулируемое гидравлическое сопротивление 8 обеспечивает определенную разность ва- кууметрического давления в трубопроводах 7 и 9 и, следовательно, разделение потока отсасываемых i-азов по двум направлениям:

0 основного погока - через систему отсоса, предназначенного для анализа -- через сие тему отбора.

Отбираемые для анализа газы проходят при этом через краны 16 и 20, вакуумные нланги 21, |-азоанализаторы (поглотитель ные сосуды) 23, расходомеры 24, вакуумные 1нланги 22, краны 20 и возвращаются в систему отсоса (трубопровод 9). При этом общий объем отсасываемых газов, задаваемый тсхнол()| ическим процессом, регулируют

Q краном 1 I и контролируют с помощью расходомера 10, а необходимую для анализа объемную скорость в каждой из измерительных цепей устанавливают с помощью венти- .ifH 25 ротаметров 24. Температуру отсасываемых газов контролируют с помощью

5 1 срмопары 14 и милливольтметра.

После отвердения стержня 3 вакуумный насос 13 останавливают, а поглощаюпхие жидкости (вещества) подвергают необхо- .чимой химической оСр аботке известными

методами.

0

В данном примере система отбора позволяет одновременно или последовательно отбирать пробы газа для анализа по пяти токсичным компонентам (например, фенолу, формальдегиду, аммиаку, окислам азота,

5 окиси углерода) или сделать пять параллельных анализов по одному из токсичных компонентов, что резко уменьшает трудоемкость отбора газов для анализа.

Если определяют среднюю за технологический цикл концентрацию токсичных ком0 понентов, то продолжительность отбора проб соответствует длительности технологического цикла (длительности отвердения стержневой смеси в ящике).

Данную схему можно использовать и

С лля определения кинетики газовыделений за технологический цикл. При этом время цикла условно делят на несколько интервалов (в данном примере на пять; и, включая последовательно через каж.чый интервал

времени все измерительные цепи, получают концентрацию определяемого вещества (компонента) на каждом промежутке, а в целом - кинетику их выделения за цикл. Следовательно с помощью данного способа можно изучать физико-химические явления в технологических процессах, сопровождающиеся газовыделением.

Данный способ отбора проб был испытан при изучении процессов газовыделения при отвердении стержней нагреваемой оснастке на лабораторной установке, модели РО73 с вакуумированием. В результате были исследованы следующие закономерности:

кинетика газовыделений внутри цикла (для получения закономерностей собирали пять измерительных цепей для каждого из токсичных компонентов, перекрывая измерительные цепи через заданные промежуточ- ки времени (внутри цикла), получили величину концентрации вещества в пяти точках от начала цикла полимеризации);

влияние пронзводительн.ости вакуумного насоса среднюю концентрацию токсичных газов;

влияние массы отверждаемого стержня на среднюю концентрацию газов;

влияние температуры отвердения на среднюю концентрацию токсичных газов;

влияние количества связующего в стержневой смеси на концентрацию токсичных газов.

Составитель А. Сондор

Техред И. ВересКорректор С. Черни

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государствеиного комитета СССР по делам изобретений и otкpытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5 Производственио-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектиая, 4

Формула изобретения

1.Способ отбора газовых смесей для ана- лиза при изготовлении литейных стержней

и форм с системой вакуумирования, включающий отсос и пропускание части газовой смеси через измерительную систему и газоанализаторы, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности пробы,

улучшения условий труда, анализируемую часть газовой пробы после анализа возвращают в систему вакуумирования н нейтрализуют.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на оборудование, в системе вакуумирования создают регулируемую разность давлений для разделения Газового потока.

20

25

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоем1;;ости, анализ газа осуществляют в параллельных измерительных цепях одновременно по нескольким компонентам.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения определения кинетики газовыделений, отбор и анализ гаэа осуществляют в параллельных измерительных цепях последовательно через заданные промежутки времени.

Изобретение относится к области литейного производства, к способам отбора газовы.х смесей в технологических процессах изготовления литейных ((io)M и стержней с вакуумированием. Целью изобретения является новьинение достоверности пробы, улучшение условий труда, снижение заTj aT на оборудование и, рудое кости, улуч- нение кинетики газовыделени : при ваку- умировании литейных форм. Способ отбо- ia газов|,1х смесей для анализа нри изготовлении , 1И1ейн||1х стержней и форм с пакууми- ponaiHieM включает отсос и нронускаиио части газово смеси через нзмеригельиую сисгему и г;)зоа11а.:|изаторы, после анализа этой части ее возвран1а1от в систему паку- умирования и ()а, 1изу1от, нри это для. разделения i-a30Boii смеси в сисгеме вакуу- мироиаиия 1-озла10г pei у.. 1ируемук1 разность давлений в трубопроводах, а анализ газа осун1еств.пяют в параллельных измерительных целях одновременно но несколькнм компонентам, а также н 11арал;1ельных изме ри- 1ельных ненях последовательно через онре- деленные промежутки времени. 3 «.и. ф-ль(, и.п. с СО От К ГчЭ СО СП