Устройство для отбора и подготовки пробы к анализу Советский патент 1989 года по МПК G01N5/00 G01N1/22 

14

ложенными перфорированными цилиндрами с общим днищем, побудителем расхода с нагнетательной линией, соединенным с патрубками, расположенными в днище поглотительного сосуда, и с емкостью с фильтром циклоном, размещенным в верхней части поглотительного сосуда, валом с приводом вращения, установленным с ним в поглотительном сосуде соосно, лопастным за- вихрителем и двумя рядами радиальных лопастей над ним, закрепленных на валу. Завнхритель расположен в придонной части поглотительного сосуда, нижний ряд лопастей установлен с за9849

зором внутри перфорирование) о цилиндра меньшего диаметра, а верхний - в (верхней части цилиндра большего диаметра, -выполненного ступенчатой формы, стенки нижней ступени не перфорированы, верхний ряд лопастей снабжен вертикальными стержнями, установленными в зазоре между цилиндрами.Поглотительный сосуд выполнен в виде конуса со сферическим днищем с центральным выходным патрубком, патрубки в сферическом днище поглотительного сосуда соединены с нагнетательной линией побудителя расхода и с емкостью с фильтром. 13р. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике испытаний и измерений и может быть использовано при изучении выбросов полициклических ароматических углеводородов различными топливосжигающими установками. Цель изобретения - повышение достоверности определения анализируемых компонентов и снижение трудоемкости при подготовке пробы к анализу. Устройство снабжено газоотборной трубкой, соединенной с емкостью с фильтром, подключенной к поглотительному сосуду, оканчивающемуся радиальными коксиально расположенными перфорированными цилиндрами с общим днищем, побудителем расхода с нагнетательной линией, соединенным с патрубками, расположенными в днище поглотительного сосуда, и с емкостью с фильтром, циклоном, размещенным в верхней части поглотительного сосуда, валом с приводом вращения, установленным в поглотительном сосуде соосно с ним, лопастным завихрителем и двумя рядами радиальных лопастей над ним, закрепленных на валу. Завихритель расположен в придонной части поглотительного сосуда, нижний ряд лопастей установлен с зазором внутри перфорированного цилиндра меньшего диаметра, а верхний - в верхней части цилиндра большего диаметра, выполненного ступенчатой формы, стенки нижней ступени неперфорированы, верхний ряд лопастей снабжен вертикальными стержнями, установленными в зазоре между цилиндрами. Поглотительный сосуд выполнен в виде конуса со сферическим днищем с центральным выходным патрубком, патрубки в сферическом днище поглотительного сосуда соединены с нагнетательной линией побудителя расхода и с емкостью с фильтром. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1

Изобретение относится к технике испытаний и измерений и может быть использовано преимущественно при изучении выбросов полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в окружающую среду различными топливо- сжигающими установками, например, химической, металлургической, энергетической и других отраслей промышленности.

Цель изобретения - повышение достоверности определения анализируемых компонентов в пробе и сокращение времени подготовки пробы к анализу.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез , на фиг.2 - узел I на фиг.1.

Устройство для отбора и подготовки пробы к анализу состоит из поглотительного сосуда 1, на крышке 2 которого установлен электродвигатель 3. Внутри сосуда 1 к его крышке 2 прикреплен циклон 4 с входными тангенциальными патрубками 5, расположенными по периметру, и выходным патрубком 6 с краном 7. К нижней части циклона 4 посредством крышки 8 с центральным отверстием 9 и периферийными отверстиями 10 прикреплен перфорированный цилиндр 11, имеющий ступенчатую форму, причем боковая стенка 12 нижней ступени меньшего диаметра выполнена сплошной. На днище 13 перфорированного цилиндра 11 установлен перфорированный цилиндр

5

0

5

0

35

14, диаметр которого меньше диаметра нижней ступени цилиндра 11, а высота соответствует высоте ступени 12. В днище 13 выполнено центральное отверстие 15. В верхней части перфорированного цилиндра 11 на сплошной кольцевой стенке 16 установлены радиальные лопасти 17 с зазором относительно стенки цилиндра 11. На лопастях 17 закреплены вертикальные стержни 18. По оси поглотительного сосуда 1 проходит вертикальный вал 19, к которому при помощи стяжек (не показаны) прикреплена кольцевая стенка 16, под ней на валу закреплен нижний ряд радиальных лопастей 20 с зазором относительно перфорированного цилиндра 14 и лопастной завихри- тель 21, расположенный с зазором относительно сферического днища поглотительного сосуда 1. Вертикальные стержни 18, закрепленные на лопастях 17, входят в зазор между сплошной стенкой 12 цилиндра 11 и перфорированной стенкой цилиндра 14.

В днище сосуда 1 встроены тангенциальные патрубки 22, соединенные через трехходовые краны 23 и входные патрубки 24 с верхней частью емкости 25 с фильтром 26 из органических волокон. Емкость 25 соединена с атмосферой через патрубок 27 с краном 28, с нижней частью поглотительного сосуда 1 через кран 29 и трубопровод 30. Патрубки 31 соединяют тан3и

генциальные входною патрубки 22 в сферическом ДНИЩР поглотительного сосуда 1 с нагиетлтельной линией 32 побудителя 33 расхода через трехходо- с вые краны 23. Всасывающий патрубок 34 побудителя 33 расхода соединен трубопроводом 35 через кран 36 с поглотительной емкостью 1 и через кран 37 с газозаборной трубкой 38. Нагие- fQ тательная линия 32 побудителя 33 расхода соединена трубопроводом 39 с краном 40 с выходным патрубком 6 циклона 4. В нижнюю точку сферического днища поглотительной емкости 1 15 вмонтирован трубопровод 41, соединяющий поглотительную емкость 1 через кран 42 с капсулой 43 для сбора готовой пробы.

Устройство работает следующим об- 20 разом.

При отборе пробы газов трехходовые краны 23 установлены в положении, в котором патрубки 31 соединены с тангенциальными входными патрубками 22, кран 7 выходного патрубка 6 открыт, краны 29, 36, 40, 42 закрыты. Газы по газозаборной трубке 38 поступают через кран 37 в побудитель 33 расхода и по патрубкам 31, входным танген- 30 циальным патрубкам 22 в поглотительный сосуд 1. При этом электродвигатель 3 подключен к электрической сети и вращает вал 19 с закрепленными на нем нижним рядом лопастей 20, 35 верхним - 17 и лопастным завихрите- лем 21. В нижнюю часть поглотительной емкости 1 засыпан сорбент до уровня верхней кромки лопастного за- вихрителя, при вращении которого 40 сорбент отбрасывается к отверстию 15 в днище 13, где создается разрежение в результате вращения нижнего ряда Ьопастей 20. Под действием центробежной силы, создаваемой при враще- 45 нии лопастей 20, поток газов с нахо- дящимися в нем частицами сорбента отбрасывается на периферию к перфорированному цилиндру 14, где поток газов частично попадает в отверстия, ед а остальная его часть ударяется о стенку. При переориентации потока происходят его пульсации в зазоре между радиальными лопастями 20 и перфорированным цилиндром 14. На выходе из перфорированного цилиндра 14 по- . ток попадает в зону вращения стержней 18, при проходе через которую также изменяет многократно свое на34

34 9

правление и пульсирует. Из зоны стержней 18 поток га-з с частицами сорбента под действием разрежения, создаваемого верхним рядом лопастей 17, поднимается к их основанию и отбрасывается центробежной силой на периферию к перфорированной поверхности стакана 11, где также происходит многократная переориентация потока и как следствие, пульсация.

На выходе из отверстий перфорированного цилиндра 11 поток газов с частицами сорбента ударяется о стенку поглотительного сосуда 1 и делится на два потока. Один из потоков поступает в нижнюю часть емкости 1 к лопастному завихрителю 21, а второй в верхнюю часть емкости 1, где частично попадает через отверстия 10 в зону разрежения нижнего ряда лопастей 20 на рециркуляцию, а частичн через входные тангенциальные патрубки 5 в циклон 4. В циклоне 4 происходит отделение частиц сорбента от газов за счет центробежной силы. Через отверстие 9 сорбент поступает к основанию лопастей 20 для дальнейшего участия в процессе сорбции анализируемых компонентов из пробы. Газ через патрубок 6 и кран 7 выбрасываются в атмосферу.

Многократная переориентация потока и пульсации способствует более полному контакту сорбента и газов,чг увеличивает полноту извлечения анализируемых компонентов из пробы, i

После отбора необходимого по объему количества газов побудитель 33 расхода и электродвигатель 3 отключают, трехходовыми кранами 23 полностью перекрывают проходное сечение входных тангенциальных патрубков 22. Через кран 7 и выходной патрубок 6 в емкость 1 заливают растворитель в объему, превышающем в пять раз объем сорбента. После этого включают электродвигатель 3 и проводят процесс экстрации анализируемых компонентов из сорбента в растворитель. При этом происходит интенсивная рециркуляция растворителя с находящимся в нем сорбентом по контуру с входом через отверстия 10 и 15 к основанию нижнего ряда радиальных лопастей 20, где создается разрежение за счет вращения последних. Далее под действием центробежной силы растворитель отбрасывается к поверхности перфори5Н

рованного цилиндра 14 и, проходя через отверстия в нем, попадает в зону вращения стержней 18, являющуюся одновременно зоной разрежения верхнего ряда радиальных лопастей 17, которыми он отбрасывается к перфорированной поверхности цилиндра 11. Посе прохода через отверстия в перфорированном цилиндре 11 поток растворителя поступает вновь через отверстия 10 и 15 в зону разрежения нижнего ряда лопастей 20. При циркуяции потока растворителя с сорбентом по описанному контуру он подвергается воздействию гидродинамических и акустических пульсаций, происходит интенсивный перевод анализируемых веществ в растворитель.

По окончании процесса экстракции вентиль 7 закрывают, трехходовые краны 23 переводят в положение, при котором входные тангенциальные патрубки 22 через трубопроводы 24 соединяются с емкостью 25, открывают кран 40 и 28. Включая побудитель 33 расхода (электродвигатель 3 продолжает вращение вала 19), создают избыточное давление в емкости 1, йод действием которого через входные тангенциальные патрубки 22 происходит отток в емкость 25 растворителя с сорбентом, находящимся в нем во взвешенном состоянии. Кран 28 на патрубке 27 обеспечивает соединение емкости 25 с атмосферой. Растворитель проходит через фильтр 26 из органических волокон, а частицы сорбента задерживаются на нем. Для промывки поглотительного сосуда 1 производят повторную заливку растворителя и процесс повторяют.

После отделения сорбента от растворителя закрывают кран 28, открывают краны 29 и 7, а трехходовые краны 23 переводят в положение, при котором побудитель 33 расхода через патрубки 31 соединяется с емкостью 25. Под действием избыточного давления в емкости 25, создаваемого побудитеем 33 расхода, растворитель переивается в поглотительный сосуд 1 ерез трубопровод 30, после чего пеекрывают краны 29 и 7, открывают кран 36 и осуществляют вакуумирова- ние поглотительного сосуда 1. При ногократной циркуляции растворителя о контуру - отверстия 10 и 15 - нижний ряд радиальных лопастей 20 98496

стержни 18 - верхний ряд лопастей 17 и отверстия в перфорированном цилиндре 11 создается газожидкостная эмульсия так как вместе с потоком растворителя через отверстия 10 засасываются включения газовой среды из поглотительного сосуда. Под действием разрежения на выходе из перфорированно0 го цилиндра 11 происходит разрыв оболочек растворителя газовыми включениями. Создается значительная поверхность испарения в результате образования газожидкостной эмульсии и

5 последующего дробления растворителя. По м,ере достижения объёмом, растворителя минимального уровня в поглотительном сосуде 1 отключают электродвигатель 3 и побудитель 33 расхода,

Q открывают кран 42 и проводят °слив

концентрированной пробы в капсулу 43, после чего проба полностью готова к анализу.

Проведение процессов экстракции

5 и концентрирования без повышения

температуры предотвращает деструкцию исследуемых компонентов и их унос с парами растворителя вследствие повышения их летучести.

0Экстракция и концентрирование

пробы с наложением пульсационных колебаний позволяет повысить полноту извлечения анализируемых веществ из газовой пробы, сократить их потери и

5 деструкцию и интенсифицировать весь процесс подготовки пробы к анализу. Использование предлагаемого устройства повышает достоверность определения изучаемого вещества в газо0 образной среде при значительном снижении времени подготовки пробы к анализу (по сравнению с известным на 14,5 ч).

5 Формула изобретения

0 емкостью с установленным в ней фильтром, подключенную к частично заполненному сорбентом поглотительному сосуду с входным и выходным патрубками, радиальные коаксиально расположен5 ные перфорированные цилиндры с общим днищем, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности определения анализируемых компонентов в пробе за счет полноты их извлечения и снижения трудоемкости при подготовке пробы к анализу, оно снлб- жено побудителем расхода с нагнетательной линией, соединенным с тангенциальными патрубками, расположенными в днище поглотительного сосуда, и с емкостью с фиксатором, циклоном,размещенным в верхней части поглотительного сосуда, валом с приводом вращения, установленным в поглотительном сосуде соосно с ним, лопастным завихрителем и двумя рядами радиаль- но расположенных лопастей над ним, закрепленных на валу, при этом за- вихритель расположен в придонной час- ти поглотительного сосуда, нижний ряд лопастей установлен с зазором внутри перфорированного цилиндра меньшего, а верхний - в верхней части цилиндра большего диаметра, выполненного сту- пенчатой формы, стенки нижн ей ступени которого выполнены без перфорации,

Составитель А. Сондор Редактор Л. Веселовская Техред И.Верес Корректор И. Муска

Заказ 2536/42

Тираж 790

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

прячем верхний ряд радиальных лопастей снабжен вертикальными стержнями, установленными в зазоре между коак- сиально расположенными цилиндрами,в общем днище перфорированных цилиндров выполнено отверстие, перфорированный цилиндр большего диаметра снабжен крышкой с отверстием, на которой установлено дно циклона, поглотительный сосуд выполнен в виде конуса со сферическим днищем, в центре которого расположен выходной патрубок.

Подписное