Устройство для создания дозированного пересыщения пара веществ в потоке газа Советский патент 1992 года по МПК G05D11/00 B01F3/02 B01F15/04 

Изобретение относится к устройствам для создания дозированного пересыщения пара веществ в потоке газа, предназначено для использования в составе аппаратуры газового анализа по методу молекулярных ядер конденсации (МоЯК) и может быть также использовано в качестве лабораторного генератора монодисперсных аэрозолей заданных характеристик.

Известно устройство, состоящее из испарительной и смесительной частей. В испарительной части помещена гильза с пористым носителем испаряемого вещества. Гильза окружена рубашкой для нагрева конденсирующимся водяным паром. Испарительная часть снабжена штуцером для подвода малой части общего потока газа, подаваемого в устройство.

В смесительной части имеется штуцер для подвода основного потока, содержащего ядра конденсации, через кольцеобразную щель в диффузор, в котором смешанный поток образует пересыщение пара испаряемого вещества.

Принцип действия этого устройства заключается в смешении двух разнотемпера- турных потоков. Малый поток нагрет и насыщен парами дозируемого вещества, а большой поток комнатной температуры несет ядра конденсации. Соответственно эти устройства под общим названием КУСТы характеризуются соединением двух частей: испарительной и смесительной. В испарительной части малый поток газа нагревается и насыщается парами испаряемого вещества, а в смесительной части происходит смешение этого потока с большим потоком

XJ 4

;0

сл

более холодного газа, несущего ядра конденсации, Регулируя соотношения потоков и их температуру, можно с помощью таких устройств создавать дозированное пересыщение веществ, проявляющих молекулярные ядра конденсации (МоЯК) или укрупняющих проявленные ядра до размеров аэрозольных частиц, удобных для измерения их конденсации.

Известны конструкции приборов типа КУСТ, в которых применялся регулируемый злектронагрев испарительной части, но схема устройства оставалась без изменений,

Недостатком известных устройств являются помехи от скопления конденсата испа- ряемых яр цеств в зоне соединения испарительной и смесительной части устройств. Нагретый, насыщенный поток на пути от испарительной части к смесительной частично охлаждается и оставляет конденсат в переходной зоне. Скопление жидкого или твердого конденсата отрицательно сказывается нз работе устройства: возникают плевки или пыление, мешающие наблюдению сигналов от анализируемых примесей в пот е газа. Уменьшение скопления конденсата за счет сближения смесительной и испарительной части, как, например, в приборе КУСТ-4, вызывает постепенный разогрев смесительной части и соответствующее изменение теплового режима работы устройства,

Целью изобретения является исключения помех от скопления конденсата в соединениях частей устройства и нестабильности теплового режима работы устройства.

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

Испарительная часть (испаритель) устройства выполнена в виде массивного металлического корпуса 1, в котором размещен цилиндрический электронагреватель 2, окружающий съемную гильзу 3, заполненную зерненным пористым носителем 4 с испаряемым веществом. Спиральный канал 5 в теле корпуса 1 имеет входной штуцер 6 и служит для предварительного подогрева потока воздуха до входа его в гильзу с носителем.

Смесительная часть (смеситель) устройства выполнена в виде трубки 7, имеющей суженное сопло 8 перед зоной 9 смещения и диффузор 10. Металлическая капиллярная трубка 11 соединяет испарительную и смесительную части устройства по потоку нагретого газа и по цели электропитания нагревателя. Она герметично впаяна в выходной канал корпуса испарителя, имеющего электрический контакт одним концом

нагревательной спирали 2, Другой конец трубки расщеплен в зоне смещения (имеет отверстие) и контактирует с клеммой 12 подводки электропитания. У начала расщепления трубка 11 загерметизирована с трубкой 7. Корпус испарителя со всех сторон окружен слоем теплоизоляции 13 и заключен вместе с частью трубки 7 смесителя в обший стакан 14, В дне стакана имеется люк 15 для

выемки гильзы 3. Гильза 3 имеет притертую часть, уплотняющую ее в корпусе 1, отверстие 16 для входа потока газа - сетки 17, закрепляющие слой носителя.

Спираль электронагревателя 2 выполнбна из нихрома в стеклянной изоляции. Один конец спирали соединен с корпусом 1, другой выведен к клемме 18. Датчик 19 температуры впаян в корпус 1 вблизи нагревателя и связан с регулятором тока

Стойки 20 упрочняют связь смесителя с испарителем.

Устройство работает следующим образом.

К клеммам 12 и 18 подключается электропитание от регулятора тока и корпус 1 нагревается до заданной температуры. К штуцеру 6 и трубке 7 подвод :тся соот ветст- венно малый поток газа для нагрева и насыщения парами проявляющего вещества и

большой поток с ядрами конденсации. Малый поток проходит спиральный канал 5, нагреваясь до температуры корпуса испарителя, проходит через слой носителя 4, насыщается в нем парами проявляющего

вещест за и через подогреваемую током тонкую капиллярную трубку 11 поступает в сме- ситепь, В зоне смешения турбулентно смешиваются оба потока и в диффузоре 10 стационарно поддерживается дозированное пересыщение пара проявляющего вещества. Ядра, конденсации превращаются в аэрозольные частицы (проявляются) и поступают (как правило, после укрупнения) в измерительный прибор (не показан). Пока

зания прибора пропорциональны счетной концентрации ядер. Если ядрами конденсации являются конвертированные молекулы определяемой газовой примеси (метод МоЯК), то показания измерительного прибора пропорциональны концентрации определяемой примеси.

Опыт эксплуатации устройства показал, что помехи от конденсата проявляющего вещества практически полностью устранены.

Формула изобретения

Устройство для создания дозированного пересыщения пара веществ в потоке газа, содержащее смесительную и соединенную

с не.й испарительную часть, снабженную электронагревателем, отличающееся тем, что, с целью исключения помех в работе устройства от появления конденсата в соединении частей устройства и нестабильности теплового режима, оно снабжено

металлической капиллярной трубкой, включенной в цепь электронагревателя и соединяющей испарительную часть со смесительной, при этом капиллярная трубка в пределах смесительной части имеет отверстие.

Изобретение относится к технике газового анализа по методу молекулярных ядер конденсации и позволяет исключить накопление конденсата и предотвратить помехи в работе устройства, стабилизировать температурный режим. Устройство для создания дозированного пересыщения пара веществ в потоке газа содержит соединенные с помощью металлической капиллярной трубки испарительную и смесительную части. В корпусе испарительной части имеется электронагреватель и гильза с носителем испа- ряепого вещества, предназначенные для насыщения малого потока газа паром вещества при повышенной температуре. Смесительная часть состоит из трубки с соплом для основного разбавляющего потока с ядрами конденсации. 2 ил.

//

75

9/281

16

фиг. 1

//

Фиг 2