Установка для газового волюмометрического анализа Советский патент 1992 года по МПК G01N7/14 

Изобретение относится к физико-химическому анализу и может быть использовано для исследования процессов, сопровождающихся выделением или поглощением газа.

Известны установки для газового анализа, состоящие из реакционного сосуда, датчика давления, уравнительного сосуда с жидкостью, приводимого в движение ревер- сным электодвигателем, блока управления и записывающего прибора.

Недостаток подобных установок заключается в том, что контакты мембранного манометра находятся в среде исследуемого газа, что приводит к их коррозии, ухудшает работу установки, а в случае легко воспламеняющихся газов использование таких установок становится опасным.

Известны также установки, в которых вместо уравнительного сосуда применен измерительный цилиндр с поршнем, приводимым в движение реверсивным двигателем. Управление работой последнего производится электронным усилителем с фоторези- сторным датчиком, воспринимающим световой сигнал от мембранного манометра. В установках этого типа исключены электрические контакты, находящиеся в среде газообразного реагента.

Недостатком таких установок является использование электронного усилителя, усложняющего обслуживание и удорожающего изготовление установки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, состоящее из реакционного сосуда, дифференциального манометра, электронного блока управления работой реверсивного двигателя, соединенного с цилин- дром и поршнем, компенсирующим изменение давления в реакционном сосуде.

Одним из главных недостатков этой установки является наличие сложного блока управления, преобразующего сигнал от дифференциального манометра (датчик давления) в сигнал, управляющий работой реверсивного двигателя. По этой причине установка сложна в изготовлении и эксплуатации, что в, свою очередь, снижает надежность устройства в целом.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что система управления выполнена в виде магнита, закрепленного на мембране дифманоJJ)

С

3 ел

со

метра, и магнитоуправляемых герметичных контактов, закрепленных на кожухе дифма- нометра, причем магнитоуправляемые контакты подсоединены к реверсивному электродвигателю, перемещающего поршень измерительного цилиндра,

На фиг.1 показана схема установки для газового волюмометрического анализа; на фиг.2 - система управления.

Установка включает соединенные по замкнутому контуру реакционный сосуд 1, диф- манометр 2. систему 9-11 управления, реверсивный электродвигатель 3 управляющий перемещением поршня 4 в измерительном цилиндре 5. Корпус дифманометра 2 состоит из двух полуцилиндроЁ, изготовленных из органического стекла, снабженных штуцерами 6 и 7. Между полуцилиндрами герметично закреплена мембрана из эластичного материала 8 (например, резина), которая разделяет манометр на два объема (левая I и правая II части). Система управления выполнена в виде магнита 9, закрепленного на мембране 8 дифманометра, и магнитоуправляемых герметичных контактов 10 и 11, установленных на корпусе дифманометра 2, причем магнитоуправляемые контакты (герконы) 10 и 11 подсоединены к клеммам реверсивного электродвигателя 3. При замыкании контактов маг- нитоуггравляемых герконов 10 или 11 происходит включение вращения реверсивного двигателя в левую или правую сторону.

Выделение или поглощение газа в реакционном сосуде 1 (фиг.1) вызывает соответствующее отклонение мембраны 8 дифференциального манометра 2. Закрепленный на мембране магнит 9 воздействует на тот или иной магнитоуправляемый герметичный контакт (геркон), включающий реверсивный двигатель 3. Вращение двигателя приводит в движение поршень 4 измерительного цилиндра 5 и происходит компенсация давления. Реверсивный двигатель перемещает при этом движок реохордС подающего сигнал на записывающий или показывающий прибор подходящего типа.

Ј.ч

Установка работает следующим образом.

В сосуд 1 помещается испытуемое вещество, например гидроксид железа. Над ним вставляется фарфоровая палочка для уменьшения объема воздуха над образцом. Над фарфоровой палочкой помещается слой асбеста, на который кладут кусочки гидрида кальция. При нагревании сосуда 1, при 105°С начинается выделение водяного пара вследствие разложения гидроксида железа. Выделяющийся водяной пар, взаимодействуя с гидридом кальция, образует

эквивалентное количество газообразного водорода по реакции1

СаН2 + 2HsO Са(ОН)2 + 2На Выделяющийся водород одновременно

поступает в измерительный цилиндр 5 и через штуцер 6 (фиг.2) в полость дифференциального манометра 2. Создающееся избыточное давление водорода смещает мембрану дифференциального манометра в сторону поло0 сти 11. Магнит 9, закрепленный на мембране 8, воздействует на магнитоуправляемые контакты 11, замыкание которых вызывает вращение реверсивного двигателя 3 (фиг.1) При этом перемещается поршень А измеритель5 ного цилиндра 5 (фиг. 1), так, что объем цилиндра, соединенного с реакционным сосудом, увеличивается соответственно количеству выделившегося водорода. Это перемещение поршня приводит к выравниванию давления

0 в обеих полостях I и II дифференциального манометра 2 и мембрана 8 (фиг.2) возвращается в исходное положение. Закрепленный на ней магнит 9 перестает воздействовать на геркон 11, контакты которого размыкаются и

5 происходит отключение реверсивного двигателя. Одновременно с перемещением поршня реверсивный двигатель, пропорционально обьему выделившегося газа перемещает движок реохорда, подающего сигнал на записы0 вающий прибор Положение поршня измерительного цилиндра показывает объем выделившегося водорода, который эквивалентен количеству выделившейся воды.

Если в реакционном сосуде 1 происхо5 дит поглощение газов, это вызывает уменьшение давления в полости I дифманометра 2 (фиг.2). При этом происходит прогиб (деформация) мембраны 8 (фиг.2) в сторону полости 1. Магнит 9 мембраны 8, воздействуя

0 на магнитоуправляемый контакт 10, включает реверсивный электродвигатель, вращение которого перемещает поршень 4 измерительного цилиндра 5 в сторону уменьшения объема.

5 Предлагаемая установка для газового волюмометрического анализа позволяет упростить конструкцию путем исключения блока электронного управления работой реверсивного электродвигателя, повысить нэ0 дежность в эксплуатации.

Изготовление и эксплуатация установки не требует высокой квалификации обслуживающего персонала.

Формула изобретения

5 Установка для газового волюмометрического анализа, включающая соединенные по замкнутому контуру реакционный сосуд, дифманометр, систему управления, реверсивный электродвигатель и измерительный цилиндр с поршнем, отличающееся

тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, система управления выполнена в виде магнита, закрепленного на мембране дифманометра, и магнитоуправляемых герметичных контактов, закрепленных на кожухе дифманометра, причем мэг- нитоуправляемые контакты подсоединены к реверсивному электродвигателю.

Использование: исследование процессов, сопровождающихся выделением или поглощением газа. Сущность изобретения: на мембране дифференциального манометра закреплен магнит, а на корпусе его уста- новлены герконы, непосредственно управляющие реверсивным двигателем, который приводит в движение поршень измерительного цилиндра, 2 ил.