Способ отбора проб газовой смеси Советский патент 1992 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к способу отбора проб газовой смеси для последующего измерения содержания в них вредных веществ и может быть использовано в гигиенических исследованиях воздуха, в химической промышленности при термическом анализе нефти и для научных целей, в частности для контроля содержания в воздухе внутри исследуемого объема веществ, которые при определенной концентрации создают опасность взрыва.

Известен способ отбора пыли из воздуха, заключающийся в просасываний мерного количества воздуха через поглотительное устройство.

Известен также способ отбора проб газов, заключающийся в просасываний мерного количества газа через несколько последовательно включаемых поглотительных устройств.

Недостатками известных способов является недостаточная надежность и безопасность исследований, а также невозможность отбора проб паров легковоспламеняющихся (Л ВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ) при температурах, превышающих температуру самовоспламенения.

В качестве прототипа может быть выбран способ отбора проб газовой смеси, заключающийся в одновременном просасываний нескольких образцов газовой смеси через соответствующие поглотительные устройства.

Недостатком этом способа также является недостаточная надежность и безопасность исследований газовых смесей, а также невозможность отбора проб паров ЛВЖ и ГЖ при температурах, превышающих температуру самовоспламенения.

XI

«Я&

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности работы путем предотвращения образования взрывоопасных концентраций смесей паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей.

Способ осуществляют следующим образом -

Образец герметизируют в нагревательной камере, отбор проб, затем производят поЗтапный нагрев образца до температур, превышающих температуру самовоспламенения, постоянно поддерживая при этом взрывобезопасную концентрацию паров образца и на каждом этапе нагрева осуществляют отбор проб образца.

На фиг. 1 представлено устройство для осуществления способа отбора проб газовой смеси; на фиг. 2 - графики зависимости взрываемости образца от температуры.

Устройство состоит из нагревательного устройства 1, термопары 2. контролирующей температурный режим, емкости с исследуемым образцом 3, в котором установлен пробоотборник 4, соединенный с вентилем 5, имеющим два выхода: к одному из них подключено поглотительное устройство 6 и последовательно с ним соединенный побудитель расхода 7, к дру- гому-дополнительный побудитель расхода 8, и соединительных трубок 9.

Устройство работает следующим образом. Емкость 3 с исследуемым образцом легковоспламеняющейся или горючей жидкости и имеющую входное отверстие, необходимое для обеспечения доступа нагретого воздуха, и выходное, предназначенное для установки пробоотборника 4, помещают в нагревательное устройство. Включают нагревательное устройство 1, температура в котором контролируется термопарой 2, и осуществляют нагрев образца до заданной температуры, при этом для того, чтобы предотвратить образование взрывоопасных концентраций паров ЛВЖ и ГЖ, осуществляют непрорывную аспирацию объема газификации со скоростью, превышающей скорость испарения исследуемого образца, таким образом концентрация паров находится ниже нижнего концентрационного предела взрываемости и даже в случае достижения температуры, превышающей температуру самовоспламенения взрыва не произойдет.

Для этого при нагревании образца до заданной температуры, которая может быть близка или превышать температуру самовоспламенения вентиль 5 находится в положении: Открыто для дополнительного побудителя расхода 8; Закрыто для основного побудителя расхода 7, и аспирация осуществляется за счет дополнительного побудителя расхода 8, при этом пробы смеси не отбираются, а отсосанная газовая смесь

просто сбрасывается в атмосферу.

При достижении заданного температурного режима начинают отбор проб газовой смеси. Для этого вентиль 5 ставят в положение Открыто для основного побудителя

расхода7,Закрыто -длядополнительного побудителя 8.

При этом происходит отбор проб на поглотительное устройство 6;

Если необходимо определить концентрацию паров ЛВЖ и ГЖ при других, более

высоких температурах, процесс повторяют.

Пример 1. В качестве анализируемого

образца взято масло M8Bi (ГОСТ 10541-78)

Для поддержания необходимого температурного режима использовалась электропечь сопротивления камерная лабораторная СНОЛ-1,6 2,5. 1/11-ИЗ. Технические характеристики: номинальная мощность- 1,8 кВт; напряжение питающей

сети - 220 В; номинальная температура в рабочем пространстве не менее 1100°С; стабильность температуры в установившемся режиме, без садки, в пределах 4°С, неравномерность температуры в рабочем

пространстве при номинальной температуре в установившемся тепловом режиме без садки в пределах 0°С,

Исследование паров масла осуществляли при различных температурах (100, 200,

300, 400, 500°С). Температура самопроизвольной вспышки .поров моторного масла находится около 200°С. Нижний концентрационный предел взрываемости моторного масла зависит от температуры. Эту зависимость определяет формула

р Ht - 0,4341,020 - 0,000799t);

pHt / Кб

где - нижний предел взрываемости, % (надежность 0,99);

t-температура паров моторного масла, °С;

- нижний предел взрываемости со степенью надежности 0,999%;

Кб - 2 - коэффициент безопасности.

Результаты расчетов представлены в табл.1.

Скорость аспирации обьема газифика- ции определяется параметрами побудителя расхода. В нашем случае отбор проб производится со скоростью протяжки 10 л/мин,

Максимальную температуру возможного при использовании разработанной установки нагрева масла без вероятного взрыва паров определяем путем сравнения расчетных нижних пределов взрываемости и ориентировочных концентраций паров масла в исследуемом объекте

К

ДМ

100

1000 Vnp G г где К - ориентировочная концентрация паров масла, %;

ДМ - масса моторного масла, осажденного на фильтре, мг;

Vnp - скорость протяжки, л/мин;

г-время отбора проб, мин;

G - масса 1 м3 воздуха (G 1.293-106 мг).

Данные расчета приведены о табл. 2.

По данным табл. 1 и 2 построены графики (фиг. 2). Из анализа графиков видно, что нагрев образца можно производить до температуры 620°С. при этом вероятность возможного самопроизвольного воспламенения паров составляет Р - 0,001. С надежностью 0,99 можно утверждать, что самопроизвольное воспламенение паров не произойдет и при более высоких температурах до 700°С.

Таким образом, данный способ отбора проб газовой смеси позволяет осуществить

непрерывную аспирацию объема газификации и не допускать образования озрывоо- пасных концентраций газовых смесей, что приводит к повышению надежности, бсзопасности его и расширит возможности применения.

Формула изобретения Способ отбора проб газовой смеси, включающий просасывание мерного количества образца газовой смеси через поглотительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, безопасности исследований и расширения возможностей его применения путем предотвращения образования взрывоопасных концентраций паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, образец герметизируют в нагревательной камере, производят отбор проб, затем производят

поэтапный нагрев образца до температуры, превышающей температуру самовоспламенения, постоянно поддерживая при этом озрыообезопасную концентрацию паров образца путем непрерывного их отсасываиия через поглотительное устройство и на каждом этапе нагрева осуществляют отбор проб образца.

Изобретение относится к устройствам для отбора проб газовых смесей для последующего измерения содержания в них вред 2 ных веществ. Цель изобретения - повышение надежности и безопасности работы путем предотвращения образования взрывоопасных концентраций смесей паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей. Способ включает просасывание мерного количества образца газовой смеси через поглотительное устройство, образец герметизируют в нагревательной камере, производят отбор проб, затем производят поэтапный нагрев образца до температуры, превышающей температуру самовоспламенения, постоянно поддерживая при этом взрывобезопасную концентрацию паров образца путем непрерывного отсасывания через поглотительное устройство, и на каждом этапе нагрева осуществляют отбор проб образца. 2 ил., 2 табл. сл

Нижние пределы взрываемости

Ориентировочные концентрации паров масла

Таблица 1

Таблица 2

ч

ч

i

Ч

м

1

I

1 $ I I

с

§ to

W.

I 111

S4N

I

1

§

N w

s

§

«N

. О