Устройство для анализа газов Советский патент 1937 года по МПК G01N7/18 G01N31/16 

Предлагаемое устройство предназначается для анализа газов путем автоматического их титрования. Метод титрования давно известен для определения газов и имеет широкое применение, например, в производстве серной кислоты для контроля таковых (прибор Райха для определения SOa), Точно так же и необходимая для автоматизации работы силовая часть предлагаемого устройства аналогична применяемой в газоанализаторе Моно. Равным образом не НОВО и применение фотоэлемента для автоматического определения момента окончания реакции титрования. Таким образом новизна предложения заключается не В примег енйи каких-либо НОВЫХ принципов работы, а в оригинальности конструкции и В наличии ряда НОВЫХ деталей, имеющих целью обеспечить действительно полную автоматизацию работы аппарата по выполнению как процесса титрования, так и записи результатов.

Изображенное на чертеже устройство слагается из следующих главных частей: СИЛОВОГО приспособления, волюмометра, буферного сосуда, абсорбера, фотоустройства, аспиратора, измерительного цилиндра и пишущего приспособления.

Силовое приспособление получает ВОДУ из расположенного на высоте

6-10 М ВОДЯНОГО резервуара, в котором при помощи поплавка и крана поддерживается постоянный уровень воды, и состоит из СИЛОВОЙ . трубки /, бюретки 2 и СИЛОВОГО сосуда 3, соединенного с бюреткой как сливом в нижней части бюретки, так и отверстиями в бюретке у горла сосуда. Силовой сосуд залит ртутью, имеет сообщение с волюмометром при помощи гребенки 4 и снабжен спускным краном 5, а бюретка В верхней, своей части сообщается с аспиратором. При отсутствии давления ртуть В СИЛОВОМ сосуде, волюмометре и сточной трубке находится на одинаковом уровне, причем перелив бюретки и нижняя часть силовой трубки залиты ртутью. При открывании водяного крана, т. е. при создании напора в силовой бюретке и сообщающемся с нею силовом сосуде происходит выдавливание ртути одновременно в волюмометр и в силовую трубку, причем когда ртуть начинает переливаться через верхний скрытый конец силовой трубки,уровень ртути В волюмометре достигает высшего своего положения. Когда вся ртуть, находившаяся в нижней части силовой бюретки, будет удалена напором воды через силовую трубку, вода получает свободный проход через последнюю в аспиратор, давление падает и уровни ртути В СИЛОВОМ сосуде и волюмометре

выравниваются, создавая таким образом чередующийся импульс для засасывания в волюмометр титрованного раствора и нагнетания воды в аспиратор.

Волюмометр 6, предназначенный для засасывания в него из резервуара 8 Определенного объема (25 - 40 см ) титрованного раствора, соединен с означенным резервуаром капиллярной трубкой и всасывающим ртутным затвором 7, а для нагнетания высосанного титрованного раствора в буферный сосуд предназначен ртутный нагнетательный затвор 9.

Буферный сосуд W, принимающий из волюмометра титрованный раствор и передающий его в абсорбер, предназначен для использования больщей части периода нагнетания с целью полного осуществления работы аспиратора.

Абсорбер // является той частью устройства, в которой происходит процесс титрования. Он соединен как с буферным сосудом, так и с источником газа, который поступает в нижнюю часть абсорбера через переключатель 2/ при помощи реле 22, барботирует в абсорбере через титрованный раствор и удаляется в аспиратор через обратный затвор /2. Отработанный после реакции раствор спускается через укрепленную в дне абсорбера сифонную трубку 20 и при помощи сифона }8, соединенного с измерительным цилиндром, даляется через затвор /Р.

Фотоустройство состоит из осветительной лампы 37 с конденсатором, питаемой током от трансформатора 39, и фотоэлемента 38, расположенных по обеим сторонам абсорбера таким образом, что пучок параллельных световых лучей лампы проходит через находящуюся в абсорбере жидкость и падает на соединенный с источником тока фотоэлемент, который в момент обесцвечивания жидкости и увеличения ее светопрозрачности действует при помощи рабочего реле 3J на перо пишущего приспособления, отмечающего на движущейся диаграмме соответственную точку кривой.

Аспиратор /5, предназначенный для создания разрежения, необходимого для высасывания из абсорбера пропущенного через него и обработанного объема

испытуемого газа, сообщается как с силовой бюреткой 2, периодически доставляющей нагнетаемую воду после наполнения волюмометра раствором, так и с абсорбером для высасывания из него через обратный затвор /2 отработанного газа, удаляемого затем из верхней части аспиратора при помощи газового затвора 14. Внутри аспиратора находится сифон, служащий для переливания в определенный момент в измерительный цилиндр такого объема воды, который соответствует объему высосанного из абсорбера отработанного газа. Автоматизм действия достигается такой установкой регулирующего крана, чтобы к концу периода всасывания раствора в волюмометр произошло заполнение аспиратора на высоту перелива установленного в нем сифона.

Измерительный цилиндр J5, принимающий воду из аспиратора и связанный с пищущим приспособлением помощью поплавка /б, показывающего уровень воды в цилиндре, снабжен в нижней своей части двумя сифонами 77 и 8. Первый служит для автоматического опоражнивания цилиндра после каждого титрования, для чего перелив сифона устроен на высоте, соответствующей уровню воды в момент полного опо-, рожнения аспиратора, а второй сифон J8 предназначается для высасывания из абсорбера отработанного титрованного раствора. С этой целью он соединен с переливной трубкой 20, укрепленной в дне абсорбера, и имеет перелив значительно выще перелива сифона /7, так что вода из измерительного цилиндра никоим образом не может переливаться через означенный сифон 18. При подъеме в измерительном цилиндре уровня воды происходит лищь соответственный подъем ее и в сифоне, причем заключающийся в последнем воздух может выходить лишь через затвор 7Р, разобщающий газовое пространство от атмосферы. При понижении же уровня воды в цилиндре и, следовательно, в сифоне 18, в последнем создается разрежение, достаточное для того, чтобы в переливной трубке 20 поднять уровень отработанного раствора до перегиба и сифонировать таким образом весь находящийся в абсорбере отработанный раствор, который, не будучи ничем разбавлен, может быть регенери- рован. Работа измерительного цилиндра и аспиратора координирована с работой силовой части таким образом, что абсорбер опоражнивается в середине или в конце периода нагнетания, оставаясь пустым лишь самое незначительное время, после чего в него переливается из буферного сосуда новая порция свежего титрованного раствора и цикл операций повторяется.

Пишущее приспособление, предназначенное для автоматической записи результатов титрования, связано с измерительным цилиндром, как уже указывалось, посредством поплавка /б. Поплавок уравновешен грузом 25, подвешенным на серебряной цепочке, перекинутой через передаточное колесо 23, полный оборот которого соответствует полному подъему поплавка. С колесом 23 сцеплено колесо 24, перемещающееся при полном обороте колеса 23 на угол в 30° и несущее на себе шпильку 26, свободно сцепленную со шпилькой стрелки пера 27, движущегося, по мере подъема поплавка, вдоль столика диаграммы 36, не прикасаясь, однако, к самой диаграмме, а находясь на расстоянии -2мм от нее. Для продвижения диаграммы над столиком 36 для записи служат вращающийся от часового механизма барабан 35 и валики- передающий 52, сматывающий 33 и наматывающий 34. Означенное приспособление действует следующим образом. Как только в абсорбере произойдет обесцвечивание титрованного раствора и светопрозрачность его значительно увеличится, через фотоэлемент начинает проходить фототок порядка 20 (J.A, усиливаемый при том лампой 0, который через первичное реле 43 и дужку 29 передается рабочему реле 31, прижимая перо 27 к столику 36 посредством механизма 30. Одновременно с этим сцепленные шпильки 26 расцепляются, так что прижатое дужкой перо остается на месте, записывая линию ординат, определяемую положением поплавка в момент обесцвечивания, а длина линии определяется продолжительностью освещения фотоэлемента и скоростью движения диаграммы.

Вышеозначенное устройство газоанализатора, как выяснилось из опытов с экспериментальной моделью, не лишено различных недостатков. Поэтому автор предусматривает ряд необходимых конструктивных изменений деталей, каковы: а) видоизменение пишущего приспособления, заключающееся в том, что, с целью получения более равномерной щкалы, реле дужки исклю чается, а перо прибора жестко связывается с рычагом, ролик которого прижат к профилированной шайбе, насаженной на ось, вращаемую от по плавка измерительного цилиндра; б) применение особого дополнительного реле для управления выключением тока воды во время действия сифона аспиратора; в) видоизменение переключателя 2/ и некоторые другие.

Предмет изобретения.

1.Устройство для анализа газов путем пропускания исследуемого газа че рез титрованный раствор и регистрации изменения цвета раствора при помощи фотоэлемента и с использованием для автоматического отмеривания титрованного раствора и засасывания исследуемого газа в абсорбционный сосуд силовой части автоматического газоанализатора, отличающееся тем, что, с целью наполнения водой аспиратора J3, соединенного сифоном с измерительным сосудом 75 во время засасывания газа в абсорбционный сосуд 7/, аспиратор 75 соединен со сливной трубкой для воды силовой части устройства.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что измерительный сосуд 75 соединен с сифоном абсорбционного сосуда 1J с целью приведения указанного сифона в действие при сливе воды из сосуда 75 через сифон 77.

3.Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью получения равномерной щкалы регистрирующего прибора, пишущее приспособление жестко связано с рычагом, ролик которого прижат к профилированной шайбе, насаженной на оси, вращаемой от поплавка, помещенного в измерительном сосуде 75.

4.В устройстве по пп. 1-3 применение реле, служащего для управления выключением тока воды но время действия сифона аспиратора 13 и приводимого в действие от соединенного с аспиратором манометра.

5.В устройстве по пп. I - 4 применение перекидного жидкостного затвора 2/, управляемого от включенного в цепь

фотоэлемента реле и служащего, пр изменении окраски титрованного раствора, дла соединения подводящей газ трубки абсорбционного сосуда с атмосферой.

6. В устройстве по пп. 1-5 применение буферного сосуда JO, установленного между волюмометром и абсорбционным сосудом //.