Установка для определения изменения свойств твердого топлива при хранении Советский патент 1976 года по МПК G01N33/22 G01N1/22 

рактеристик исследуемого топлива в ходе испытания;

Это достигается тем, что установка выполнена из вертикальной установленной на основании прибора полой стойки, в которую вмонтированы наклонные коррозионноустой | чи1аые трубки, так что внутренние полости их и стойки образуют. один непрерывный герметичный канал в виде змеевика, общая длина которого должйа быть не менее трех метров и верхний конец которого открыт в атмосферу.

На чертеже изображена предлагаемая установка для определения изменения свойст твердого топлива при хранении.

На основании 1 укреплена цилиндрическа стойка 2, внутри которой по ее оси симметрии просверлен канал 3. В стенках цилиндра просверлены две группы наклонных каналов 4 и 5 (20-ЗО к горизонту), располоЖбнных так, что их вертикальные плоскости симметрии находятся под некотором углом друг к другу (например 9О ). Эти наклонные каналы пересекают центральный канал 3. В каналы 4 первой группы герметично вставлены и закреплены V -образные согнутые трубы б, в крайние каналыпрямые трубы 7. Трубы должны быть из нержавеющего материала. При этом внутренний канал, образованный трубками, представляет собой змеевик, длина которого должна быть не менее 3 м. Эта длина обусловлена глубиной проникновения кислорода в слой топлива, лежащего в реальном штабеле. Максимальная глубина кислородного влияния для самым устойчивых углей равна 2,5 м. Следовательно, чтобы создать в стенде условия хранения топлива, идентичные условиям нахождения его в бескислородной зоне штабеля, надо иметь глубину слоя топлива, а следовательно, и длину трубы порядка не менее 3 м. Внутренняя полость змеевика служит испытательной камерой, которая перед началом эксперимента загружается испытуемым топливом 8. Каналы 5 второй группы остаются свободными и служат для выемки из испытательной камеры топлива, направляемого на анализ.

В центральный канал 3 стойки помешен поршень 9, выполненный из коррозионностойкого материала и имеющий газоплотный контакт со стенками цилиндра 2. Поршень также имеет две группы наклонных каналов 10, 11, расположенных под тем же угломонаклона, что и каналы в стенках цилиндра. Диаметр этих каналов равен внутреннему диаметру труб 6, 7. При определенных .фиксированных положениях поршня его каналы совмещаются с каналами в

стенках цилиндра и образуют проходимость для них.

Поршень 9 может перемешаться поступательно-вращательно с помощью укрепленной на нем выступающей ручки 12, движимой по направляющей винтовой ппорези 13 в стенке цилиндра 2ж;-Ортановка поршня 9 осуществляется в фиксированных положениях, при которых каналы поршня 9совпадают с каналами цилиндра 2.

На перегибах змеевика смонтированы газозаборные узлы 14, представляющие собой приваренный к трубе цилиндрический корпус с от1 ерстием, перекрываемым резиновой мембраной, который закрепляется с помощью завинчивающейся крышки. Забор газа через мембраны осуществляется с помощью шприца, поэтому в крышке узла имеется отверстие для прохода иглы шприца.

В собранном состоянии установка представляет собой трубу, выполняющую роль камеры, в которую загружают испытуемый уголь, выполненный в форме змеевика.Возможно использование и прямой трубы, в которую можно загрузить уголь. Но при этом высота установки получается весьма большой - не менее 3 м, что в свою очередь требует помещений с высоким потолком и создает трудности с заборами проб топли и газа на высоте.

Испытания на предлагаемой установке проводятся следующим образом.

Поршень 9 устанавливается в крайнее нижнее фиксированное положение (на чертеже дано изображение установки, имеющей два фиксированных положения поршня, т.е. в процессе эксперимента можно отбирать топливо на анализ дважды из всех пробозаборных точек).

Если увеличить число каналов в поршне то можно увеличить и число пробоотборов в ходе эксперимента. При этом группа поршневых каналов 1О создает проходимость каналам4 в стенках цилиндра, а поршневые каналы 11 создают проходимость каналам 5 в цилиндре 2. Сняв крышки и убрав резиновые мембраны в газозаборных узлах 14, через открывшиеся отверстия и открытый верхний конец трубы змеевика загружают камеру тщательно проанализированным (например, по Ц A,W/, С, Н, N; и др.) топливом 8. Гранулометрический состав топлива должен быть равномерным, причем размер частиц его не должен быть более 1/2О диаметра канала змеевика, с тем чтобы избежать стеночного эффекта.

Затем устанавливают поршень в верхн фиксированное положение и производят повторное дозаполнение камеры топливом. При

этом заполненные топливом каналы 10 в поршне 9 поднимаются выше канала змеевика (каналов, которые заполнены топливом и стоят выше канала змеевика, может быть больше, чем один). Они должны быть сведены с ними по газовому пространству. Это можно достигнуть проточкой винтообразной прорези по стенке цилиндра. При повторном дозаполнении топливом засыпается канал 11 поршне. Теперь узлы 14 закрывают резиновыми мембранами и крышкой, верхний открытый конец трубы 7 закрывают газопроницаемой пробкой, например ватным тампоном. Установка собрана - испытание началось. I . , , . ,-..

Через установленные промежутки времени производят определение состава газа меж пускового пространства отбором его с помощью шприца через газозаборныеузлы 14 с последуюшим анализом, например, на хроматографе. Этим определяем глубину проникновения кислорода в слой топлива и рвспредедение его концентрации по слою. Глубина проникновения кислорода определяет химическую активность топлива, а также дает возможность учета доли объема топлива, находяшегося в кислородной зоне, от общей массы штабеля. Динамическое равновесие газового состава межпускового пространства топлива при постоянной температуре достигается уже на вторые сутки. Постепенно зона кислородного влияния может увеличиваться.

Через определенные промежутки времени, достаточные для того, чтобы произошли изменения в качестве топлива, доступные для точного определения (бурые угли требуют при температуре 20 С около 3 месяцев производят перемещение поршня во второе фиксированное положение. При этом канал 1 в поршне 9, составляющие первоначальное единое целое со змеевиковым каналом, опус ;каются и становятся напротив каналов 5 в стенках цилиндра 2, а каналы 10 поршня 9

совмещаются с каналами 4 в стоиках пнлиндра 2.

С помошью палочки , вставляемой в канал 5, выталкивают топливо исз канала 11 п какую-либо емкость и направляют его на рпределениег требуемых параметров. При этом происходит разгерметизация установки и .эксперимент продолжается. Место изЕ1лечеиного участка топлива, которое находилось в канале 11, занимает следующий участок топлива, находящийся в канале 1О. Поскольку этих каналов можно изготовить достаточное количество, то и отборов топлива на анализ в процессе эксперимента можно проводить нужное количество раз. С целью воссоединения динамики процессов хранения целесообразно в ходе эксперимента произвести 4-5 пробоотборов. По результатам анализов с учетом распределения ния кислорода по глубине слоя топлива можно достоверно судить о количественных и качественных изменениях, происходящих при хранении топлива как в зоне кислородпого влияния, так и в бескислородной зоне.

Формула изобретения

Установка для определения изменения 1СВОЙСТВ твердого топлива при хранении, содержащая емкость для топлива, о т л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью приближения условий в установке к эксплуатационным, емкость выполнена в виде наклоин1 1Х трубок, укрепленных в полой стойке,внутри которой размещен плунжер с рядом просверленных в нем каналов, причем трубы и каналы плунжера образуют один герметичный объем в виде змеевика, верхний конец которого открыт в атмосферу, на сгибах змоепика установлены резиновые мембранг, для отбора газа, а в стенке просверле1гы две группы отверстий, соответствующих каналам в плунжере и сообщающих каналы с атмосферой при повороте плунжера вокруг вертикальной оси.