Изобретение относится к конструкциям устройств и приборов для исследования проб вещества на поглощение - выделение газов и может быть использовано для определения и регистрации процессов самоокисления каменных углей.
Известно устройство для исследования проб вещества, содержащее реактор, газопровод, соединенный с нижней частью реактора и контрольно-измерительную аппаратуру.
Недостатками известного устройства являются следующие: ниэкая точность и медлениость определений, а также невозможность изменения объема рабочей жидкости, определяющей продолжительность одного цикла, а следовательно, и чувствительность прибора к процессу самоокисления каменных углей; невозможность произвольной замены отработанного воздуха на свежий (т. е. в любое время приводить устройство в исходное рабочее положение); отсутствие сбора отргботаншого газа, необходимый для химического анализа, работа с устройством, имеющим ртутный затвор, Т1робует соответствующей осторожности из-за токсического действ,ия ртути.
Целью изобретения является устранен.е указанных недостатков, повыщение точности и ускорения определений, а также улучшение газообмена в реакторе и сбор отработанного газа для химического анализа.
Для этого устройство снабжено последовательно установленными сборниками л идкости и U-образным замьжающим сосудом, соединенными между собой сифоном, гидравличесКИМ и ртутным затворами, верхняя часть реактора соединена с гидравлическим затвором, а также .между гидравлическим затвором и сборником жидкости установлен подвижный переточный сосуд, снабженный газовой бюреткой.
На фиг. 1 изображена схема устройства со сборником жидкости, установленным на газопроводе, первый ва риант; на фиг. 2 - схема устройства без ртутного затвора с переточным сосудом, второй вариант выполнения.
Устройство для исследования проб вещества СОСТОИТ из реактора /, к верхней части которого припаяна трубка гидравлического затвора 2. Нижний открытый конец этого затвора погрул ается в сосуд 3 с ж идкостью.
Газо(воздухо)провод 4 соединяет низ реактора / с верхом сборника 5 жидкости. Этот сборник имеет гидравлический затвор 6, соединяющийся с замыкающим сосудом 7 заполненным Ж;1дкостью, и ртутный затвор 8, помещенный в сосуд 9. Последний соединяется с тонкой трубкой W воздухоподачи, помещенной в кожух 11, соединяющийся со сборником 12 жидкости, имеющим сифонную трубку 3, свободный конец которой опущ.ен в открытое колено замыкающего сосуда 7. Трубопровод 14 соединяет кожух // с сосудом 7.
Трубка 10 Боздухоподачи в верхней части сообщается узким отверстием а с окружающим воздухом.
Устройство работает по этому варианту исполнения следующим образом.
Иенытуемая проба угля загружается в реактор /, после чего загрузоч.ное отверстие герметически запаивается. Возникающий внутри peaiKTOpa 1 ва-куум за счет самоокисления испытуемой пробы угля всасывает жидкость в трубки гидравлических затворов 2, 6 из своих сосудов 3, 7 и ртуть из сосуда 9 в капилляр ртутного затвора 8.
Рабочая высота гидравлического 2 и ртутного 8 затворов больше высоты гидравлического затвора 6.
При достижении вакуума внутри реактора / больше высоты гидравлического затвора 6, жидкость из сосуда 7 перетя гивается в сборник 5, в результате чего автоматически раскрывается гидравлический затвор, а вместе с этим ликвидируется и вакуум, возНИ1КЩИЙ внутри реактора /. После этого жидкость из сборника 5 самопроизвольно стекает через капилляр затвО|ра 8 в сосуд 9, а затем в тонкую трубку 10, с помощью которой и смачивающих свойств жидкости воздух всасывается из окружающей среды через отверстие а и подается в кожух //, трубопровод 4, открывщий конец гидравлического затвора 6, в сосуд 7, сборник жидкости 5, воздухопровод 4, в реактор /, выталкивая при этом отработанный воздух через гидравлический затвор 2 в атмосферу. При заполнении сборника 12 жидкостью сифонная трубка 13 замыкается, в результате чего жидкость самотеком из сборни1ка 12 пе.реливается в сосуд 7, замыкая систему в исходное рабочее положение для выполнения следук}щего иикла.
Неравномерность самоокисления каменных углей определяется веЛ|Ичипой периода перетягивания жидкости из замыка(ощего сосуда 7 3 сборник 5 жидкости.
СоглаСно второму вариа нту .исполнения, устройство для исследования проб вещества состоит из реактора 15, верхняя часть которого соединена трубопроводом 16 с кожухом 17 трубки 18 гидравлической подали отпаботянного воздуха. Н-из его соединен трубопроводом 19 с приемником запирающей жидкости 20, который имеет кран 21 и гидрозатвор 22, соединяющийся другим своим концом с сосудом 23. Низ приемника 20 соединяется трубопроводом 24 с кожухом 17. В средпей части трубопровода 24 вмонтирован капилляр 25.
Трубка 18 гидравлической подачи отработанного воздуха нижним своим концом соечиняется через разделитель 26 воздуха, трубопровод 27 с мерной бюреткой 28 отработанного воздуха. Beipx бюретки 28 имеет кран 29 а низ ее через трубопровод 30, передаточный сосуд 31 с отводом 32 и гибкий шланг 33 соединяется с напорной склянкой 34 запирающей жидкости.
Разделитель 26 соединяется со сборником
35 запирающей жидкости. Нижний конец раз5 делителя 26 воздуха и отвод 36 сборника 35
задирающей жидкости образуют малый гидрсзатвор.
Низ сосуда 23 и отвод 36 соединяются через гибкие щланги 37, 38 с подвижным перетачным сосудом 39, который чэрез отвод 40, гибкий шланг 41 соединяется с .напорной склянкой 42 занирающей жидкости.
Подготавливается прибор к работе следуЮИ1ИМ образом. Испытуемый уголь крупностью 5 0,5-3 мм в количестве 300-500 г загружается S реактор 15 через отросток 43. После загрузки угля этот отросток герметически закрывается.
Заполняются запирающей жидкостью на0 парные склянки 34 и 42. Подвижный переточный сосуд 55 устанавливается таким образом, чтобы его отвод 40 расположился на 3-5 см выЩе нулевого уровня, т. е. выще места присоединения гидрозатвора 22 к сосуду 23. Чем 5 больше будет принята эта высота, тем больше зволится рабочей жидкости в цикл, тгм самым больше продолжительность цикла, а вместо с этим меньше чувствительность циклоMjp. к процессу самоокисления каменных уг0 лей, и наоборот.
Предельной высотой положения отвода 40 является такое значение, ир.и котором объем запирающей жидкости в цикле будет равен объему приемника 20.
5 После этого з поднятом положении напорной склянки 42 выше нулевого уровня, подсосом через 1кран 21 запирающая жидкость перетягивается в приемник 20 в таком коли естве, чтобы он заполнился несколько выше 0 конца трубки 18.
Напорная склянка 42 опускается и устанавливается на свое место. Избыточная зап.и|),аяся жидкость при открытом кране 2f через капилляр 25, трубку 18 возвращается 5 в напорную склянку 42. Захватываемый при этом трубкой 18 воздух выталкивается через разделитель 26, трубопровод 27, мерную бюретку 28 и открытый кран 29 в атмосферу. Некоторое количество запирающей жидкости 50 по закону сообщающихся сосудов остается в пр:ем1нике 20 и в кожухе 17 на высоте конца труб; и 18. Закрывается кран 21. Поднимая напс:)ную склянку 34 заполняется запирающей жидкостью мерная бюретка 28. Закры55 зает:я KpaiH 29.
Напорная склянка 34 опускается и устанавливается на свое место. Избыточная запирающая жидкость стекает из пареточного сосуда 31 в напорную склянку 34. Произволь60 ная замена воздуха в реакционном сосуде производится следующим образом. Открывается кран 21. Запирающая жидко1сть, стекая из мерной бюретки 28 в напорную склянку 34, всасывает свежий воздух в реактор 15. Из 65 мерной бюретки 28 воздух выталкивается в
атмосферу напорной склянкой 34 через кран 29. Цикл повторяется несколько раз, после чего кран 21 закрывается, а мерная бю1ретK- I 28 заполняется запирающей жидкостью.
Подтотовленный таким образом цикломер работает следующим образом. Вакуум, возникающий внутри реактора 15, за счет самоокислевия испытуемого каменного угля втягивает запи1рающую жидкость в гидравлический затвор 22, трубку 18 гид:равлической подачи воздуха и кожух 17. При этом наступает такой момент, когда вся зяпирающая жидкость сосуда 23 перетягивается в приемник 20, сбрасывая возникщ,ий вакуум и открывая свободный доступ свежего воздуха из окружающей атмосферы в реактор 15. Перетянутая запирающая жидкость, медленно стекая через капилляр 25, трубопровод 24, захватывает в трубе 18 отработанный воздух и подает его через разделитель 26, трубопровод 27 в мерную бюретку 28, а сама поступает в сборник 37.
При это.м всасывается в реактор 15 свзжий воздух из атмосферы через сосуд 23, открытый гидрозаивор 22, приемник 20 и трубопровод 19. В ко«це истечения рабочей ж идкости в сборник 35 и переточный сосуд 39 происходит замыкание гидравлического затвора 22, приводя устройство в исходное рабочее положение для выполнения следующего цикла.
Регистрируя продолжительность одного цикла, количество выделяемого при этом отработанного воздуха, характеристику окружающей среды и определяя химический состав
отраоотанного воздуха за длительные периоды, устанавливается взаи.мосвязь процесса самоокисления камевных углей с окружающей средой. Изучение этого явления с помощью данного устройства, поможет расщирить представления о свойствах каменных углей, о сущности метаморфизма в процессе их образования, а вместе с этим и возможности практического эго использования.
Форм у л а и 3 о б ip е т е н и я
1.Устройство для исследования проб вещества, например, для определения и регистраЦии самоокисления каменных углей, содержащее реактор, газопровод, соединенный с нижней частью реактора, и контрольно-измерительную аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и ускорения определений, оно снабжено последовательно установленными сборниками жидкости и и-образным замыкающим сосудом, соединенными между собой сифоном и гидравлическим и ртутным затворами.
2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхняя часть реактора соединена с гидравлическим затвором.
3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающ е е с я тем. что, с целью улучшения газообмена в реакторе, между гидравлическим затвором ,и сборником жидкости подвижно установлен передаточный сосуд.
4. Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ ее с я тем. что, с целью сбора отработанного газа для химического анализа, сборник жидкости снабжен газовой бюреткой.
Фаг. /
Фиг.2
