Устройство для дозирования микроколичеств газа Советский патент 1980 года по МПК G01F11/28 

Изобретение относится к области приборостроения и может найти приме нение в химической и газовой промышленности . При дозировании газов широкое распространение получили устройства основанные на Объемном методе и вклю чающие дозатор с калиброваннЕлм рабо чим объемом. Дозатор заполняется при постоянном давлении дозируемым веществом, после чего отдозированная проба вещества вытесняется из рабочего объема дозатора газом-разб вителем, в качестве которого, напри мер, при составлении калибровочных смесей используется основной компонент приготовляемой смеси, а при ан лизах - газ-носитель 1. Эти устро ства имеют ограниченный диапазон до рования из-за наличия в дозаторе одного рабочего объема. Наиболее близким по технической сущности к пре,цложеннаму является устройство для дозирования микроколичества газа, содержащее дозатор с калиброванными объемами, соединен ный с приемником дозируемого газа, источник дозируемой смеси и источник газа-разбавителя 2, В известном устройстве в качестве дозируемой смеси используется не чистый дoзиpye tый газ, а предварительно приготовленная смесь, состоящая из газа-разбавителя в качестве основного компонента с известной концентрацией в нем дозируемого газа. Использование дозируемой смеси из газа-разбавителя и дозируемого газа позволяет дозировать малые количества газа посредством калиброванных объемов значительной величины. Недостатком устройства является невысокая точность дозирования, зависящая от точности приготовлен(-1я дозируемых смесей г подаваемых в устройство, а также от того, насколько точно было произведено измерение истинных величин калиброванных объемов дозатора. Целью изобретения является повышение точности дозирования. Поставленная цель достигается тем, что между выходами источников дозируемой смеси и газа-разбааителя и дозатором с калиброванными объемами установлена емкость с адсорбентом, которая также соединена с приемником дозируемого газа, а в качестве компонента дозируемой смеси использован гелий.

На чертеже приведена схема устройства для дозирования микpoкoличectв газа.

Устройство содержит емкость 1, заполненную адсорбентом, которая через клапаны 2-5 соединена соответственно с источником дозируемой смеси 6, состоящей из смеси гелия с известной концентрацией С дозируемого а источником газа-разбавителя 7, с линией сброса 8, в которой поддерживается постоянное давление Р- , и с приемником дозируемого газа 9, Емкость 1 через клапан 10 связана такж с дозатором 11 г включающим двухвходовой компаратор 12, один вход которого соединен с линией давления задания РЗ () , а другой вход, связанный с клапаном 10, через вентили 13п соединен с калиброванными объемами 14 - 14р,разлнчной величины V - V и через клапан 15 с линией сброса 8. Выход компаратора 12 соединен с приводами клапанов 2 и 10. Емкость с адсорбентом снабжена узлом 16 для изменения ее температуры при дозированиях.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно в зависимости от количества газа Q , которое необходимо отдозировать, устанавливают значение давления Р и подключают к компаратору 12, открывая соответствующий вентиль 13i, калиброванный объем 141, величина которого равна V (одновременно может быть подключено несколько калиброванных объемов 141 - 14п) .

В ИСХОДНОМ состоянии клапаны 2,3,

5и 10 закрыты, а клапаны 4 и 15 открыты. В емкости с адсорбентом

и в калиброванном объеме 14 i дозатора 11, соединенными с линией сброса 8, поддерживается давление РО.

В начале цикла закрывают клапаны 4 и 15 и открывают клапаны 2 и 10. Поток дозируемой смеси из источника

6поступает ,в емкость а дсорбентом 1, где происходит сорбция дозируемого газа на адсорбенте.Несорбирующийся на адсорбенте гелий иэ емкоети 1 поступает в калиброванный объем 14 I дозатора 11. После того, как давление в калиброванном объеме 141 возрастет до значения Pj, на выходе компаратора 12 сформируется сигнал, который поступит на приводаа клапанов 2 -и 10 и закроет эти клапаны. Величина отдозированной пробы О газа, т.е. количество дозируемого газа, поглощенное адсорбентом емкости 1 равно

9 КС(РЗ Po)Vi ,

где К - коэффициент пропорциональности.

Далее открывают клапаны 3 и 4, соединяя емкость 1 с источником газразбавителя 7 и с линией сброса 8, и производят кратковременную продувку емкости 1 газом-разбавителем, удаляя из нее остатки гелия в линию сброса 8. После окончания продувки закрывают клапан 4 и открывают клапан 5. Газ-разбавитель переносят десорбирующийся с адсорбента дозируе вiIй газ из емкости 1 в приемник дозируемого газа 9. После того, как дозируемый газ будет полностью перенесен в приемник 9, клапаны 3 и 5 закрывают, а клапаны 4 и 15 открывают, подготавливая устройство к очередному циклу дозирования.

Узел 16 изменяет в процессе дозирования температурный режим емкости с адсорбентом 1, поддерживая пониженную температуру адсорбента при подаче дозируемой смеси, что увеличивает сорбционную способность адсорбента, и повышенную температур адсорбента при переносе дозируемого газа в приемник 9, что уменьшает сорбционную способность адсорбента сокращая количество газа-разбавител затрачиваемого на перенос дозируемого газа в приемник, расширяет диапазон концентраций дозируемого газа в газе-разбавителе при использовании устройства для приготовлени калибровочных смесей.

Приготовление смесей на основе гелия целесообразно, так как гелий является Практически несорбирующимся газом и его остатки могут быть легко удалены с адсорбента перед переносом отдозируемой пробы в приемник; гелий-инертный газ, не вступающий в химическое взаимодействие с другими газами; измерение концентрации дозируемых газов в гелии даже на очень низких уровнях может быть произведено с высокой точность посредством серийно выпускавших приборов.

Таким -Образом, установка в предложенном устройстве для дозирования микроколичеств газа емко.сти с адсорбентом позволяет использовать предварительно приготовленную смесь из гелия в качестве основного компонента и дозируемого газа в качестве примесного компонента независимо от того, какой газ должен быть использован в качестве разбавителя. Благодаря этому при дозировании микроколичеств газов отпадает необходимость в приготовлении смесей из различных газов-разбавителей и дозируемого газа, аттестация которых часто затруднена из-за отсутствия соответствующих анализаторов состав

Формула изобретения

Устройство для дозирования микроколичеств газа, содержащее дозатор

с калиброванными объемами, соединенный с приемником дозируемого газа, источник дозируемой смеси и источник газа-разбавителя, отличающес я тем, что, с целью повьаиения точности дозирования, между выходами источников дозируемой смеси и газа-разбавителя и дозатором с калиброванны.т объемами установлена емкость с адсорбентом, которая

соединена с приемником дозируемогогаза, а в качестве компонента дозируемой смеси использован гелий.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №146064, кл. G 01 Fi 13/00, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР №391327, кл. F 16К 11/00, 1969 (прототип).

h-O/Cbi

h-o 0-J