Способ концентрирования фракций в пробах газовой среды и устройство для его осуществления

Способ концентрирования фракций в пробах газовой среды и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ концентрирования фракций в пробах газовой среды, включающий очистку через фильтр и сжижение-, газовой среды, отлимающи йс я тем, что,-с цельюповышения надежности и увеличения степени концентрирования примесей и повышения эффективности очистки газовой среды, часть сжиженной газовой среды распыляют в поток исходно1 газовой среды до ее очистки на фильтре, 2, Устройство для концентрирования фракций в пробах газовой середы, вк:люча эщее фильтр и криогенный узел отбора проб воздуха с при1«сями, содержащи 1 конденсирующий элемент с входной и выходной частями и сборную оснотную и промежуточную емкости,. о т л и чаю щ е ее я тем, .что, с увеличения степени концентрирования примесей, фильтр установлен перед входной частью конденсирующего элемента, а промежуточная сборная емкость с набжена помещенным в нее импульсным бесклапанным насосом, который соединен с входной частью конденсиру10щего . элемента посредством (Л трубютровода, пропущенного через кондёнсирухщий элемент с уплотнением и через фильтр.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕС1 1УБЛИН

А (19) 01) У 1). 6 01 М 1/22,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Н Ae TOPCKOMV СВИДЕТОЙС РВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21,) 3408404/23-26 (22) 22. 03,82 (46) 30 ° 07,83. Бюл, Н 28 (72) Ю.И.Гаврилин, В.Т.Хрущ и У.Я.Иаргулис (53) 543.053(088.8) (56) 1. Авторское, свидетельство СССР

У 724974, кл. G 01 )1 1/22. (51)) CnOCOS ОИЦЕИТРИРОВАИИЯ ФРАКЦИЙ

В ПРОБАХ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1. Способ концентрирования фракций в пробах газовой среды, включающий очистку через фильтр и сжижение . газовой среды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьыения надежности и увеличения. степени концентрирования примесей и павщцения эффективности, очистки газовой среды, часть сжиженной газовой среды распы" ляют в поток исходной газовой среды до ее очистки на фильтре..

2. Устройство. для концентрирова-. ния фракций в пробах газовой среды, включающее фильтр- и криогенный узел .. отборе проб воздуха с. примесями, содержащий конденсирующий элемент с входной и выходной частями и сборную: основную и промежуточную емкости,. о т л и ч а ю щ е е с я тем,.что, с целью увеличения степени концентрирования. примесей, Фильтр установлен перед входной частью конденсирующего элемента,- а промежуточная сборная емкость снабжена помещенным внее им- пульсным бесклапанным насосом, который соединен с входной частью кон- Е денсируе)щего.элемента посредством трубопровода, пропущенного через конденсирующий элемент .с уплотнением и через Фильтр. ю %

1 10323

Изобретение относится к исследованию физических и химических свойств .вещества, а"более конкретно K получению и подготовке образцов при исследовании газовых смесей и аэрозолей, 5 и может быть использовано при изу. чении загрязнений воздушной среды с помощью к риогенно-конденсационных пробоотборни ков.

Известен криогенно-конденсацион- 10 ный способ отбора проб воздуха с примесями, реализуемый в устройстве для отбора проб воздуха с примесями, содержащем кондеисирующий элемент с входной и выходной частями, охлаждаемый жидким азотом, вибратор, рас.положенный на входе конденсирующего элемента, и приемную емкость, расположенную за выходом конденсирующего элемента. Способ, реализованный в данном устройстве, позволяет сконцентрировать примеси во всем объеме сжиженного воздуха с коэффициентом концентрирования равным

660. Наличие вибратора, осуществляющего встряхивание конденсирующего элемента вдоль оси, препятствует фик- . сации кристаллов Н О с СО и пр, на конденсирующих поверхностях, что снижает потери информации о примесях, содержащихся в отбираемом воздухе f1j.

Недостатком способа является потеря части информации на входных отверстиях трубок конденсирующего (до

103 и выше за счет образования "слоя"З5 из кристаллов Н О и ГО, и пр.) элемента и трудноконцентрируемое распределение примесей неблагородных газов в сжиженном воздухе, что делает неопределенной геометрию измерения гамма-активности, например, на полупроводниковом детекторе ДГДК, а также сложность осуществления встряхивания конденсирующего элемента больших габаритов, рассчитанного на высокие скорости пробоотборника в устройстве, реализующем способ.

С ростом силы удара растет величина энергии, затрачиваемой на подъем сердечника вибратора, что влечет за собой использование мощных источников питания, а это нецелесообразно при проведении исследований в полевых условиях, Цель изобретения - снижение по- 55 терь информации, заключенной в адсорбированных примесях, обеспечение универсальности простоты и надежно57 сти технологических процессов, увеличение степени концентрирования примесей, содержащихся в газовой смеси, при непрерывном повышении эффективности очистки газовой смеси от приск:сей в процессе .пробоотбора.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу концентрирования фракций в пробах газовой среды, включающему сжижение газовой среды и очистку через фильтр, часть сжиженной газовой среды распыляют в поток исходной газовой среды до ее очистки на фильтре.

Устройство; включающее Фильтр и криогенный узел отбора проб воздуха с примесями, имеет конденсирующий элемент с входной и выходной частями и сборную основную и промежуточную емкости, фильтр установлен перед входной частью конденсирующего элемента, а промежуточная сборная емкость снабжена помещенным в нее импульсным бесклапанным насосом, который соединен с входной частью кон-% денсирующего элемента посредством трубопровода, пропущенного через конденсирующий элемент с уплотнением и через фильтр, Способ осуществляют следующим образом.

Отбираемый воздух пропускают через несущий Фильтр, который охлаждают с нижней стороны путем контактного наложения на входные отверстия трубок конденсирующего элемента, омываемого хладагентом, В случае необходимости иметь высокую температу" ру охлаждаемого несущего фильтра, контактное наложение несущего Фильтра отсутствует, Прошедшие через несущий Фильтр первые порции газовой смеси, уже частично очищенные от примесей, сжижаются в конденсирующем элементе и из него сжиженную газовую смесь направляют в дополнительную приемную емкость, откуда необходимое количество сжиженной га- зовой смеси подают на вход конденсирующего элемента и сверху орошают несущий фильтр, Капли сжиженной газовой смеси под действием силы тяжести и засасываемого потока сжижаеиой газовой смеси проникают е глубину фильтра, охлаждая его и засасываемую газовую смесь. Примеси, содержащиеся в газовой смеси, переходят на несущий Фильтр, а затем и на ранее зафиксированные на нем 1 и в

32357 4

10!

Устройство работает следующим обза разом, После включения криогенного устройства отбираемая смесь после фильтрующей насадки проходит через несущий фильтр 3, расположенный над входными отверстиями 2 конденсирующего элемента 1, к конденсирующим поверхностям, на которых сжижается и поступает в промежуточную сборную емкость 4, где расположен импульс- 40 ный бесклапанный насос 5. Часть сжиженной газовой смеси через фильтры насоса заполняет его внутреннюю полость, а избыток выливается в прием" ную .емкость. Насос подает необходи- 45 мое количество сжиженного газа по трубопроводу 6 на вход конденсирующего элемента 1 через несущий фильтр

3. Здесь сжиженная газовая смесь разбрызгивается через отверстия в верх- 50 ней части трубопровода и под действием силы тяжести и потока засасываемой газовой смеси капли жидяости падают на несущий Фильтр 3, охлаждая его по всей глубине вместе с 55 засасываемой газовой смесью. Примеси, содержащиеся в газовой смеси {за исключением примесей благородных з 10 нем) примеси, которые продолжают охлаждаться по eceii глубине разбрызгиваемыми сверху порциями ранее сжиженной газовой смеси. Таким образом получают непрерывно наращиваемый по мере пробоотбора фильтр, состоящий иэ примесей, содержащихся в газовой среде. Причем состав примесей может быть изменен искусственно, Эффективность такого фильтра в отличие от существующих повышается в процессе пробоотбора с увеличением зафиксированных на несущем фильтре примесей

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит конденсиру.ющий элемент 1 с входными отверстиями 2 для входа газовой смеси, перед которыми расположен несущий фильтр.3 (например, мембранный фильтр, снег„ вата), а на выходе размещена промежуточная сборная емкость ч с помещенным в нее импульсном бесклапанным насосом 5, который соединен с входом конденсирующего элемента посредством трубопровода 6, пропущенного через конденсирующий элемент и с уплотнением через несущий Фильтр. газов),.Фиксируются на несущем Фильтре 3 и, в свою очередь, на этих примесях Фиксируются примеси из последующих порций газовой смеси. При этом охлаждение за счет геплообме-на с. порциями. сжиженной смеси продолжается в процессе всего пробоотбора.

Слой зафиксированных примесей непрерывно наращивается, повышая эффективность очистки отбираемой газовой снеси от содержащихся в ней примесей.

Температуру несущего Фильтра 3 можно изменять, меняя количество сжиженного газа, подаваемого на его вход, а также его расстояние от вход" ных отверстий 2 конденсирующего элемента 1.

Предлагаемое устройство, выпол" няя функцию, аналогичную функции вибратора в прототипе, а именно. снижение потерь информации на конденсирующих поверхностях и на входных отверстиях конденсирующего элемента, характеризуется.полным отсутствием подвижных частей, что повышает надежность устройства в сочетании с его простотой, Устройство благодаря введению импульсного бесклапанного насоса и охлаждаемого по всему объему несущего фильтра с примесями, расположенного непосредственно перед входом конденсирующего элемента, в отличие от прототипа может выполнять указанную функцию принципиально при любой производительности без шума, при значительно меньших потерях информации и с малыми затратами энергии (в 25-50 раэ меньшими, чем в прототипе). Последнее обстоятельство позволяет отказать— ся от мощных и, соответственно, тяжелых источников питания, что дает возможность более широко и универсально испольэовать криогенное устройство вместе с предлагаемым устройством при отборе проб газовой смеси в полевых условиях.

По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство более сложно в изготовлении, но позволяет свести коэффициент проскока различных веществ (за искпючением благородных газов и воздуха) .через несущий Фильтр до минимума (К О, Я / при температуре охлаждения ниже температуры кипения кислорода, но выше его температуры кристаллизации.

Чувствительность анализа повышается в 150 и более раз.

S 1032357 4.

Предлагаемое устройство позволя- емной скорости снижением времени ет производить отбор проб практи- анализа и повышением точности опредечески с любыми обьемными скоростя ления концентрации примесных фракми с соответствующими повышению обь- ций, содержащихся в газовой смеси. йод Разлука умам юаюаука

&ад

- тутнт

8neag гас

Жидк бэОл

Ориеюшя Ькосав

Жидкий доздук

ВнИИПИ Заказ 5393/48

Тираж 873 Подписное

» « еа

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4