Прибор для приготовления газовых смесей

Прибор для приготовления газовых смесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 0 F 3 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автоасному свидетельств (5 52 Я 17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

i1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТИЙ (21) 3770572/23-26 (22) 11.07.84 (46) 23 02 86. Бюл, 1Ф 7 (71) Украинский государственный проектный и научно-исследовательский институт по газоснабжению, теплоснабжению и комплексному благоустройству городов и поселков

Украины (72) Л.Е.Барилюк, В.С.Воробьева, А.С.Понизко и Н.Н.Урда (53) 66,063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 680754, кл. В 01 F 13/02, 1977.

„„SU„„1212528 (54) (57) 1, ПРИБОР ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, содержащий сообщенные между собой смесительный и напорный сосуды, устройство для отбора газов, устройство для выпуска приготовленной смеси, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,.с целью повышения точности, ускорения процесса приготовления смеси и повышения качества готового продукта он дополнительно снабжен электролизером с электродами, имеющими возможность вибрации при этом смесительный сосуд расположен внутри напорного сосуда.

1212528 нено в виде полых игл разной длины, 2. Прибор по п. 1, о т л и ч а ю= шийся тем, что устроиство для сообщающихся с полостью его ячейки, выпуска приготовленной смеси выпол- имеющей мембрану.

Изобретение отноеится к приборам, предназначенным для приготовления газовых смесей заданного состава, и может быть использовано для получения чистого кислорода и его смешения с газообразным топливом для последую.щего определения теплотворной способности газообразного топлива в калориметрах или для приготовления калибровочных газовых смесей, используемых для метрологического обеспе-. чения газоанализаторов.

Цель изобретения — повышение точности, ускорение процесса приготовления газовой смеси и повышение качества готового продукта.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор, общий вид, на фиг.2 - устрой-: ство для выпуска приготовленной смеси.

Прибор содержйт прозрачный на.порный сосуд 1, внутри которого расположен прозрачный смесительный сосуд 2, на стенке которого нанесены деления в объемных единицах. На токопроводах 3, проходящих через эластичное донышко 4 напорного сосу да 1, приварены электроды 5, выпол:ненные в виде параллельных пластин.

Токопроводы 3 соединены между собой шарнирно при помощи диэлектрической пластины 6, на которой закреплен якорь 7 вибратора. Питание вибратора и электролизера 8 осуществляется от блока 9 питания. Включается . прибор выключателем 10, а полярность электролизера изменяется переключателем 11. Устройство для отбора газов состоит из сосуда 12 с кранами 13, 15 и редуктора 16. Посредством крана

17 смесительный сосуд 2 сообщен с устройством для выпуска приготовленной смеси 18, состоящим из ячейки

19 игл 20 и 21 разной длины, корпуса

22. Устройство закреплено на стенке корпуса прибора 23.

Ячейка 19 (фиг. 2) состоит из корпуса 24, крышки 25 с отверстиями, эластичной мембраны 26, донышка

27, к которому припаяв изолятор

5 28. Через изолятор 28 приходит высоковольтный электрод 29. Все устройства, узлы и детали расположены в корпусе 23. На крышке 30 установлен термометр 31 для контроля

>O за температурой газа и кран 32.

Прибор работает следующим об/ разом.

Заполняется газом сосуд 12 для отбора проб. Для заполнения сосуда подключают редуктор 16 к газовой сети или к баллону с газом и закрывают краны 14, 15 и 17, После чего наполняют сосуд газом и закрывают кран 13. Смесительный и напорный са20 суды заполняют электролитом. Для этого открывают краны 32 и 17.

Электролит в обоих сосудах устанавливается на одном уровне, так как последние являются сообщающимися.

Получение кислорода.

Исходное положение прибора: выключатель 10 "Сеть выкл.," переключатель 11 в положении 0, краны

32 и 17 открыты, сетевая вилка вклю30 чена к розетку 220В, 50 Гц, Выключатель 10 устанавливают в положение

"Сеть вкл.," при этом начинает работать вибратор 7 и электролизер 8.

На электроде 5, размещенном в смесительном сосуде 2, выделяется кислород, который через кран 17 н иглу

20, ячейку 19 и иглу 21 уходит в атмосферу. На электроде 5, размещенном в напорном сосуде, выделяется

4О водород, который уходит в атмосферу через кран 32. При электролизе .пузырьки газа не задерживаются на электродах 5, так как последние вибрируют. Отсутствие пузырьков на

45 электродах позволяет получить точное количество газа, а также значительно уменьшает затраты электро1212528 4

5

1О энергии на его пблучение. Электроды вибрируют ввиду того, что переменное магнитное поле заставляет колебаться якорь вибратора 7, Посредством шарнирно закрепленной диэлектрической пластины 6 через токопроводы

3 вибрация передается на пластинчатые электроды 5. После продувки газовых каналов закрывают кран

17, при этом смесительный сосуд 2 начинает заполняться кислородом.

Необходимый для получения газовой смеси объем кислорода определяют по шкале, нанесенной на смесительном сосуде 2, после чего выключают блок

9 питания вибратора 7 и электролизера 8 выключателем 10. Для приготовления газовой смеси из сосуда

12 в смесительный сосуд 2 подают испытуемый газ в количестве, необходимом .для получения газовой смеси заданного состава, для чего открывают краны 14 и 15. Контроль поступившего испытуемого газа ведется по шкале на смесительном сосуде 2. Приготовив газовую смесь, закрывают краны 14 и 15.

Получение калибровочной смеси.

Для получения калибровочной газовой смеси кислород-водород после получения необходимого количества кислорода в смесительном сосуде 2 меняют полностью полярность на электродах электролизера при помощи переключателя 11, который устанавли вают в положение Н . При этом на электроде 5, размещенном в смесительном сосуде 2, выделяется водород. Получив необходимое количество водорода, выключают питание прибора выключателем 10, а переключатель 11 устанавливают в положение

О . Калибровочная смесь готова к заполнению ячеек для отбора проб.

Подготовка газов к смешению, а также приготовление газовой смеси происходит при постоянной температуре.

Заполнение ячеек в устройстве для выпуска приготовленной смеси.

Для заполнения ячеек газовой смесью необходимо установить ячейку .19 таким образом (фиг.2), чтобы иглы

20 и 21 прошли через отверстия в крышке 15 и прокололи мембрану

26. Затем открывают кран 32, при этом напорный сосуд 1 соединяется с атмосферой. Открыв кран 17, смесительный сосуд 2 соединяют с ячейкой

19. Под давлением столба жидкости в напорном сосуде 1 газовая смесь продувается через ячейку. Продув через ячейку 5-6 объемов газовой смеси (необходимое количество уста— навливается по шкале на смесительном сосуде в зависимости от объема ячейки), ячейку опускают так, чтобы короткая игла 21 вышла,из нее, а длинная игла 20 осталась внутри. Закрывают краны 32 и 17, после чего снимают ячейку, заполненную газовой смесью заданного состава. Крышку 25 поворачивают на 20-30 так, чтобы отверстия в крышке сместились по отношению к отверстиям в корпусе 24.

Давление смеси в ячейке принимается равным барометрическому в момент— приготовления смеси плюс давление столба воды, составляющего разницу между уровнем в напорном и смесительном сосуде, В дальнейшем ячейку с газовой смесью используют в микрокалориметре для определения теплотворной способности газообразного топлива, для калибровки микрокалориметров и газоанализаторов.

Работа прибора в автоматическом режиме.

Определяют производительность; электролизера 8 и измеряют ее, а также устанавливают постоянный расход газа. Для определения производительности.электролизера по кислороду (фиг. 1) открывают краны 32 и 17, переключатель 11 устанавливают в положение О, выключателем

10 включают вибратор 7 и электролизер 8, через 2-3 мин выключают прибор выключателем 10, закрывают кран

17, таким образом фиксируется уровень электролита в смесительном сосуде 2.Одновременно включают секундомер и выключатель 10. Через

30-40 с (определяют визуально скорость заполнения смесительного сосуда кислородом) одновременно выключают секундомер и выключатель 10, таким образом фиксируют нижний уро. вень электролита в смесительном сосуде. Разность уровней составит объем полученного кислорода. Объем полученного кислорода, разделенный на время его приготовления, зафиксированное секундомером, является производительностью электролизера по кислороду, мл/с. Изменения проводят .3-4 раза, после чего усредняют его результат. Производительность элек1212528 тролизера конкретного прибора по кислороду к водороду величина постоянная и вносится в его паспорт. Проверяют производительность электролизера один раэ в год. Расход газа определяют по расходу пропана или других газов и их смесей-, близких по плотности к исследуемому газу. Для установления определенного расхода исследуемого газа кран 15 выполнен четырехпоэиционным. Нулевая позиция кран закрыт. Первая, вторая и третья позиции — кран открыт и устройство для отбора газов соединяют через калиброванные отверстия в кране 15 со смесительным сосудом 2. Минимальное отверстие в кране — позиция I — соответствует минимальному расходу и устанавливается при работе с высококалорийными газами. Сред нее — -позиция 2 - соответствует нор мальному расходу и устанавливается. при работе со,среднекалорийными газами. Максимальное - позиция 3 — со ответствует максимальному расходу и устанавливается при работе с низкокалорийными газами.

Проверка расхода rasa через каждое калиброванное отверстие производится так же, как и проверка производительности электролиэера методом заполнения смесительного сосуда

2 при одновременном измерении времени заполнения с помощью секундомера.

Расход газа через каждое калиброван-. ное отверстие в каждом конкретном приборе величина постоянная и вносится в паспорт. Проверку расходе газа через каждое из калиброванных отверстий проводят один раз s год газом, указанным в паспорте прибора.

При работе прибора в автоматичес. ком .режиме иглы 20 и 21 соединяют при помощи ячейки 19. Изменение

О температуры газовой смеси на 2 С соответствует 1Х изменения ее объе% ма. Изменение давления на 8 мм рт.ст также соответствует изменению ее объема -на 17. При расчете количество газовой смеси приводится к

5 о нормальным условиям 20 С и 760 мм рт.ст.

Термостатирование смесительного сосуда 2 осуществляется электролитом находящимся в напорном сосуде 1, 10 Температура электролита поддерживается терморегулятором с точностью

+ 0,1 С. При составлении газовой смеси вручную давление газовой смеси принимают равным атмосферному (барометрическому) Р в данный момент времени плюс давление столба воды Р, равное разнице уровней в напорном и смесительном сосудах в момент конца заполнения ячейки. При работе

20 прибора в автоматическом режиме давление в смесительном сосуде поддерживают постоянным автоматически sa счет изменения разницы уровней в напорном и смесительном сосудах.

25 Автоматическая регулировка в приборе осуществляется следующим образом:

P - атмосферное (барометрическое) давление в данный мдмент времени, Р„ — давление исследуемого газа в смеси, Ро — давление кислорода в смеси, P1„ - давление водяного столба

P — давление газовой смеси.

ТаК как РФаь и Р0 величины постоянныеу то Рсм = Р.ь + Ро ве

35 личина постоянная. С другой стороны

Р„= Р + Р . При изменении Р соответственно изменяется Р таким образом, чтобы Р,„ оставалось величиной постоянной.

В предлагаемом приборе достигается получение смесей газов .с большей точностью при одновременном — . уменьшении времени на их приготов45 ление, а также улучшение общих эксплуатационных характеристик прибора.

I 21.2528

Составитель Н. Федорова

Редактор С. Патрушева Техред О.Неце Корректор Л. Пилипенко

Заказ 671/10 Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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