Устройство для анализа газов

Устройство для анализа газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 42), 4

50217. АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТ(НИЕ

ОПИСАНИЕ устройства для анализа газов.

К авторскому свидетельству М. М. Файнберга, заявленному

14 июня 1934 года (спр. о перв. № 149203).

Приоритет от 9 февраля 1935 года.

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1936 года.

Предлагаемое устройство предназначается для анализа газов пчтем автоматического их титрования, Метод титрования давно известен для определения газов и имеет широкое применение, например, в производстве серной кислоты для контроля таковых (прибор Райха для определения SO.,). Точно так же и необходимая для автоматизации работы силовая часть предлагаемого устройства аналогична применяемой в газоанализаторе Моно. Равным образом не ново и применение фотоэлемента для автоматического определения момента окончания реакции титрования. Таким образом новизна предложения заключается не в применении каких либо новых принципов работы, а в оригинальности конструкции и в наличии ряда новых деталей, имеющих целью обеспечить действительно полную автоматизацию работы аппарата по выполнению как процесса титрования, так и записи результатов.

Изображенное на чертеже устройство слагается из следующих главных частей: силового приспособления, волюмометра, буферного сосуда, абсорбера, фотоустройства, аспиратора, измерительного цилиндра и пишущего приспособленияя.

Силовое приспособление получает воду из расположенного иа высоте

6 — 10 м водяного резервуара, в котором при помощи поплавка и крана поддерживается постоянный уровень воды, и состоит из силовой трубки 1, бюретки 2 и силового сосуда 3, соединенного с бюреткой как сливом в нижней части бюретки, так и отверстиями в бюретке у горла сосуда. Силовой сосуд залит ртутью, имеет сообщение с волюмометром при помощи гребенки 4 и снабжен спускным краном 5, а бюретка в верхней своей части сообщается с аспиратором. При отсутствии давления ртуть в силовом сосуде, волюмометре и сточной трубке находится на одинаковом уровне, причем перелив бюретки и нижняя часть силовой трубки залиты . ртутью. При открывании водяного крана, т. е. при создании напора в силовой бюретке и сообщающемся с нею си- ловом сосуде происходит выдавливание ртути одновременно в волюмометр и в силовую трубку, причем когда ртуть начинает переливаться через верхний скрытый конец силовой трубки, уровень ртути в волюмометре достигает высшего своего положения. Когда вся ртуть, находившаяся в нижней части силовой бюретки, будет удалена напором воды через силовую трубку, вода получает свободный проход через последнюю в аспиратор, давление падает и уровни ртути в силовом сосуде и волюмометре выравниваются, создавая таким образом чередующийся импульс для засасывания в волюмометр титрованного раствора и нагнетания воды в аспиратор.

Волюмометр б, предназначенный для . засасывания в него из резервуара 8 определенного объема (25 — 40 см ) титрованного раствора, соединен с означенным резервуаром капиллярной трубкой и всасывающим ртутным затвором 7, а для нагнетания высосанного титрованного раствора в буферный сосуд предназначен ртутный нагнетательный затвор 9.

Буферный сосуд 10, принимающий из волюмометра титрованный раствор и передающий его в абсорбер, предназначен для использования большей части периода нагнетания с целью полного осуществления работы аспиратора.

Абсорбер 11 является той частью устройства, в которой происходит процесс титрования. Он соединен как с бу:ферным сосудом, так и с источником газа, который поступает в нижнюю часть абсорбера через переключатель 21 при помощи реле 22, барботирует в абсорбере через титрованный раствор и удаляется в аспиратор через обратный затвор 12. Отработанный после реакции раствор спускается через укрепленную в дне абсорбера сифонную трубку 20 и при помощи сифона 18, соединенного с измерительным цилиндром, удаляется через затвор 19.

Фотоустройство состоит из осветительной лампы 37 с конденсатором, питаемой током от трансформатора 39, и фотоэлемента 38, расположенных по обеим сторонам абсорбера таким образом, что пучок параллельных световых лучей лампы проходит через находящуюся в абсорбере жидкость и падает на соединенный с источником тока фото:элемент, который в момент обесцвечивания жидкости и увеличения ее светопрозрачности действует при помощи рабочего реле 31 на перо пишущего приспособления, отмечающего на движущейся диаграмме соответственную точку кривой.

Аспиратор 13, предназначенный для создания разрежения, необходимого для высасывания из абсорбера пропущенного через него и обработанного объема испытуемого газа, сообщается как с силовой бюреткой 2, периодически доставляющей нагнетаемую воду после наполнения волюмометра раствором, так и с абсорбером для высасывания из него через обратный затвор 12 отработанного газа, удаляемого затем из верхней части аспиратора при помощи газового затвора

14. Внутри аспиратора находится сифон, служащий для переливания в определенный момент в измерительный цилиндр такого объема воды, который соответствует объему высосанного из абсорбера отработанного газа, Автоматизм действия достигается такой установкой регулирующего крана, чтобы к концу периода всасывания раствора в волюмометр произошло заполнение аспиратора на высоту перелива установленного в нем сифона.

Измерительный цилиндр 15, принимающий воду из аспиратора и связанный с пишущим приспособлением помощью поплавка 1б, показывающего уровень воды в цилиндре, снабжен в нижней своей части двумя сифонами 17 и 18.

Первый служит для автоматического опоражнивания цилиндра после каждого титрования, для чего перелив сифона устроен на высоте, соответствующей уровню воды в момент полного опо-, рожнения аспиратора, а второй сифон 18 предназначается для высасывания из абсорбера отработанного титрованного раствора. С этой целью он соединен с переливной трубкой 20, укрепленной в дне абсорбера, и имеет перелив значительно выше перелива сифона 17, так что вода из измерительного цилиндра никоим образом не может переливаться через означенный сифон 18. При подъеме в измерительном цилиндре уровня воды происходит лишь соответственный подъем ее и в сифоне, причем заключающийся в последнем воздух может выходить лишь через затвор 19, разобшающий газовое пространство от атмосферы. При понижении же уровня воды в цилиндре и, следовательно, в сифоне 18, в последнем создается разрежение, достаточное для того, чтобы в переливной трубке 20 поднять уровень отработанного раствора до перегиба и сифонировать таким образом весь находящийся в абсорбере отработанный раствор, который, не будучи ничем разбавлен, может быть регенери- рован.

Работа измерительного цилиндра и аспиратора координирована с работой силовой части таким образом, что абсорбер опоражнивается в середине или в конце периода нагнетания, оставаясь пустым лишь самое незначительное время, после чего в него переливается из буферного сосуда новая порция свежего титрованного раствора и цикл операций повторяется.

Пишущее приспособление, предназначенное для автоматической записи результатов титрования, связано с измерительным цилиндром, как уже указывалось, посредством поплавка 1б. Поплавок уравновешен грузом 25, подвешенным на серебряной цепочке, перекинутой через передаточное колесо 23, полный оборот которого соответствует полному подъему поплавка. С колесом

23 сцеплено колесо 24, перемещающееся при полном обороте колеса 23 на угол в 30 и несущее на себе шпильку 2б, свободно сцепленную со шпилькой стрелки пера 27, движущегося, по мере подъема поплавка, вдоль столика .диаграммы Зб, не прикасаясь, однако, к самой диаграмме, а находясь на расстоянии 1 — 2мм от нее. Для про.движения диаграммы над столиком Зб для записи служат вращающийся от часового механизма барабан 35 и валики— передающий 32, сматывающий ЗЗ и наматывающий 34. Означенное приспособление действует следующим образом.

Как только в абсорбере произойдет обесцвечивание титрованного раствора .и светопрозрачность его значительно увеличится, через фотоэлемент начинает проходить фототок порядка 20 рА, усиливаемый при том лампой 40, который через первичное реле 43 и дужку 29 передается рабочему реле 31, прижимая перо 27 к столику 36 посредством механизма 30. Одновременно с этим сцепленные шпильки 2б расцепляются, так что прижатое дужкой перо остается на месте, записывая линию ординат, определяемую положением поплавка в момент обесцвечивания, а длина линии определяется продолжительностью освещения фотоэлемента и скоростью движения диаграммы.

Вышеозначенное устройство газоанализатора, как выяснилось из опытов с экспериментальной моделью, не лишено различных недостатков. Поэтому автор предусматривает ряд необходимых конструктивных изменений деталей, каковы: а) видоизменение пишущего приспособления, заключающееся в том, что, с целью получения более равномерной шкалы, реле дужки исклю чается, а перо прибора жестко связывается с рычагом, ролик которого прижат к профилированной шайбе, насаженной на ось, вращаемую от по плавка измерительного цилиндра; б) применение особого дополнительного реле для управления выключением тока воды во время действия сифона аспиратора; в) видоизменение переключателя 21 и некоторые другие.

Предмет изобретения.

1. Устройство для анализа газов путем пропускания исследуемого газа через титрованный раствор и регистрации изменения цвета раствора при помощи фотоэлемента и с использованием для автоматического отмеривания титрованного раствора и засасывания исследуемого газа в абсорбционный сосуд силовой части автоматического газоанализатора, отличающееся тем, что, с целью наполнения водой аспиратора 13, соединенного сифоном с измерительным сосудом 15 во время засасывания газа в абсорбционный сосуд 11, аспиратор

13 соединен со сливной трубкой для воды силовой части устройства.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что измерительный сосуд 15 соединен с сифоном абсорбционного сосуда 11 с целью приведения указанного сифона в действие при сливе воды из сосуда 15 через сифон 17.

3. Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью получения равномерной шкалы регистрирующего прибора, пишущее приспособление жестко связано с рычагом, ролик которого прижат к профилированной шайбе, насаженной на оси, вращаемой от поплавка, помещенного в измерительном сосуде 15.

4. В устройстве по пп. 1 — 3 применение реле, служащего для управления выключением тока воды во время действия сифона аспиратора 13 и приводимого в действие от соединенного с аспиратором манометра.

5. В устройстве по пп. 1 — 4 применение перекидного жидкостного затвора

2l, управляемого от включенного в цепь фотоэлемента реле и служащего, при изменении окраски титрованного раствора, дла соединения подводящей газ трубки абсорбционного сосуда с атмосферой.

6. В устройстве по пп. 1 — 5 применение буферного сосуда 10, установлен-. ного между волюмометром и абсорбционным сосудом 11.