Устройство для отбора проб воздуха

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ВОЗДУХА, содержащее криогенный пробоотборник И приемную емкость, размещенную в защитном кожухе, отличающееся тем, что, с целью обеспечения постоянства скорости пробоотбора путем саморегулировки процесса, оно / снабжено теплообменником, состоящим из радиатора, размещенного между криогенным пробоотборником и приемной емкостью, и теплопроводника, установленного в верхней части приемной емкости, теплоемкосгным испарителем, расположенным на дне приемной емкости, и дополнительным съемным теплопроводннком, размещенным в приемной емкости и контактирующим с теплопроводником, установленным в верхней части приемной емкости. 2. Устройство по п. I. отличают е е с я тем, что оно снайкено рас предехгателем потока сконденсированного воздуха, установленным на выходе пробоотборника , а теяшопроводник, установлен-§ ный в верхней части приемной емкосге, (Л имеет испарительную камеру.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .

3 g G 01 и 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3408403/23-26 (22) 22.03.82 (46) 30.11.83. Бюл. % 44 (72} Ю. И. Гаврилин (53 ), 543.053 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹724974,,кл. (j 01 N 1/22, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 794422, кл. Q 01 N 1/22, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР № 732727, кл. С 01 Й 1/22, 1977. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА

ПРОБ ВОЗДУХА, содержащее криогенный пробоотборник и, приемную емкость, раз- . мещенную в защитном кожухе, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения постоянства скорости пробоотбора путем саморегулировки процесса, оно, „„SU„„1057797 А снабжено теплообменником, состоящим из радиатора, размещенного между криогет ным пробоотборником и приемной емкостью, и теплопроводника, установленного в верхней части приемной емкости, теплоемкост ным испарителем, расположенным на дне приемной емкости, и дополнительным съемным теплопроводником, размещенным в приемной емкости и контактирующим с теплопроводником, установленным в верхней частя приемной емкости.

2. Устройство по и. 1. о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что оно снабжено распределителем потока сконденсированного воздуха, установленным на выходе пробоотборника, а теплопроводник, установлен-Я ный в верхней части приемной емкости, имеет испарительную камеру.

1 1 () 577

Изобретение относится к исследоввник физических и химических свойств ветцест ва, а более конкретно к получению и подготовке образцов при исследовв1тин газовых смесей и аэрозолей, и может быть использовано при изучении загрязнетщй воздушной среды с помощью криогенноконденсационных пробоотборников.

Нелестно пробоот1орное устройство содержа.цее конденсируютций элемент с 10 (выходным патрубком, погруженный в сосуд, заливаемый жидким азотом, исборную емкость для сжиженного воздуха 1) . После включения подачи жидкого азота конденсирующий элелтент постепенно охлаждается снизу вверх по мере повышения уровня жидкого азота до— о

196 С. B это время скорость пробоот бора возрастает от нуля до максимума.

В случае поддержания заданного уровня жидкого азота скорость засасываемого потока воздуха во время пробоотбора ocraercsr постоянной. После прекращения подачи жидкого азота скорость пробоотбора падает от максимальной до нуля по мере выкипания жидкого азота.

Известен способ отбора проб воздуха с примесями, осуществляемый с помощью криогенно-конденсационного пробоотборника, сопержв(него конденсирующий элемент

30 с выходным патрубком, погруженньтйв сосуд с входным и выхоцным патрубками,заливаемый жидким аз этом, и приемную емкость, Способ характеризуется тем, что для прекращения конденсации отбираемого воздуха вытесняют воздух у охлвждвемой конденсирующей поверхности с помощью неконденсирующегося при температуре кипения жидкого азота газа, а для начала пробоотбора прекращают подачу

40 конденсируюшегося газа и разбавляют его у конденсирующих поверхностей газа, конденсируюшегося при температуре кипения жидкого азота $2).

Наиболее близким по технической суп(- 45 ности и достигаемому результату к предлагвемол4у является устройство, содержащее корпус-термос тат, конденсируюший элемент со сборным конусом и выходным патрубком, приемную емкость в защитном кожухе с жидким азотом (3).

Недостатком такого устройства является то, что процесс отбора воздуха слабо поддается контролю при сборе последнего в приемную емкость, кроме того, скорость пробоотбора не постоянна.

Бель изобретения - обеспечение постоянства скорости пробоотбора путем соморегулировки процессa 1тробоотбора. (".17 2

Указанная цель достигветс.1 Гом, что устройс тво, содержащее криоге11ный 11pn(>oотборник и приемную емкость в затпитном кожухе, снабжено теплообменником, сост яшим из радиатора, размещенного между криогенным пробоотборником и приемной емкостью, и теплопроводникв, установленного в верхней части приемной емкости, теплоемкостным испарителем, рвсоложенным Ha дне и ри емно и емкости, и ополнительным съемным теплопроводником, размещенным в приемной емкости и контактирующим с теплопроводником, установленным в верхней части приемной емкости.

Белесообразно снабдить устройство распределителем потока сконденсированного воздуха, установленным нв выходе пробоотборника, а теплопроводник, установленный в верхней части приемной емкости— испарительной камерой.

На чертеже изображено устройство для отбора проб воздуха.

Устройство содержит криогенный пробоотборник 1, соединенный герметично с защитным кожухом 2 или приемной емкостью 3, в которой располагается теплоемкостный испаритель 4, через теплообменник 5, состоящий из радиатора 6 и теплопроводникв 7 с регулируемой глубиной погружения в приемную емкость. Qoполнительный съемный теплопроводник 8, соединяемый с теплопроводником 7, опушен до дна приемной емкости 3 в случае дискретной регулировки скорости пробоотбора. В случае плавной регулировки скорости пробоотбора устройство имеет распределитель 9 потока 10 воздуха, с конденсированного в пробоотборнике 1.

Испарительная камера 11 для испарения части потока 10 размещена в теплопроводнике 7. Сконденсированный воздух 12, собираемый в приемной aMKDGTH 3, имеет максимальный уровень 13, определяемый положением нижнего конца renaoпроводника 7. Конденснрующие поверхности 14, омываемые жидким азотом, расположены. в пробоотборнике 1.

Устройство работает следующим образом.

Во врелтя начала работы криогенного пробоотборника 1 первые порции сконденсированного воздуха 12 испаряют с изменениелт состава за счет тепловой энергии теплоемкостного испарителя 4 (например, стальная или латунная дробь), с также зв счет тепловой энергии в стенах приемной емкости 3. Бремя активного испарения первых порций сконденси3 1057 рованного воздуха 12 подбирается равным времени заливки криогенного пробоотборника 1 жидким азотом, что приводит к блокировке входа пробоотборника на это время, которое зависит от количества расположенного на дне приемной емкости

3 теплоемкостного испарите.ж 4.

Затем приемная емкость 3 заполняет ся сконденсированным воздухом 12 до заданного уровня 13, определяемого 1О положением нижнего конца теплопроводника 7, который, получая тепло от радиатора 6 TenlIOOGMeHHHKa 5, нагреваемого окружающим воздухом, испаряет порции сконденсированного воздуха 12, опреде- 15 ляющие превышение заданного уровня 13.

Полученный газ под действием собственного давления направляют к конденсирующим поверхностям 14 криогенного пробоотборника 1 и, так как этот газ обеднен 20 кислородом, скорость конденсации падает, а вход пробоотборника блокируется, поскольку количество сконденсированного газа равно количеству газа, образующегося при испарении. В это время устройство работа 25 ет в ждущем режиме, испаряя и конденсируя небольшую часть скойденсированного воздуха.

При понижении уровня сконденсирова1 ного воздуха (например, в результате принудительного вывода конденсата) или же замене заполненной емкости 3 к конденсируюшим поверхностям 14 уже не (у 4 поступает обогащенный азотом газ и скорость конденсации возрастает до перво начальной величины за счет поступления порций воздуха из анализируемой среды. дискретная рег чтировка скорости пробоотбора осуществляется путем введения в приемную емкость до дна дополнительного съемного теплопроводника P. Меняя его диаметр и материал, добиваются необходимой скорости испарения сконденсированного воздуха с изменением cocrasa, что приводит к снижению скорости пробоотбора по описанной схеме.

Плавная регулировка скорости пробоотбора осуществляется, распределителем

9 потока 10 сконденсированного воздуха.

При помощи регулирующего элемента (например, винта) распределитель 9 потока 10 направляет часть сконденсированного воздуха в испарительную камеру

11 теплопроводника 7 с регулируемой глубиной погружения. Здесь часть сконденсированного воздуха испаряется с изменением состава, что приводит к снижению скорости пробоотбора.

По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство позволяет обеспечить постоянство скорости пробоотбора и ее простую регулировку без больших конс труктивных усл(жнений.

Предлагаемые устройство и способ применимы в случае герметичного сочле» нения пробоотборника и приемной емкости.

1057797

Составитель С, Заславский

Редактор Н. Безропяая Техреа и.а1етелееа Корректор Б.Бутяга

Заказ 95 74/44 Тираж 873 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 1