Многоступенчатый импактор для весового дисперсионного анализа аэрозолей

 

1 .МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ HMHAKTOiP ДЛЯ ВЕСОВОГО ЛИСПЕРСИОННОГО АНАЛИЗА АЭРОЗОЛЕЙ, содержащий несколько последовательно установленных ступеней , состоящих из разгонных сопел .я расположенных против них поверхностей осаждения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности анализа водных азрозолей и повышения точности анализа путем увеличения количества накопленного осадка жидких частиц, поверхности осаждения выполнены из микропористого материала, содержащего безводную соль, способную образовывать кристалло гидраты 2. Импактор по П.1, отличающийся тем, что в качестве безводной соли использ от безводную i сернокислую медь или безводный углекислый натрий. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН з(ю Ci 01 N 15/02

;(21) 3522720/18-25 (22) 20. 12.82 (46) 15.06.84. Бюл.Н 22 (72) А.И. Яворский и В.П. Григорьев (71) Специальное конструкторское бюро "Энергохиммаш" .(53) 539.215.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В561894, кл. G 01 М 15/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9479995, кл. Я 01 N 15/02, 1979 (прототип). (54)(57)!.МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ИМПАКТОР

ДЛЯ ВЕСОВОГО ДИСПКРСИОННОГО АНАЛИЗА

АЭРОЗОЛЕЙ, содержащий несколько последовательно установленных ступеней, состоящих иэ разгонных сопел

„„SU„„109791 9

;и расположенных против них поверхностей осаждения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения области применения sa счет обеспечения BosMoxHocTH анализа водных аэрозолей и повышения точности анализа путем увеличения количества накопленного осадка жидких частиц, поверхности осаждения выполнены из микропористого материала, содержащего безводную соль, способную образовывать кристаллогидраты.

2. Импактор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качестве безводной соли используют безводную сернокислую медь или безводный угле- . @ кислый натрий.

10979

45

Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам и может быть использовано в компрессоростроении, теплоэнергетической, химической и других .отраслях промышленности для дисперсного анализа аэрозолей жидких веществ, в том числе и водных туманов.

Измерение водных туманов сопряжено со значительными трудностями изза того, что капли воды, особенно 10 высокодисперсные, быстро испаряются, а весовой анализ вообще невозможен без принятия мер, предотвращающих испарение.

Известно устройство для фиксации 1 капель в капельном потоке, в котором капли воды осаждаются в вазелиновое масло для предохранения их от испарения (13.

Наиболее близким к предлагаемому 20 является многоступенчатый импактор для весового дисперсного анализа аэрозолей, содержащий несколько последовательно установленных ступеней, состоящих из разгонных сопел и рас- 25 положенных против них поверхностей осаждения f2 3.

Недостатками этого устройства являются ограниченная область применения и низкая точность измерения жид- 3п ких частиц, поскольку это устройство предназначено для анализа твердых частиц. Удержание на поверхностях осаждения жидких частиц в количестве, достаточном для весового анализа, в них затруднено. Анализ водных туманов невозможен, так как вода испаряетея при извлечении поверхностей осаждения для взвешивания.

Цель изобретения — расширение об- 4О . ласти применения за счет обеспечения возможности анализа водных аэрозолей и повышение точности анализа путем увеличения количества накопленного осадка жидких частиц.

Указанная цель достигается тем, что в многоступенчатом импакторе для весового дисперсного анализа аэрозолей, содержащем несколько последовательно установленных ступеней, состоящих из разгонных сопел и расположенных против них поверхностей осаждения, поверхности осаждения выполнены из микропористого материала, содержащего безводную соль, способную образовывать кристаллогидраты.

В качестве безводной соли используют безводную сернокислую медь или безводный углекислый натрий.

Жидкие частицы, осаждаясь на подложках импактора, впитываются микропористым материалом, что исключает возможность нх сдувания, а частицы воды химически связываются безводной солью, образуя кристаллогидраты, предотвращая их испарение при извлечении подложек из импактора для взвешивания.

На фиг,1 показан предложенный импактор, разрез; на фиг.2 — осадительная подложка, разрез; на фиг.3— зависимости изменения веса подложек во времени после осаждения на них капель воды в ступенях импактора, где по оси абсцисс отложено текущее время, мин, .по оси ординат — привес покрытия подложек (отношение массы активного вещества подложки (безводной соли) с осажденной водой к его массе до осаждения}.

Импактор (фиг.1) остоит из нескольких ступеней инерционного осаждения, каждая из которых содержит разгонное сопло 1 и установленную против него осадительную подложку 2.

На выходе установлен аналитический фильтр 3. Все ступени прибора размещены в цилиндрическом корпусе 4 и поджимаются крьппкой 5 посредством накидной скобы 6 и упорного винта 7.

Пробоотборная трубка -8, установленная на трубопроводе с измеряемой средой, служит для подачи аэрозоля через трехходовой кран 9 на ступени осаждения компактора, трубка 10— для вывода газа из компактора.

Осадительная подложка (фиг.2) представляет собой кювету 11, заполненную микропористым материалом 12, содержащим .безводную соль, способную образовывать кристаллогидраты.

Кривые 13-15 соответствуют подложкам, содержащим сульфат меди, кривые 16 и 17 — содержащим карбонат натрия {фиг.3).

При измерении водных туманов предлагается заполнять кювету подложки микропористым материалом, содержащим безводную соль, например сульфат меди (Cu&04) или карбонат натрия (Na>CO>). При осаждении капелек воды на такую подложку они немедленно впитываются и химически связываются, образуя кристаглогидраты.,Так, сульфат меди, реагируя с водой, образует медный купорос

1097919

CuS0<- 5Н2Р, а карбонат натрия воду Ма СО - fH>0 Как известно, вода из кристаллогидратов при комнатной температуре в заметных количествах не теряется неограниченно долго, что дает возможность точно определять количество диспергированной воды, осевшей на подложках ступеней импактора, взвешиванием.

Микропористое покрытие, содержащее сульфат меди, изготавливают следующим образом.

Тонкоразмолотый порошок медного купороса смешивают с 10-30Х неорганического связующего вещества, например известью, гипсом, каолином размешивают с добавлением воды до тестообразного состояния. Полученной смесью заполняют кювету, подложки и высушивают при комнатной температуре. Затем для удаления кристаллизационной воды подложки помещают в сушильный шкаф и выдерживают 1-2ч: при 80-120 С. На подложке образуета

25 ся прочный микропористый слой, содержащий 80-90Х активного вещества— частично обезвоженного сульфата меди, (смеси. 4о90< Н 0 и CuSO+- ЗН О ).

Покрытие, содержащее карбонат натрия, не требует добавления связующих веществ. Тонкоразмолотым порошком безводного карбоната натрия (кальцйнированной соды) заполняется кювета подложки, слегка уплотняется, покрывается влажной фильтро- И вальной бумагой и сдавливается. Безводный карбонат натрия, реагируя с водой, образует твердое и прочное покрытие. Для удаления кристаллизационной воды подложки прокаливают в сушильном шкафу при 200-250 С в течение часа. Прочность покрытия после прокаливания не изменяется, но приобретает микропористость.

Как видно из фиг.3, предлагаемые покрытия хорошо связывают воду, и она не испаряется длительное время. Быстрое изменение относительной массы в начальный период времени на кривых 13 и 16 указывает на то, что на подложку было, нанесено избыточное количество воды. установившееся значение относительной массы на этих кривых соответствует предельной поглощательной способности (влагоемкости) этих покрытий, которое не следует превышать для проведения точных измерений. Покрытие, содержащее сульфат меди, способно связать воду в количестве до 28Х от веса покрытия (установившееся значение кривой 13).Покрытие,содержащее карбонат натрия, обладает меньшей влагоемкостью — оно способно связать воду в количестве не более 8,5Ж от веса покрытия (установившееся значение кривой 16).

Покрытия, содержащие сульфат меди, кроме капелькой влаги, могут поглощать некоторое количество воды, находящееся в газе в виде пара, что необходимо и вполне возможно учитывать при измерениях экспериментальным или расчетным путем. Покрытие из карбоната натрия практически не поглощает пары воды - пренебрежимо мало изменяет вес при обдувании влажным воздухом, не содержащим капельной влаги. о

1097918

1097919

12

/D

Составитель Е. Карманова

Редактор М. Келемеш Техред Ж.Кастелевич Корректор В СиниЦкаЯ

Заказ 4199/36 Тирак 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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