Индикатор влажности и способ его получения

 

1. Индикатор влажности на основе кобальтового силикагеля, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени реагирования на изменение влажности среды, он содержит кобальтовьй силикагель в виде порошка с размером частиц 250-500 мкм, закрепленного на твердую подложку слоем толщиной 0,1-0.3 мм. 2.Способ получения индикатора влажности на основе кобальтового силикагеля, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени реагирования на изменение влажности среды, порошок кобальтового силикагеля смешивают с водой, затем в полученную смесь вводят связукяцее при следующем соотношении компонентов, мае , %: Порошок кобальтового силикагеля40-48 Вода48-58 Связуюшее2-4 а полученную при этом суспензию наносят тонким слоем на твердую подложку, и высушивают при повьппенной температуре . 3.Способ по п.2, отличающийся тем, что, в качестве связующего используют, поливиниловый спирт или карбометилцеллюлозу, а сушку нанесенной на твердую подложку суспензии ведут при 110-130 С. Ю tX

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

am<< ип

3(5ц С 01 В 33/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3591805/23-26 (22) 18.05.83 (46) 07.09.84. Бюп.УЗЗ (72) Н.Г.Белоцерковская,.Д.П.Добычин, Г.M.Êåñàðåâà, В.И.Малкиман, Н.Ю.Фомина и B.M.Ëàìðèêoâ (53) 663. 183. 12(088. 8) (56) 1. Патент С .11А %2460077, кл. С 01 В 33/18, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

-557977, кл. С 01 В 33/18, 1976. (54) ИНДИКАТОР ВЛАЖНОСТИ И СПОСОБ

ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ. (5/) 1. Индикатор влажности на основе кобальтового силикагеля, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения времени реагирования на изменение влажности среды, он содержит кобальтовый силикагель в виде порошка с размером частиц 250-500 мкм, закрепленного на твердую подложку слоем толщиной 0,1-0. 3 мм.

2. Способ получения индикатора влажности на основе кобальтового силикагеля, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени реагирования на изменение влажности среды, порошок кобальтового силнкагеля смешивают с водой, затем в полученную смесь вводят связующее при следующем соотношении компонентов, мас .Ж:

Порошок кобальтового силикагеля 40-48

Вода 48-58

Связуюшее 2-4 а полученную при этом суспенэию наносят тонким слоем на твердую подложку, ® и высушивают при повышенной температуре.

3. Способ по п.2, о т л и ч а юшийся тем, что, в качестве связующего используют. поливиниловый В спирт или карбометилцеллюлоэу, а сушку нанесенной на твердую подложку суспензии ведут при 110-130 С.

1111991

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к получению неорганических адсорбентов, и может быть использовано для получения цветных индикаторов влажности на основе 5 . кобалвтового силикагеля для их прнмекения в электротехнике, приборостроении, авиационной и других отраслях техники, где требуется контролировать изменение относительной влажности сре- О

ДЫ °

Известны индикаторы влажности на основе силикагеля, пропитанного растворами солей переходных металлов, изменяющих свою окраску при изменении относительной влажности среды 13 .

Недостатком данных индикаторов является большой инерционный период изменения их окраски, в результате чего полученная информация об измене- о

Нии влажности может быть использована

По прошествии 35-40 ч.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо25 му результату является индикатор влажности на основе кобальтового силикагеля и способ его получения. В качестве индикатора влажности используют кобальтовую форму силикагеля, которую получают, пропитывая солями кобальта сферические частицы гидроге-1

Ля кремниевой кислоты и затем высушивая полученную композицию при повышенной температуре. Полученный силикагель применяют для контроля 35 влажности среды в закрытых объемах Г21, Недостатком известных индикатороь влажности является то, что они обладают длительным временем изменения окраски (инерционный период) после изменения относительной влажности среды. Так, кобальтовый силикагельиндикатор изменяет свой цвет только через 35-40 ч после изменения относиg$ тельной влажности, что создает трудности при эксплуатации машин и приборов, работающих в контролируемой среде. Так, при эксплуатации трансформаторов электрического тока воздух, 50 контактирующий с трансформаторным маслом, должен иметь относительную влажность не выше 507. Для достижения заданной влажности дыхательные клапаны заполняют осушителем воздуха.

По мере насыщения осушителя влагой относительная влажность воздуха над трансформаторным маслом увеличивается. За ее изменением следят до изменению .цвета кобальтового силикагеля-индикатора, изменяющего свою окраску с синей на розовую при

507-ной относительной влажности.

Так как у известных силикагелейиндикаторов изменение окраски происходит только через 35-40 ч после из менения относительной влажности, то все это время трансформаторное масло находится в контакте с атмосферой повышенной влажности, что приводит к его увлажнению, а соответственно к увлажнению изоляции. Поэтому через 2-3 года эксплуатации трансформатора его останавливают, масло заменяют, а изоляцию просушивают.

Зта операция, в конечном итоге, вызывает увеличение стоимссти эксплуатации электрических сетей.

Создание быстродействующего индикатора влажности позволит оперативно заменять осушитель, что в значительной мере повысит ресурс работы трансформатора между просушками изоляции и заменой трансформаторного масла. Аналогичные проблемы встречаются и в других отраслях техники, где используются среды с контролируемой влажностью.

Цель изобретения — создание индикатора влажности на основе кобальтового силикагеля, обладающего уменьшенным временем реагирования на изменение влажности среды, а также создание способа его получения.

Поставленная цель достигается тем, что индикатор влажности на основе кобальтового силикагеля содержит последний в виде порошка с размером частиц 250-500 мкм, закрепленного на твердую подложку слоем толщиной

О, 1-0,3 ьж.

Согласно способу получения индикатора влажности на основе кобальтового силикагеля порошок кобальтового силикагеля, смешивают с водой, затем в полученную смесь вводят связующее при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Порошок кобальтового силикагеля 40-48

Вода 48-58

Связующее 2-4 а полученную при этом суспензию наносят тонким слоем на твердую подложку и высушивают при повышенной температуре.

В качестве связующего используют поливиниловый спирт или карбометнл1111991 целлюлозу, а сушку нанесенной на твердую подложку суспензии ведут при 110-130 С.

Технология способа получения индикатора влажности заключается в следующем.

Берут кобальтовый силикагель с размером частиц 250-500 мкм и в качестве основы твердые пластины различ10 ной конфигурации и размера, изготовленные из металла, стекла, полимерных или других жестких материалов.

При нанесении толщиной О, 1-0,3 мм кобальтового силикагеля с размером частиц 250-500 мкм индикаторный

15 элемент изменяет свой цвет через

10-15 мин после изменения влажности.

Приведенные выше режимы являются оптимальными для получения таких характеристик индикатора. Слой толшиной менее О, 1 мм невозможно равномерно распределить по поверхности пластины, а при толщине слоя более

0,3 мм увеличивается время изменения окраски, что снижает эффективность предлагаемого способа.

Для нанесения слоя индикатора используют композицию следующего состава, мас.7:

Порошок кобальтового силикагеля 40,0-48,0

Вода 48,0-58,0

Связующее 2,0-4,0

Порошок кобальтового силикагеля должен иметь размер частиц в пределах З5

250-500 мкм, а в качестве связующего используют, например, поливиниловый спирт или карбометилцеллюлозу. При размере частиц более 500 мкм увеличивается время изменения окраски ин40 дикаторного элемента, а уменьшение размера частиц менее 250 мкм лишено практического смысла, так как не при— водит к дальнейшему уменьшению времени изменения цвета индикаторного элемента. Порошок кобальтового силикагеля получают путем измельчения индикатора †прототи или силикагеляиндикатора, выпускаемого по

ГОСТ 8984-80.

При концентрации в суспензии порошка кобальтового силикагеля более

48,0 мас.7. суспензия теряет подвижность и потому ее невозможно равномерно нанести на подложку, а при концентрациях менее 40,0 мас.7. уменьшается количество индикатора, приходящееся на единицу поверхности подложки, что затрудняет наблюдение иэ— менения окраски. Аналогичные закономерности наблюдаются при изменении пределов концентрации в суспензии воды. При содержании связующего в суспензии менее 2,0 мас.7. уменьшается склеивающая способность и суспензия не закрепляется на подложке, а увеличение содержания связующего более 4,0 мас.7 уменьшает содержание порошка или воды, что приводит к последствиям, указанным выше.

Приготовленную суспензию наносят на твердую подложку любым способом (например, распылителем), а затем высушивают при температуре около

120 С (1 10-130 С) .

Пример 1. 1О г порошка кобальтового силикагеля с размером частиц 500 мкм смешивают с 14,5 г воды, в которую введено 0,5 r связующего — поливинилового спирта.

Получают суспензию следующего состава, мас.7.:

Порошок кобальтового силикагеля 40,0

Вода 58,0

Поливиниловый спирт 2,0

Суспензию наносят на стеклянную пластину размером 2х5 см толщиной

О, 1 мм и сушат при 120 С.

Пример 2. 12 гпорошкакобальтового силикагеля с размером частиц около 250 мкм смешивают при комнатной температуре с 12,0 г воды, в которую введено 1,0 г поливинило. вого спирта, и получают суспензию следующего состава, мас.7.:

Порошок кобальтового силикагеля 48 0

Вода 48,0

Поливиниловый спирт 4,0

Полученную суспензию наносят на стеклянную пластину размером 2х5 см пленкой толщиной 0,3 мм и высушивают при 110 С.

Пример 3. 10 г порошка кобальтового силикагеля, имеющего размер частиц 400 мкм, смешивают с 14,0 г воды, в которую введено 1 r карбометилцеллюлозы, и получают суспензию состава,мас.7:

Порошок кобальтового силикагеля

Вода

Карбометилцеллюлоза

1111991

Порошок кобальтового силнкагеля 43,2

Вода 54, f

Карбометилцеллюлоза 2,7

Суспензию наносят на стеклянную пластину размером 2х5 см толщиной 0,3 мм и высушивают при 120! С.

Характеристика предлагаемого индикатора в сравнении с известным приведена в таблице.

Цвет

Индикатор сухого образца при относительной влажности

507

150

Синий

Розовый

Известный

Предлагаемый по примеру

0,25

Голубой

0,2

0,25

0,2 эксплуатации трансформаторов за счет увеличения времени пробега трансформатора между просушками по сравнению с индикатором-прототипом при выпуске около 11 тыс. трансформаторов в год составит около 74 тыс.руб, Составитель P. Пензин

Редактор В. Петраш Техред И.Асталош

Корректор В. Гирняк

Заказ 6405/15 Тираж 463

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Суспензию наносят на стеклянную пластину размером 2х5 см толщиной 0,2 мм и высушивают при 130 С.

Пример 4. 8 г кобальтового силикагеля, имеющего размер частиц

390 мкм смешивают с 10 г воды, в которую добавлено 0,5 г карбометилцеллюлоэы, и получают суспенэию следующего состава, мас.X:

Приведенные примеры показывают, что предлагаемый индикаторный элемент изменяет свою окраску в 30 раз быстрее

1 в динамических условиях и в 160 раэ быстрее в статических условиях.

Годовой экономический эффект от применения индикатора влажности при в статических в динамичесусловиях,час ких условиях,мин