Седиментационное устройство

 

Изобретение относится к химическому и нефтяному машиностроению, преимущественно криогенному, и может быть использовано для контроля гранулометрического состава газифицирующихся загрязнений криогенных продуктов . Целью изобретения является повышение точности и надежности определения гранулометрического состава газифицирующихся загрязнений криогенных продуктов. Устройство содержит емг кость и закрейленный в ней седиментационный сосуд, снабженные барботерами для перемешивания суспензии перед анализом. Емкость заполняют исследуемой суспензией, проводят при барботаже последней отбор нулевой пробы, определяют содержание растворенной фазы загрязнений, полное содержание загрязнений. При необходимости может быть проведен ситовьй анализ . Затем производят заполнение седиментационного еосуда с барботажем. Барботаж прекращают, уравновешивают давление в газовом пространстве емкости и, отбирая пробы суспензии на различной высоте из седиментационного сосуда, проводят седиментационный анализ. 9 з.п. ф-лы, 4 ил е

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 N 15/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф Г --.-,„.,„

ОПИСАНИЕ NSOEPETEHNR;

ВИБЛИ(6 М (21) 4075344/23-25 (22) 05.06.86 (46) 23.03.88. Бюл. У 11 (72) В.А.Львов, Ю.Н.Кобец, Ю.И.Беляев, Д.И.Масумов, В.И.Файнштейн, Г.П.Павлихин и В.И.Рябощук (53) 539.21.5(088.8) (56) Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промьппленных пылей и измельченных материалов."Л.: Химия, 1971, с. 155-156.

Там же, с. 157.. (54) СЕДИМЕНТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к химическому и нефтяному машиностроению, преимущественно криогенному, и может быть использовано для контроля гранулометрического состава газифицирующихся загрязнений криогенных продук" тов. Целью изобретения является повышение точности и надежности определе„„SU„„1383151 А1 ния гранулометрического состава газифицирующихся загрязнений криогенных продуктов. Устройство содержит ем-. кость и закрепленный в ней седиментационный сосуд, снабженные барботерами для перемешивания суспензии перед анализом. Емкость заполняют исследуемой суспензией, проводят при барботаже последней отбор нулевой пробы, определяют содержание растворенной фазы загрязнений, полное содержание загрязнений. При необходимости может быть проведен ситовый анализ. Затем производят заполнение седиментационного .еосуда с барботажем.

Барботаж прекращают, уравновешивают давление в газовом пространстве емкости и, отбирая пробы суспензии на различной высоте из седиментационного сосуда, проводят седиментационный анализ. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1383157

Изобретение относится к химическому и нефтяному машиностроению, преимущественно к криогенному, и может быть использовано для контроля гранулометрического состава газифицирую5 шихся загрязнений криогенных продуктов.

Целью изобретении является повышение точности и надежности определе- 10 ния гранулометрического состава газифицирующихся загрязнений криогенных продуктов.

На фиг.1-4 схематично изображено седиментационное устройство (контрольно-измерительная аппаратура, предохранительные устройства, вакуумная и вспомогательная арматура не показаны) .

Седиментационное устройство сос1 тоит из емкости 1 с заправочно-сливным патрубком 2 и патрубком 3 отбора проб суспензии, при этом внутренняя поверхность емкости 1 теплоизолиронана изоляцией 4. Внутри емкости 1 вер- 25 тикально закреплен тепловыми мостами

5 седиментационный сосуд 6. В нижней ее части установлен дополнительный барботер 7 с патрубком 8 подачи газа, а в нерхней части емкость 1 снабжена 30 крышкой 9 со смотровыми окнами 10, под которой расположена газовая камера 11 и из последней выведен патрубок

12 газосброса. При этом газовая камера 11 сообщена = внутренней полостью седиментационного сосуда 6, в нижней части которого расположен барботер

13 и выведен патрубок подачи газа и слива суспензии, который выполнен в виде трубопровода „4, расположенного ннутри емкости 1 и соединенного с атмосферой. Трубопровод 14 размещен одновременно в непосредственном контакте с суспензизй 15 и снабжен отводом

16 в газовую камеру 1 1. Устройства снабжено пробоотборником газа 17,с патрубком 18 отбора проб газа, патрубком 19 годачи суспензии, пробоотборниками 20 и 21, размещенными в седиментационном сосуде 6 на различных уровнях, и пробостборниками 22 и 23, размещенными н емкости 1 с патрубками 24-27 отбора проб. Выводы 28"31 патрубков 24-27 отбора проб расположены на наружной поверхности емкости 1. Тепловые мосты 5, расположенные в непосредственном контакте с суспензией, соединены одним концом с седиментационным сосудом 6, а другнм — с внутренней поверхностью емкости 1, и выполнены с разъемами 32.

На фиг ° 1 и 2 показано соединение седиментационного сосуда 6 с боковой поверхностью и дном емкости 1 при помощи тепловых мостов 5. На фиг.3 и 4 представлено соединение седиментационного сосуда с крышкой и дном емкости 1 при помощи тепловых мостов

5. На отводе 16 в газовую камеру 11 установлен запорный орган 33. Пробоотборник 23 снабжен фильтром 34, а на патрубке 3 отбора проб суспензии установлена насадка 35 с фильтром, при этом сам патрубок 3 теплоизолирован изоляцией 36.

На патрубке 19 подачи суспензии установлена насадка 37, размещенная в емкости 1 в непосредственном контакте с суспензией 15.

Кроме того, на фиг. 1 показано крепление выводов 28-31 патрубков отбора проб и патрубка 3 отбора суспензия на панели 38, выполненной в виде штыкового разъема (на фиг.2-4

I позиция 38 отсутствует). При этом наружная боковая поверхность патрубков

28-31 отбора проб размещена в суспенэии.

Вывод 39 патрубка 18 отбора проб газа в случае, если пробоотборник 17 газа размещен в газовой камере (фиг.1 и 2), может быть размещен на крышке 9 (фиг.1) ипи боковой поверхности емкости 1 (фиг.2). В случае размещения пробоотборника 17 газа в, патрубке 12 газосброса (фиг.3 и 4) позиции 18 и 39 совпадают. Устройство содержит вентили 40-47. Вентили 45 и 46 показаны для однозначности обозначений и могут быть заменены одним (45, 46) вентилем (фиг.3). Вентили

48-52 установлены на отнодах 53-57 в атмосферу в случае выполнения выводов патрубков отбора проб газа по типу труба в трубе.

Вследствие расположения пробоот,борника 17 газа н патрубке 12 газо- сброса на фиг.3 и 4 позиции 48 и

53 отсутствуют.

Крьппка 9 емкости 1 может быть выполнена без изоляции (фиг.1 и 3)., если теплопритск по горловине незначителен, или покрыта теплоизоляционным материалом 58 (фиг.2 и 4)., Тепловая изоляция 4 емкости 1 на фиг.1-3 выполнена вакуумной. На фиг.3 показано расположение заправочно-сливного патрубка 2, патрубка 8 подачи газа, тру-, бопровода 14 и отвода 16 в газовую камеру 1! и других элементов устройс тв а на крьппк е 9 емкости 1 .

На фиг.2 схематично показано рас5 полажение элементов устройства на поверхности емкости 1.

На фиг.4 изображено седиментационное устройство с емкостью 1, снабжен- 10 ной изоляцией иэ,материала с низкой теплопроводностью, Прочие виды исполнения седиментационного устройства могут быть образованы комбинациями элементов, изображенных на фиг.1-4 при условии их аналогичного выполнения и выполнения цредъявляемых к ним требований.

Устройство работает следующим образом. 20

Исходное состояние — все вентили и запорный орган закрыты.

В режиме запуска, тарировки и корректировки свойства применяемой суспензии известны, т.е. известно суммарное содержание исследуемых загрязнений и содержание растворенной фазы.

После вертикальной установкч седиментационного сосуда 6 в емкости 1 с изоляцией 4 на тепловых мостах 5 разъемами 32 и закрытия крышки 9 открывают патрубок 12 гаэосброса вентилем 42, патрубок 8 подачи газа вентилем 44 и трубопровод 14 вентилем

40. Открывают запорный орган 33 и вентили 43, 48-52 и осуществляют продувку устройства. Контроль загрязненности производят путем последовательного отбора проб газа пробоотборником 17 газа подачей через патрубок 18 40 отбора проб газа его на анализ. Запорный орган 33 закрывают и частично заправляют емкость 1 суспензией 15 через патрубок 2 открытием вентиля

45. После захолаживания, устройства отбирают пробы холодного газа пробоотборником 17, в случае его расположения в газовой камере 11 (фиг.1 и 2) и сравнивая их с пробами теплого газа, отобранными, например, из патрубка 12 гаэосброса сторонним пробоотборным устройством, производят его тарировку и выбор рабочего режима.

В случае расположения пробоотборника

17 в патрубке 12 газосброеа (фиг.3 и

4) тарировка не обязательна. Повтор- 55 но заправляют емкость 1 суспензией

15 выще верхнего среза седиментационного сосуда 6 и вентиль 45 закрывают.

Б емкости 1 создают избыточное давление и начинают отбор проб пробоотборниками 20-23 и отбор проб суспензии через патрубок 3 с изоляцией 36, при этом фильтр 34 временно снят.

Сравнивая полученные результаты с исходными свойствами суспенэии и между собой, осуществляют тарировку и выбор оптимальных режимов работы пробоотборников.

Перемещая пробоотборники, расположенные в газовой камере и емкости, производят выбор оптимальных режимов работы барботеров 7 и 13 ° Открывают вентиль 46 и сливают суспенэию до верхнего среза седиментационного сосуда 6, при этом закрывают вентили

40 и 44, прекращают подачу газа и проверяют вертикальность установки сосуда 6 визуально через смотровые окна 10. При необходимости установку корректируют разъемами 32 после окончания эксперимента. Открывают вентили 40 и 44 и после раздела суспензии 15 в емкости 1 и седиментацион/ ном сосуде 6 последовательно отбирают пробы пробоотборниками 17, 20-23 и через патрубок 3 отбора проб суспензии. Определяют изменение свойств суспензии 15 в процессе эксперимента.

При наличии повьппенного механического унаса капель суспензии 15 в газовую камеру 11 крьппку 9 теплоиэолируют материалом 58 с низкой теплопроводнос тью.

Суспенэию 15 сливают открытием вентилей 46 и 47.

Устройство приводят в исходное состояние.

В режиме определения свойств суспензии свойства применяемой суспензии неизвестны. Открывают патрубок

12 газосброса вентилем 42 и осуществляют продувку, захолаживание и заправку устройства описанным образом.

Заправку суспензией 15 осуществляют ниже. верхнего среза седиментационного сосуда. В емкости 1 создают избыточное давление и суспенэию 15 термостатируют до равновесной температуры.

При этом отбирают пробы лробоотборниками. 17, 22 и 23 и через патрубок

3 отбора проб суспензии. При этом на пробоотборнике 23 установлен фильтр

34 с известными свойствами. Пробы из пробоотборников,22 и 23 (последний с фильтром 34) поступают в патрубки

26 и 27 отбора проб и далее через вы1383157 воды патрубков 30 и 31 на анализ. При этом в случае выполнения последних по типу "труба в трубе" (фиг.2-4) по межтрубному пространству протекает суспензия 15, термостатирующая патрубки с последующим сбросом в атмосферу через отводы 54 и 57 и вентили 49 и 52. Аналогично происходит термостатирование патрубка 18 отбора проб газа (фиг.2), когда по межтрубному пространству вывода патрубка 39 движется холодный газ с последующим отводом через отвод 53 и вентиль 48.

Производят определение суммарного содержания исследуемых загрязнений, применяя пробы, отобранные пробоотборником 22, ситовый анализ, применяя пробы, отобранные пробоотборником

23 с фильтром 34, определение содержания растворенной фазы загрязнений, применяя пробы из патрубка 3, определение содержания загрязнений в газовой камере, применяя пробы из пробоогборника 17. На основании полученных 25 данных выбирают рабочий пробоотборник 20 либо 21.

Открывают вентиль 45, дополнительно заправляют суспензию 15 через патрубок 2 вьппе верхнего среза седиментационного сосуда 6, при этом последний 6 заправляют суспензией 15 и отбирают пробы одним из пробоотборников 20 (21) через патрубок 24 (25). отбора проб и вывод патрубка 28 (29), термостатирование которого на фиг.24, происходит аналогично изложенному суспензией 15 из емкости пропусканием ее в межтрубном пространстве с последующим выводом через патрубок

55 (56) и вентиль 50 (51) в атмосферу. Открывают вентиль 46 и сливают суспензию до разделения объемов емкости 1 и седиментационного сосуда 6 (ниже уровня верхнего среза). Открывают запорньй орган 33, засекают время и начинают процесс осаждения частиц в седиментационном сосуде 6, вентиль 40 закрывают. Последовательно отбирают пробы жидкости пробоотборником 20 (21) в различные моменты

50 времени и определяют гранулометрический состав загрязнений по известным методикам. Контроль за уровнем и состоянием суспензии 15 в седиментационном сосуде 6 и емкости 1 осуществля- 55 ют визуально через смотровое окно 10.

При необходимости емкость 1 дозаправляют открытием вентиля 45, а также осуществляют контроль загрязненно, ти газовой камеры 11 и пробоотборником .

17. После окончания. эксперимента открывают вентили 46 и 47, производят слив суспензии 15 и переводят систему в исходное состояние.

В режиме определения гранулометрического состава газифицирующихся загрязнений и контроля суммарное со" держание исследуемых загрязнений и доля растворенной фазы загрязнений известны, объем исследуемой суспензии ограничен.

После осуществления продувки производят захолаживание и заправку емкости 1 вспомогательной аналогичной криогенной суспензией до верхнего среза седиментационного сосуда описанным образом. Создают избыточное давление в емкости 1 и вспомогательную криогенную суспензию термостатируют, доводя до равновесной темпера" туры. Предпочтительнее применение суспенэии с меньшим содержанием загрязнений, чем в исследуемой.

Открывают вентиль 41 и направляют исследуемую суспензию через патрубок

19, насадку 37 и газовую камеру 11 в седиментационный сосуд 6. В период прохождения исследуемой суспензии по насадке происходит выравнивание температур вспомогательной и исследуемой суспензии. После заполнения сосуда 6 отбирают пробы пробоотборником 20 (21) и сравнивают их с исходным суммарным содержанием загрязнений в исследуемой суспензии. Далее эксперимент проводят в последовательности, аналогично изложенной во втором режиме, т.е. отбор проб загрязнений в различные моменты времени пробоотборниками 20 и 21.

Формула изобретения

1. Седиментационное устройство, содержащее седиментационный сосуд с расположенными в нем барботером и пробоотборником„ патрубки отбора проб, подачи газа и слива суспензии седиментационного сосуда, о т л ич а ю щ,е е с я тем, что, с целью повьппения точности и надежности определения гранулометрнческого состава газифицирующихся загрязнений криогенных продуктов путем увеличения представительности отбираемых проб„ оно снабжено емкостью с запраночно-слив138315/ ным патрубком и патрубком отбора суспензии, при этом внутренняя поверхность емкое и теплоизолирована, а седиментационный сосуд закреплен вертикально внутри емкости тепловыми мостами, которые одним концом-соединены с седиментационным сосудом, а другим — с внутренней поверхностью емкости, причем в нижней части емкости установлен дополнительный барботер с патрубком подачи газа, а в верхней части емкость снабжена крышкой, под которой в емкости расположена газовая камера, и из последней выведен патрубок газосброса, при этом газовая камера сообщена с внутренней полостью седиментационного сосуда, причем патрубок подачи газа и слива суспензии седиментационного сосуда выполнен в виде трубопровода, соединенного с нижней частью седиментационного сосуда и атмосферой через внутреннее пространство емкости, и снабжен отводом с запорным органом в газовую камеру, при этом седиментационное устройство снабжено дополнительно пробоотборником газа с патрубком от-. бора проб газа, патрубком подачи суспензии, вторым пробоотборником и вторым патрубком отбора проб, размещенЗО ным в седиментационном сосуде на другом уровне, двумя пробоотборниками с патрубками отбора проб, размещенными в емкости, выводы патрубков отбора проб расположены на наружной поверхности емкости.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что барботер седи- . ментационного сосуда выполнен с возможностью свободного пропускаыия суспензии.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что выводы патрубков отбора проб и патрубок отбора суспензии закреплены на панели, размещенной на боковой поверхности емкости, при этом панель выполнена в виде штыкового разъема.

Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что на патрубке подачи суспензии установлена насадка, размещенная в емкости ниже уровня верхнего края седиментационного сосуда.

5. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что на патрубке отбора суспензии установлен фильтр.

6, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что по крайней мере один из пробоотборников, расположенных в емкости, снабжен фильтром;

7. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что выводы патрубков. отбора проб выполнены по типу

"труба в трубе" и снабжены отводом в атмосферу.

8. Устройство по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что пробоотборник газа размещен в патрубке гdзосброса.

9: Устройство-по п.1, о т л и ч а::о щ е е с я тем, что пробоотборники, расположенные в емкости, выполнены возможностью их перемещения.

10. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что пробоотборник аза размещен в газовой камере с воям.жног тью пере,ещения внутри нее

138315/

Щ ) 55

gyp J