Устройство для исследования проб вещества

 

О П Н .И Е () 562249

ИЗОБРЕТЕН Ия

Сок1э Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнител1и1ое к азт. сзнд-ву— (22) Заявлено 01.04.74 (21) 2012065 26

J! (51)М.Кл.а G 01 N 7(20

В 011 !/00 с присоедпчен;1ем заявк:1 М 2094815i26

I (23) Приор:1тет 01.04.74 по пп. 1 и 2

07.01.75 по пп. 3 и 4

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

153) УДК 543.27 (088.8) (43) Опубл11«ова.1О 25.06.77. Бюллетень ¹ 23 (45) Дата опубликования описания 17.10.77 (72) Авторы изобретения

Е. В. Лифанов и В. Е. Лифанов (71) Заявитель

Днепрспетрозский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОБ

ВЕЩЕСТВА

Изобретение относится к конструкциям устройств и приборов для исследования проб вещества на поглощение — выделен 1е газоз и может быть использовано для определечия и регистрации процессов самоокисления каменных углей.

Известно устройство для исследования проб вещества, содержащее реактор, газопровод, соединенный с нижней частью реактора и контрольно-измерительную аппаргтуру.

Недостатками известного устройстза являются след ующие: низкая точно ть и медленность определений, а также невозможность изменения объема |рабочей жидкост;1, определяющей продолжительность одного цикла, а следовательно, и чувствительность прибсра к процессу самоокисления каменных углей; невозможность произвольной замены Отрг ботанного воздуха на свежий (т. е. з любое время приводить устройство в исход:-:ce рабочее положение); отсутствие сбора отргботг -;cão газа, необходимый для химического анализа, работа с устройством, имеющим ртутный затвор, потребует соответствующей осторож-.ccI;1 из-за токсического действия ртути.

Целью изобретения является устргнен11е указанных недостатков, повышение точности и ускорения Определений, а также улучшение газообмена в реакторе и сбор отработанного ггзг для химического анализа.

Для этого устройство снабжено последозательно установленными сборниками жидкости и 11-образным замыкающим сосудом, соед:1ненными между собой сифоном, п1дравл11ческим;1 ртутным затворами, верхняя часть реактора соединена с гидравлическим затво. ом, г также между гидравлическим затвором и сборником жидкости установлен подв:1жный переточный сосуд, снабженный газовой бюреткой.

На фиг. 1 изображена схема устройства со сборником жп1д кост11, установленным на газопроводе, первый вариант; на фиг. 2 — схема устройства без ртутного затвора с переточным сосудом, второй вариант выполнен:1я.

Устройство для исследования проб вещества состоит пз реактора 1, к верхней част:.1 которого припаяна трубка гидравлическо-.о затвора 2. Нижн :1й открытый конец этого затвора погиу жгется В сосуд 3 с жи 1костъю.

Г"-зо(зоздухо) провод 4 соединяет нпз ре;1«тОра 1 с верхом сборника 5 жидкости. ЭтОт сборник имеет гидравлический затвор б, соединяющийся с замы кающим сосудом 7, заполненным жидкостью, и ртутныи затвор 8, помещеччый 3 сосуд 9. Последний соедш1яется с тонкой трубкой 10 воздухоподачи, помещенной з кожух 11, соединяющийся со сбор:1иком 12 ж:1дкости, имеющим сифонную труб«у 13, сзободный конец которой опущен з от562749 крытое колено замыкающего сосуда 7. Трубопровод 14 соединяет кожух 11 с сосудом 7.

Трубка 10 воздухоподачи в верхней части сообщается узким отверстием а с окружающим воздухом.

Устройство работает по этому варианту исполнения следующим образом.

Испытуемая проба угля загружается в реактор 1, после чего загрузочное отверстие герметически запаивается. Возникающий внутри реактора 1 вакуум 3а счет самооиисления испытуемой пробы угля всасывает жидкость в трубки гидравлических затворов

2, б из своих сосудов 8, 7 и ртуть из сосуда 9 в капилляр ртутного затвора 8.

Раоэчая высота гидравлического 2 и ртутного 8 затворов больше высоты гидравлического затвора б.

При достижении вакуума внутр;i реаКТора 1 больше высоты гидравлического затвора б, жидкость из сосуда 7 перетягивается B сборник 5, в результате чего автоматически раскрывается гидравлический затвор, а вместе с этим ликвидир уется и вакуум, вэзникший внучри реактора 1. После этого жидкоеTb нз сборника 5 самопроизво. IbYo стекает через капилляр затвора 8 в со"уд 9, а затем в тонкую труоку 10, с помощью которой н смачивающих свойств жидкости воздух всасывается из окружающей среды через отверстие а и подается в кожух ll, трубопровод 14, открывший конец гидравлического затвора б, в сосуд 7, сбор ник жидкости 5, вэ3духэгрэвэд 4, в реактор 1, выталкивая прн этом отработанный воздух через гидравлический затвор 2 в атмосферу. При заполнении сбcðHIHка 12 жидкостью сифонная трубка 18 замыкается, в результате чего жидкость ca IOTeком из сборничка 12 переливается в сэс д 7, замыкая систему в исходное рабочее положение для выполнения следующего цикла.

Неравномерность самоокисления каменных углей определяется величиной периода перетягивания жидкости из замыкающего сосуда 7 в сборник 5 жидкости.

Согласно второму варианту,исполнения, vcTipoHcTBo для исследования проб вещества

=ocToит из реактора 15, верхняя часть которого соединена трубопроводом lб с кожухом 17 трубки !8 гидравлической пода и этпабстанного воздуха. Низ его соединен трубопроводом 19 с приемником запирающ.й жидкости

20, который имеет кран 21 и гидрозатвогч 22, :оединяющийся другим своим концом с сосудом 28. Нпз приемника 20 соединяется трубопроводом 24 с кожухом 17. В средней части трубопровода 24 вмонти рован капилляр 25.

Трубка 18 гидравлической подачи отработанного воздуха нижним своим концом соединяется через разделитель 2б воздуха, трубопровод 27 с мерной бюреткой 28 отработанiIoI о воздуха. Верх бюретки 28 имеет кран 29, а низ ее через трубопровод 80, передаточный сосуд 81 с отводом 82 .и гибкий шланг 88 соединяется с напорной склянкой 84 запирающей жидкости.

Разделитель 2б соединяется со сборником

85 запирающей жид кости. Нижний конец раздел:Teля 2б воздуха и отвод 8б сборника 85 запирающей жидкости образуют малый гидрсзатвэр.

Низ сосуда 23 и отвод 8б соединяются через гибкие ш,чанги 87, 88 с пс движным пере10 точным сосудом 89, который через отвод 40, :IoII:Ié шланг 41 ссединяется = напэрнэй склянкой 42 запирающей MHQKocTH.

Подготавливается прибор к раооте следующим образом. Испытуемый уголь крупнэстшо

15 0,5 — З,ям в количестве 300 — 500 г загружается в реактор 15 через отрэ:TOII 48. После Загруз ii угля этот отросток герметически заКр bl а ется.

ЗапоlHHIoTcH запирающей жидкостью наHopiIbie склянки 84 и 42. Подвижный переточный сосуд 89 устанавливается таким образом, чтобы егэ отвод 40 распо.чохкился на 3 — 5 см вь.ш нулевого уровня, т. е. выше места при"оедннечия гидрозатвора 22 к -o-"уду 23. Ч м бэ",ьше будет принята эта высота, тем больше ззс.-, тся рабочей жидкости в цикл, т.м самым больше продолжительность цикла, а вмеT этим меньше чувствительность ци" чои посцессу самэокисления каменных угЗО .чей. н наоборот.

Предельной высотой положения отвода 40 является такое значение, при котором объем запирающей жидкости в цикле будет равен сбч-.=му приемника 20.

По=де этого в поднятом положении напорной -клянкii 42 выше нулевого уровня, подсоссм через кран 21 запирающая жидкость

i-еретягивается в приемник 20 в таком коли-е:тве, чтобы он заполничся несколько выше

4о конца трубки 18.

Напорная склянка 42 опускается и усчанавлнвается на свое место. Избыточная запираюнчаяся жидкость при открытом кране 21

;=-pc;I каппа.,чяр 25, трубку 18 возвращается

45 в напорную склянку 42. Захватываемый при этом трубкой 18 воздух выталкивается через разделитель 2б, трубопровод 27, мерную бюретку 28 и открытый кран 29 в атмосферу.

НекoTopop. количество запирающей жидкости по закону сообщающихся сосудов остается в и немннке 20 и в кожухе 17 на высоте конца трубки 18. Закрывается кран 21. Поднимая напорную склянку 84 заполняется запирающей жидкостью меэная бюретка 28. Закрываеч я кран 29.

Напорная склянка 84 опускается и устанавл:iaaeT"я на свое место. Избыточная запирающая жид кость стекает Н3 переточного сосуда 81 в напорную склянку 84. Произвольная замена воздуха в реакционном сосуде производится следующим образом. Открывается иран 21. Запирающая жидкость, стекая из мерной бюретки 28 в напорную склянку

34, всасывает свежий воздух в реактор 15. Из

65 мерной бюретки 28 воздух выталкивается в

562749 атмосферу напорной склянкой 84 через кран

29. Цикл повторяется несколько раз, после —.его кран 21 закрывается, а мерная бю ретк 28 заполнягтся запнраюшгй жнлкостью.

Подготовленный таким ооразом цикломер работает следующим образом. Вакуум, возникающий внутри реа ктора 15, за счет самэокнсления испытуемого каменного угля втягпвает запи рающую жидкость в гил равлический затвор 22, труоку 18 гилравлической подачи воздуха и кожух 17. При этом наступает такой момент, когда вся запнрающая жнлкость сосуда 28 перетягивается в приемник 20, сбрасывая возникший вакуум и открывая свободный доступ свежего воздуха нз окружающей атмосферы в реактор 15. Перетянутая запирающая жилкость, мелленно стекая через капилляр 25, трубопровод 24, захватывает в трубе 18 отработанный воздух и полает его через разделитель 2б, трубопровод 27 в мерную бюретку 28, а сама поступагт в сборник 87.

При этом всасывается в ргактэр 15 свжий воздух из атмосферы чергз со ул 28, открытый гилрозат вор 22, приемник 20 и трубопровод 19. В конце истечения раоочей жнлкости в сборник 85 и пергточный сэсул 89 происходит замыкание гилравличгскэгэ затвора 22, приводя устрой"тво в нсхэлное рабочее положение лля выполнения с.Iглующего цикла.

Ре?энстрируя прололжительность одного цикла, количество вылелягмого прн этом отработанного воздуха, характеристнку окружающей срелы и опрелеляя хчмичг" кнй состав отработанного воздуха за длительные периолы, устанавливается взаимосвязь процесса самоокислгнпя каменных угчей с окружающей срглой, Изучение этого явления с помощью

5 ланно-о устройства, поможет расширнть прелставлення о свойствах каменных углей, о сущнэстп метаморфизма в процессе их образовач я, а вместг с этим и возможности практнчес <ого гго использэванпя. !

О

Формула изобретения

1. У"трэйство лля и "следования проб вещества, например. лля определения и реги15 страцпн самоокисления каменных углей, солержащге реактор, газопровод, соелиненный н.важней частью реактора, п контрольно-измерптельную аппаратуру, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и уско2О ренпя опрелелений, оно снабжено послеловательнэ установленными сборниками жилкостп

U-образным замыкающим сосудом, соелингнными между собой сифоном и гидравлпческим и ртутным загворами. 5

Устройство по п. 1, отличающегся тгм, что верхняя часть реактора соелннена с г..лэавлпчеокпм затвором.

3. Уст„"ойство 110 пп. 1 н 2, о т 1 и ч а юи =- г " я тем. что, с целью улучшения газообмена в реакторе, между гилравлическим затвором ?и сборннком жи кости полвп?кно установлен перелаточный сосуд.

З5 4. Устройство по пп. 1 — 3, о т л н ч а ю щ ее ся тгм. что, с целью сбора отработанного газа лля хпмпческого анализа, сбор ник жилкостн снабжен газовой бюреткой.

562749

i9

1 (Е5 (!

f 5 (и1в я

4иг.2

Сос-.авитель А. Тарасов

Редактор Н. Д карагетти Техред А. Камышникова

Тип. Х арьк. фил. прел. «Патент»

Заказ 533/1431 Изл. N" 87 Тирагк 1109 Полггисное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35. Раушская наб., л. 4 j5