Устройство для изучения сорбционно-капилярных характеристик газонасыщенных пористых материалов

 

Союз Соввтскин

Социалистических

Республик (11) 594337 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) За явлено 16.06.72 (21)1798713/22-0 с присоединением заявки №вЂ”..2 (51) М. Кл.

Е 21 Р 7/00

E 21 С 39/00

Гасударственный номнтет

Саввта Ннннстраа СССР ва делам яэовретвннй я вткрытнй (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.02.78. Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования описания 06.02.78 (53) УДК622.411.33:

:622.184.35 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. Ф. Васючков

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СОРВЦИОННО-КАПИЛЛЯРНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОНАСЫЩЕННЫХ ПОРИСТЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Иэобретенне относится к горной промышленности н может быть нспользовано в измерительных прнборах для изучений свойств горных пороц.

Известно устройство для изучения фильтрационных свойств угля, выполненное в виде рабочей емкости цля размещения в ней образца угля н позволяющее производить насыщение угля газами.и жидкостями 1 1

Однако это устройство не позволяет осуществлять регулируемую подачу жидкости в уголь н контролнруемый выпуск жидкости нэ угля. а также не обеспечнвает равенства давленнй.газа в угле и в окружающей атмосфере при сливе жидкости иэ рабочей камеры.

Известно также устройство для изучения сорбцнонно капнллярных характеристик газонасьпценных пористых материалов,включающее рабочую емкость размещения в ней исследуемого образца, поцающую емкость с рабочей жидкостью, сообщаюшуюся с рабочей емкостью, трубки для подвода газа в рабочую емкость, манометр j2J . 25

Однако такое устройство имеет сравнительно невысокую точность иэмереннй.

Цель изобретения - повышение точности измеренийЭто достигается тем, что устройство снабжено емкостью для слива рабочей жндкости, соециненной с рабочей емкостью уравннтельнымн и соединительными трубками с запорной арматурой, н дополннтельными манометрами цля осуществлення замеров в поцакпцей н сливной емкостях, причем рабочая емкость сообщена с емкостью для слива рабочей жнцкостн н поцающей емкостью посредством уравнительных трубок.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий виц, на фиг. 2 — схема, поясняющая принцип работы устройства.

Устройство состоит нэ подающей емкости

1, герметиэнрующей крышки 2 подающей емкости, рабочей емкости 3, герметнзирующей крышки 4 этой емкости, емкости 5 для слива, герметизирующей крышки 6 сливной емкости, вентилей, 7,8,9,10,11,12,13,14 н 15, манометров 16, 17 и 18, уравнительных ðóбок 19 и 20.

594337

Устройство работает следующим образом.

Стадия загрузки. Сливная емкость 5 пуста.

К крышке 6 привинчивают вентили 12, 13 а 14. На вентиль 12 привиичивают рабочую емкость 3, в которую помешают сверху образец горной породы (угля). Образец дол.жен свободно устанавливаться на круговую решетку, которая служит для последующего слива жидкости из камеры. Далее завинчивают крышку 4 и вентили 9, 11 и 12. щ

На вентиль 9 навинчивают подаюшую емкость

1, в которую заливают расчетный объем жидкости при закрытом вентиле 9. Завинчивают крышку 2 и вентили 7 и 8, подключают трубку манометра 16. К вентилям 10 15 и 13 подключают соответственно манометры

17 и 18. Через вентиль 11 к рабочей камере 3 подключают вакуумную систему (на схеме не показана) при закрьггых вентилях

9, 10 и 12. При открытом вентиле ll про-26 изводят вакуумироввние образца. Вентиль

11 закрывают, отключают вакуумную линию и подключают газовую линию. К вентилю 11 подают газ под давлением и открывают вентили 11 и 10, Насьпцение производят в те- 25 чение заданного времени, затем вентиль

ll закрывают и газовую линию выключают.

Вентили 8, 11 и 13 соединяют между собой уравнительными газовыми трубками 19 и

20 через тройник Т (на чертеже подсоединен30 слева к вентилю 11).

Стадия исследований (пропитки). К вентилю 7 подключают газовую линию, открывают вентиль 7 и поднимают давление в поЗз даюшейемкости до равенства показаний манометров 16 и 17. Вентиль 7,закрывают и открывают вентили 8 и ll, соединеные уравнительной трубкой 19. После этого можно открыть вентиль 9 и осуществить беэнапорный впуск жидкости из камеры 1 в камеру 3. Че рез заданный промежуток времени закрывают вентили 8, 9 и 11. 3а изменением давления в рабочей камере 3 наблюдают по манометру

17. Через вентиль 7 выбрасывают в атмосферу остатки газа из камеры 1, отвинчивают от крышки 2 вентили 7 и 8, снимают крышку 2 -и определяют объем оставшейся в камере 1 жидкости; а следовательно, и объем жидкости, поданный в рабочую камеру

3. По истечении определенного интервала времени к вентилю 13 подсоединяют газовую линию (на чертеже не показана) и в сливной камере 5 при закрытых вентилях 12 и

15 и открытом вентиле 14 поднимают дав-

5 ление газа до величины, регистрируемой манометром 17. Затем газовую линию отключают и вентиль 13 соединяют с вентилем

11 через уравнительную трубку 20, при этом вентиль 8 закрыт. После уравнения бо давлений (определяют по манометрам 17 и 18) в камерах 3 и 5 можно осуществлять безнапорный слив жидкости из камеры 3 в камеру 5 путем открьггия вентиля 12. При этом также открьггы Bpíòèïè 10, 11, 13 и 14 и закрыты вентили 8, 9 и 15. По истечении заданного интервала времени вентили 12 и 13 закрывают, а вентиль. 15 открывают и жидкость выпускают в мерную емкость, где измеряют объем слитой жидкости при атмосферном давлении, и, следовательно, количество впитавшейся в уголь жидкости.

Стадия разгрузки. Вентили 9, 10 и 11 и крышку 4 отвинчивают. Образец пинцетом извлекают из рабочей камеры и отправляют на дальнейшие исследования. В случае, если в камере 3 имеются остатки жидкости, камеру 3 отвинчивают вместе с вентилем

12 от крышки 6 и измеряют объем оставшейся жидкости.

Применение предлагаемого устройся.ва позволяет за счет сокрашения потерь жидкости из образца горной породы прн разгрузке рабочей емкости повысить точность измерений важных физико-химических характеристик пористых материалов, таких, как сорбционная емкость гаэонасышенной горной породы жидкостью, скорость капиллярного впитывания, коэффициенты массопереноса жидкости и газа в пористых средах, краевой угол смачивания и др. Предлагаемое устройство, таким образом, повышает. надежность результатов экспериментальных исследований.

Формула изобретения

Устройство для изучения сорбцнонно-капиллярных характеристик газонасьпценных пористых материалов, включающее рабочую емкость для размещения в ней исследуемого образца, подающую емкость с рабочей жидкостью, сообщающуюся с рабочей емкостью, трубки для подвода газа в рабочую емкость, манометр, отлич аюше еся тем, что, с целью повышения точности измерений оно снабжено емкостью для слива рабочей жидкости, соединенной с рабочей емкостью уравнительнымн и соединительными трубками с запорной арматурой, и дополнительными манометрами для осуществления замеров в подающей и сливной емкостях, причем рабочая емкость сообщена с емкостью для слива рабочей жидкости и подающей емкостью посредством уравнительных трубок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

3. Рологэцский В. А. Факторы, способствую вне повышению эффективности увлажнения угольнэгэ массива. - В с6. Нагнетание вопb1 в угольные пласты, М., !-!еаза", 1965, с. 110. 5

2. !асючк3B K). Ф. и gp. Реакпия насын1еннэгэ метаном угля на инъекцию жидкостМ.

Технэлэгия и экономика угледэбы и, (Ш!ИИТМ4Угли), No. 5, М., "Цедра., 1900, с. 74-75.

ПНИИПИ Зака 813/39 Тираж 773 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнан, 4