Устройство для получения потока газа

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<„>893241 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 230180 (21) 2873406/23 26 с присоединением заявим N4 (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.81. Бюллетень N9 48

Дата опубликования описания 3612.81 (53)М. Кл

В 01 J 7/02

В 01 i 11/00

Государственный комитет

СССР но аеаам изобретений н открытий (53) УДК 542.71 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.A.Ñåìåíîâ и М.С.Волкович (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОТОКА

ГАЗА

Изобретение относится к устройствам, в которых выделение газа происходит эа счет разложения какоголибо реагента, а именно за счет разложения жидкости, и может быть использовано для получения потока газов.

Известен аппарат Киппа, содержащий бак для хранения жидкости и узел генерации газа. Бак расположен выше узла генерации, поэтому жидкость из бака самотеком поступает в узел генерации, где взаимодействует химически с другими реагентами. При взаимодействии жидкости с реагеитом выделяется газ, который уходит из узла генерации по назначению. Подпитка узла генерации жидкостью происходит автоматически по мере расходования жидкости. Дав- 20 ление выходящего из аппарата Киппа газа определяется разностью уровней жидкости в баке и узле генерации.

Данное устройство черезвычайно просто по конструкции и очень надежно в работе что обусловило его широкое применение как автономного источника различных газов 113 .

Недостаток известной конструкции состоит в том,что она обеспечивает не 30 постоянный расход,а постоянное давление газа. При изменении внешнего давления изменяется уровень жидкости в узле генерации в результате чего меняется и скорость генерации газа. На скорость генерации газа влияют и такие факторы,как температура и концентрация жидкости, дисперсность н количество реагента в узле генерации. Поэтому скорость генерации газа непосредственно в узле генерации практически не поддается регулировке.

С целью получения регулируемой скорости выделения газа в самом узле генерации используют другие принципы разложения жидкости, например электролиз. При этом скорость выделения газа в узле генерации точно определяется силой электрического тока, идущего на разложение жидкости. Для уменьшения влияния внешнего давления на скорость поступления газа иэ устройства узел генерации газа отделяют от бака с жидкостью при помощи запорного устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для получения потока газа, содержащее бак для хранения жидкости и узел генерации газа, соединенный с баком $23.

893241

В известном устройстве по мере его работы уменьшается количество жидкости, которая подвергается разложению, и увеличивается объем, занятый газом. Газ в отличие от жидкости обладает сжимаемостью. Поэтому одинаковые изменения давления вызовут разные ошибки расхода газа в начале и в конце работы электролизера.

Налицо противоречие. С одной стороны, для уменьшения влияния давления на точность стабилизации расхода газа объем узла генерации (в известном устройстве — электролизер} должен быть возможно меньшим. С другой стороны, для увеличения вре- 15 мени непрерывной работы устройства объем узла генерации должен быть возможно большим (чтобы в нем могло поместиться большое количество жидкостя). 2О

Цель изобретения — повышение точности поддержания расхода газа при переменном внешнем давлении.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено U-образной трубкой, соединяющей бак с узлом генерации газа, и гидравлическим сопротивлением, установленным a Uобразной трубке между баком и узлом генерации газа.

ЗО

Гидравлическое сопротивление выполнено в виде пористой пластинки, узел генерации газа снабжен подпорной трубкой, соединенной с верхней его частью, и выполнен в ниде электролиэера.

На чертеже изображено устройство, общий нид, продольный разрез..

Устройство включает бак 1 с жидкостью, подпорную трубку 2, узел 3 генерации, например электролизер, 4G гидравлическое сопротивление 4. Уровень жидкости в баке должен быть ниже верхнего конца подпорной трубки.Величина гидравлического сопротивления должна обеспечивать поступление жидкости иэ бака в узел генерации со скоростью не меньшей, чем скорость разложения жидкости.

Диаметр подпорной трубки и объем узла генерации должны быть минимальньпчи. Высоты Н и h определяются давлением, которое должно развивать устройство. Гланным требованием, пфЪдъявляеиым к материалам для изготовления устройства, является его химическая стойкость по отношению к используемым реагентам.

Устройство работает следующим образом.

В узле генерации выделяются газы с постоянной скоростью, которую 40 поддерживают с помощью известных приемов. Газы поднимаются по подг порной трубке 2 вверх и уходят по назначению. При увеличении давления на выходе иэ подпорной трубки жид- 45 кость в ней опускается вниз, но в силу малого диаметра объем газа в подпорной трубке изменяется мало, значит устройство в этом случае дает постоянный расход газа, Жидкость в подпорной трубке находится ниже уровня жидкости в баке. Благодаря гидравлическому сопротивлению переток жидкости из подпорной трубки в бак при повышении давления затормаживается, поэтому даже в момент нарастания давления электролиэер способен выдавать газ с постоянным расходом.

При пониженном давлении на выходе жидкость в подпорной трубке стремится подняться выше уровня ее в баке, но из-эа гидравлического сопротивления 4 ее подъем затормаживается и устройство ныдает гаэ с практически неизменным расходом. При устойчивом пониженном внешнем давлении жидкость н подпорной трубке устанавливается выше уровня ее в баке.При колеблющемся давлении на выходе жидкость в подпорной трубке занимает некоторое промежуточное положение. После разложения определенного количестна жидкости н узле

3 генерации ее уровень опускается в подпорной трубке ниже определенного предела, в результате чего иэ бака н узел генерации самопроизвольно поступает жидкость.

Таким образом, объем газа в узле генерации и подпорной трубке остается практически постоянным и малым (несколько кубических сантиметров н течение всего времени работы устройства. Постоянство газового объема обеспечивает постоянную ошибку в стабилизации расхода газа незанисимо от времени работы устройства. Малая величина газового объема обеспечивает и малые колебания расхода газа при переменном внешнем давлении. Благодаря постоянной подпитке узла генерации жидкостью из бака время непрерывной работы устройства практически неограничено. Установка гидравлического сопротивления между узлом генерации газа и баком с жидкостью позволяет ликвидировать протиноречие между достижением постоянной и высокой точности стабилизации расхода газа и обеспечением длительной непрерывной работы устройства.

Пример. В качестве узла генерации газа используют электролизер объемом 5 см . Используемая жид3 кость — раствор щелочи (KOH-20%).

Гидравлическое сопротивление — фильтр иэ сложенной вдвое хлориновой ткани.

Диаметр фильтра 10 мм. Диаметр подпорной трубки 4,5 мм. Н=140 мм, h=30 мм. Сила тока через электролиэер 0,07А. Внешнее давление меняют циклически относительно атмосферно893241

ВНИИПИ Заказ 11314/5 Тираж 570 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.

ro на 100 мм вод.ст. в сторону увеличения в течение б с, затем скачком возвращают к атмосферному. В контрольном опыте электролизер работает при внешнем давлении, равном атмосферному. Точность поддержания расхода газа через подпорную трубку в том и в другом случае составляет

10,5%.

С помощью предлагаемого устройства можно получить постоянный поток газа в условиях переменного внешнего давления с высокой точностью, практически не зависящей от времени работы устройства и мало зависящей от внешнего давления. Время непрерывной работы практически не ограничено. Дозаправка бака жидкостью не требует остановки устройства. Предлагаемое устройство не имеет клапанов, значит оно обладает большей надежностью и меньшей стоимостью, чем известное. Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства сводится к расширению сферы применения данных черезвычайно надежных и долговечных источников газа. Предлагаемое устройство в ряде случаев можно использовать взамен более дорогих и менее надежных механических источников газа.

Формула изобретения

1. Устройство для получения потока газа, содержащее бак для хранеI ния жидкости и узел генерации газа, соединенный с баком, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности поддержания расхода газа при переменном внешнем давлении, оно снабжено 0-образной трубкой, соединяющей бак с узлом генерации газа, и гидравлическим сопротивлением, установленным s Uобразной трубке между баком и узлом генерации газа.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что гидравлическое сопротивление выполнено в виде пористой пластинки.

З.устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,.что узел генерации газа снабжен подпорной трубкой, соединенной с верхней его частью.

4. Устройство по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел генерации газа выполнен в виде электролизера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Коржев П.П. Справочник по химии. М., Учпедгиз, 1958 с. 114.

3Q 2. Абилов А.Г . и Лютфалиев К.A °

Автоматические микродозаторы для жидкостей. Библиотека IIO автоматике.

М., "Энергия", 1975, вып.545, с.22.

Ужгород, ул . Про ек т н а я, 4