Устройство для экспоненциального разбавления газов

 

О П И С А Н И Е ()1004875

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сюита Советских .,Социаиистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 07.09.81(2l ) 3332449123 25 Р ) Я. К,п

601 и 3 1/08 с присоединением заявки М (23 ) Приоритет

Гавударствееай кемктет

СССР ва илам взевретеккк и вткрмткй

Опубликовано 15.03.83.Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 15.03.83 (53) УДК 543. .544(088,8) В. И. Ручнов, Ю. П. Рыбалченко, С. Л. Зубайра и Б.-IO. Мельчук (72) Авторы изобретения (7 l ) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизики и геохимии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОГО

РАЗБАВЛЕНИЯ ГАЗОВ

Изобретение относится к газовой хроматографии и предназначено для градуировки детекторов хроматографов.

Известно устройство для градуировки детекторов методом экспоненциального разбавления, содержашее смесительную емкость, внутри которой расположена магнитная мешалка-вентилятор 1 .

Однако это устройство характеризует ся наличием зон со слабым перемешиванием из а сложной геометрии смесительной емкости, способствующей созданию застойных зон, что снижает степень перемешивания. Из-за неоднородного перемешивания смеси на практике имеет. место значительное отклонение от экспоненциального закона разбавления, вслед-ствие чего снижается точность градуировки хроматографа.

Известно также устройство для про:верки линейности показаний газового. хроматографа„ содержащее смесительную емкость, внутри которой расположено устройство для перемешивания, выполненное в виде трех лопастей, расположенных На валу 2) .

Недостатками данного устройства являются медленное перемешивание за счет

5 точечного ввода примеси и сложность изготовления устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство для экспоненциального разбавления газов, содержащее сферичес» кую емкость, внутри которой расположено приспособление для перемешивания сме. си, линии ввода газа-носителя примеси и вывода газовой смеси. Приспособление для перемешивания выполнено в виде закрепленных на валу крыльчаток, располо-, женных в приспособлениях для разбивки газовых потоков P3) .

Недостатком этого устройства является низкое качество выводимого продукта, что обусловлено несоответствием между сферической формой емкости и сложной несферической формой мешалки, 04878 ть 5

35

35 заглушку 16 с отверстием 17. Прохож дение газа через зазоры между линией ввода 5 и поверхностями соосно расположенных отверстий 15 и заглушкой 16 обеспечивает газовую смазку при враще;нии полого шара 7.

В случае применения устройства для приготовления паро-газовой смеси, оно помещается, термостате, например, npuS0 меняемом для термостатирования хроматографических колонок.

3 10 приводящим к созданию застойных эон, где перемешивание осуществляется неэффективно. Причем в устройстве извоза сложности динамической системы и плохо го обтекания быстро уменьшается скорос потоков, ввод примеси осуществляется в периферийной части смесителя, практически в точке, что затрудняет и замедляет перемешивание. Это приводит к сни, жению точности приготовления смеси.

Целью изобретения является повышение точности приготовления смеси с заданным законом изменения состава во времени.

Поставленная цель достигается тем, что в.устройстве для экспоненциального разбавления газов, содержащем сферическую емкость, внутри которой расположено приспособление для перемешивания смеси, линии ввода газа-носителя, примеси и вывода газовой смеси, приспособление для перемешивания смеси выполнено в виде полого шара, соединенного с выходом линии ввода газа-носителя и примеси, и расположено в центре сферической емкости на конце линии ввода с возмож- 2 ностью вращения вокруг ее оси, при этом ось каждого, отверстия-сопла расположена под углом к горизонтальной касательной и лежит в плоскости, образованной касательной и радиусом, проведенным З в точку касания.

Оси отверстий-сопел шара ориентированы таким образом, что под действием реактивных сил струй газа, выходящих иэ отверстий-с:опел, осуществляется вращение полого шара вокруг оси общей линии ввода, при этом обеспечивается изотропное распределение газа-носителя и примеси. по всему объему сферической емкости и повышается точность приготовления смеси заданного состава.

На фиг. 1 приведена конструкция устройства для экспоненциального разбавления raaoa; на фиг. 2 предпочтительный вариант выполнения устройства для перемешивания газовой смеси (разрез А-А на фиг. 1).

Устройство содержит сферическую емкость 1, выполненную иэ двух частей, . скрепленных-винтами 2, и предназначенную для перемешивания в ней газа-носителя с примесью, линии ввода 3 газа-носителя и линии ввода 4 примеси, переходящие в общую линию ввода 5, которая входит в верхнюю часть сферического сосуда 1 и соединена с ней с помощью герметического соединения 6, например сварочного. В центре сферического сосуда 1 на конце линии ввода 5 размещено приспособление для перемешивания, выпол- ненное в виде полого шара 7, которое сочленяется с линией ввода 5 посредством двух сферических линий 8 и 9, например тефлоновых, и втулки 10 со стопорным винтом 11, образующих газовой подшипник при наличии потока газа, поступающего по линии ввода 5 в полый шар 7 под давлением. На поверхности полого шара 7 выполнены отверстия-сопла 12, оси которых ориентированы единообразно и расположены под углом к горизонтальной касательной и лежат в плоскости, образованной касательной и радиусом, проведенным в точку касания, что обеспечивает нри вращении шаровой полости 7 обьемный изотропный ввод газа-носителя и примеси во внешнюю сферическую емкость 1 и эффективное газодинамическое перемешивание. Перед линией вывода 13 размещен отражающий экран 14, служаший для предотвращения прямого попадания в линию вывода 13 выходящих струй из полого шара 7. Экран 14 выполнен в виде тонкой пластины, прикрепленной на ножке к внутренней поверхности сферической емкости 1. Отражающий экран 14 обеспечивает с внутренней поверхностью сферической емкости 1 диффузионный вывод газовой смеси. Линия вывода 13 размещена под углом 60-120 по отношению к линии ввода для устранения влияния первичной ориентации.

В предпочтительном варианте выполнения (см. фиг. 2) полый шар 7 имеет два соосно расположенные отверстия, в которых расположен конец линии ввода

5, выполненный с отверстиями 15 для. подачи газа-носителя и примеси и имеющий

Устройство работает следующим образом.

Гаэ-носитель через линию ввода 5 под давлением в несколько атмосфер подают в полый шар 7. При этом между . сферическими шайбами 8, 9 и 10 и поверхностью полого шара 7, а также меж75 6 ов. Концентрация примеси в момент вре

1 ени В задается выражением с =c ехр(-шЦч), где C = 5 /М, М вЂ” обьем внешней емкости.

Предлагаемое устройство в сравнении с прототипом позволяет повыситЬ приготовление газовой смеси и тем самым повысить точность градуировки хроматографов.

-Формула .изобретения

Устройство для экспоненциального разбавления газов, содержащее сферическую емкость, внутри которой расположе-, . но приспособление для перемешивания смеси, линии ввода-газа-носителя, примеси и вывода смеси, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения точ». ности изготовления смеси с заданным законом изменения состава во времени, приспособление для перемешивания смеси выполнено в виде полого шара, соединен» ного с выходом линии ввода газа-носителя и примеси, и расположено в центре сферической емкости на конце линии ввода с воэможностью вращения вокруг ее оси, при этом ось каждого отверстия-сопла расположена под углом к горизонталь ной каеательной и лежит в плоскости, образованной касательной и радиусом, проведенным в точку касания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ловелок Дж. Газовая хроматография, Сборник.М., Мир, 1964, с. 27.

2. Патент ФРГ ¹ 1269826, кл. 424 -4/16, 1974.

3. Патент, США ¹ 3911723;. кл. 73/1 К, 1975, (прототип).

s 10048 ду поверхностями линии ввода 5 и ввод- м ного отверстия полого шара 7 появляет» м ся raaoaas подушка (смазка), толщина которой и величина потока через зазоры регулируется втулкой 10 со стопорным винтом 11.

Из полого шара 7 газ истекает через отверстия-сопла 12 и зазоры между шайбами 8 и 9 внешней поверхностью линии ввода 5 и поверхностью вводимого отверстия полого шара 7, создавая газовую смазку. Под действием реактивных сип, возникающих при истечении газовых струй через отверфгия опла 12, происходит вращение полого шара 7, установленного на газовом подшипнике. Гаэ-носитель поступает в линию вывода 13, подключен ную к входу хроматографа. При установившемся потоке газ -носителя при постоянном расходе ф через вводную линию 20

5 вводят известное количество G. испытуемого газа или пара (примеси) в полый шар 7. Примесь вместе со струями газаносителя при вращении полого шара 7 изотропно распределяется по всему обье- 2S ,му сферической емкости 1. Перемешивание получаемой смеси происходит за счет механического воздействия истекающих через отверстия-ч опла 12 вращающихся,. струй и вихреобр зных потоков, образо- щ ваиянихся при отражении струй от внутренних стенок сферической емкости 1.

Это приводит к получению в каждый момент. времени однородной смеси, которая выводится через линию вывода 13 к де тектору хроматографа. При этом регистрируют изменение показаний детектора хроматографа по мере разбавления газа в устройстве до тех пор, пока сигнал детектора не станет меньше уровня шуФи

100487

А-A

Составитель Н. Игнатенко

Редактор М. Бандура ТехредТ. Маточка Корректор.О. Билак

Заказ 1873/55 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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