Способ регулирования концентрации компонентов в смеси газов
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ В СМЕСИ ГАЗОВ путем подачи хладагента во внутренние полости размещенных в замкнутом объеме герметичных экранов, покрытых адсорбционным покрытием, связывающим молекулы газов, отличающийся тем, что, с целью ускорения достижения заданной концентрации , заполнение экранов, покрытия которых различаются между собой по избирательности, проводят последовательно, заполняя последу1№1ДИЙ экран после достижения в замкнутом объеме равновесного давления.
СООЭ СОВЕТСКИХ
ОЦ В
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕКНЬЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OfHPÛÒÈÉ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3390723/24-25 (22) 26.01.82 (46) !5.05.85. Бюл. У 18 (72) В.И. Бойцов, S.Â. Иванов, С.Ф. Тесленко, В.А. Хохлов и В.А. Юрченко (71) Московский ордена Трудового
Красного Знамени институт химического машиностроения (53) 543.274(088.8) (56) 1. Другов Ю.С., Березкин В.Г.
Газохроматографический анализ загрязненного воздуха. И., "Химия", 1981, с. 49-50.
2, Там же, с. 51-53 (прототнп).
„„SU„,, 1156020 А (59 С 05 D 11/00 С 01 N 7/02 (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ В СМЕСИ ГАЗОВ путем подачи хладагента во внутренние полости размещенных в замкнутом, объеме герметичных экранов, покрытых адсорбционным покрытием, связывающим молекулы газов, о т л и— чающий с я тем, что, с целью ускорения достижения заданной концентрации, заполнение экранов, покрытия которых различаются между собой по избирательности, проводят последовательно, заполняя последующий экран после достижения в замкнутом объеме равновесного давления. Е
) 2560
Изобретение относится к технической физике, в частности к способу для регулирования концентрации.газов в замкнутом объеме, и может быть использовано в экспериментальной 5 технике, исследовательском оборудовании и радиоэлектронной технологии, Известен способ, предусматривающий регулирование концентрации компонентов в газовой смеси, заключающийся в том, что газовую смесь приводят в контакт с охлажденной поверхностью. Температуру поверхности поддерживают ниже точки росы компонента,концентрацию которого необ- 15 ходимо уменьшить 11.
Недостатком данного способа яв ляется малая эффективность.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо- 20 соб регулирования концентрации компонентов в смеси газов путем подачи хладагента во внутренние полости размещенных в замкнутом объеме герметичных экранов, покрытых адсорб" 25 ционным покрытием, связывающим молекулы газов 1 2 j.
Недостатком известногA способа является длительность достижения заданной концентрации смеси газов в ЗО заданном объеме.
Цель изобретения — ускорейие достижения заданной концентрации компонентов в смеси газов.
Поставленная цель достигает- 35 . ся тем, что согласно способу регулирования концентрации компонентов в смеси газов путем подачи хладагента во внутренние полости размещенных в замкнутом объеме герметичных экра- 4Q нов, покрытых адсорбционным покрытием, связывающим молекулы газов, заполнение экранов, покрытия которых разчичаются между собой по избирательности, проводят последовательно, за- 45 полняя последующий экран после достижения в замкнутом, объеме равновесного давления.
На чертеже схематически показано устройство, реализующее предлагаемый 50 способ.
Устройство для регулирования концентрации компонентов в смеси газов содержит замкнутый объем 1, в полости 2 которого, выделенной шибером 3 55 с приводом 4„ расположены герметичные экраны 5, 6 и 7, имеющие на поверхности адсорбционные слои 8, 9
20 2 и 10 покрытия. Причем экраны снабжены клапанами 11, 12 и 13, имеющими приводы 14, 15 и 16, через командное устройство 17 подключенные к манометрическому или масспектрометрическому датчику 18, а адсорбпионные слои 8, 9 и 10 покрытия выполнены с избирательными по отношению к различным газам адсорбционными характеристиками, например в виде пористых пленок различных металлов. Таким образом, покрытия экранов различаются между собой по избирательности.
Сущность способа заключается в следующем.
В первую очередь заполняют хладагентом (например, жидким азотом) внутреннуюю полость герметичного экрана 5, имеющего на поверхности адсорбционное покрытие 8, выполненное из пористой пленки окисла металла, например из окисла меди, которая активно сорбирует углеводороды, пары воды и углекислоту. После достижения равновесного давления, т.е, когда из-. менение давления становится незначительным, заполняют хладагентом (например, жидким азотом) полость герметичного экрана 6, имеющего на поверхности адсорбционное покрытие, выполненное из пористой пленки окисла алюминия, которая активно сорбирует азот. После достижения равновесного давления и завершения нестационарных процессов заполняют хладагентом полость герметичного экрана 7, имеющего на поверхности адсорбционное покрытие 10, выполненное из пористой пленки окисла титана, которая активно сорбирует водород и гелий.
Таким образом, благодаря разумному использованию сорбциоиных емкос тей каждой из пленок достигается максимальное заполнение.адсорбционных покрытий, не допускается "забивание" наиболее активных пленок крупными молекулами углеводородов и других веществ и сохраняется их адсорбционная способность для поглощения наиболее активных газов. Упорядочение процесса обеспечивает суммарное повышение адсорбционной емкости и, главное, уменьшает время достижения заданной концентрации. Масспектрометрический датчик 18 дает сигнал, характеризующий содержание того или иного газа в смеси. В зависимости от того, какой из газов содержится
1156020 в излишнем количестве, командное устройство 17 включает один из при- водов 14, 15 или 16, открывается соответствующий клапан 11, 12 или
13 и заполняется хладагентом один из герметичных экранов 5, 6 или 7 до более высокого уровня. Лдсорбционные слои 8, 9, или 10 становятся более активными и сорбируют остаточную атмосферу. Причем поскольку на герметичных экранах 5, 6 и 7 нанесены адсорбционные слои 8, 9 или
10 различных материалов, обладающих избирательной адсорбционной способностью по отношению к различным га- 1 зам, поглощение газов можно регулировать.
Составитель В. Екаев
Редактор N. Дылы Техред С.Мигунова
Корректор М. Максимишинец
Заказ 3143/43 Тираж 863 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Так, если на экране 5 нанесен слой 8 из окиси меди, то он наиболее активно сорбирует углеводороды, углекислоту. На экране Ь нанесен слой
9 окиси алюминия, который активно сорбирует азот и кислород, а на экране 7 — слой 10 окиси титана, активного по отношению к легким газам — гелию и водороду.
Увеличивая или уменьшая охлажденную площадь соответствующего экрана, можно добиться любой наперед заданной концентрации смеси газов.
Пример. Вакуумную камеру, имеющую рабочий объем 0,050 м, откачивают от атмосферного давления до разрежения 1х10 Па с помощью цеолитовых насосов (2 штуки) за период времени, равный 3 ч.
При использовании предлагаемого способа эвакуация объема с помощью герметичного экрана с адсорбционным .
О количеством из окиси меди составляет 35 мин, равновесное давление
3 Па.
При эвакуации объема с помощью герметичного экрана с адсорбционЯ ным покрытием из окисла алюминия время составляет 50 мин, равновесное давление 4х10 Па.
Дальнейшая откачка объема производится с помощью герметичного эк20 рана с адсорбционным покрытием из окиси титана. Время процесса 65 мин, равновесное давление 1 ° 10 Па.
Таким образом, на 15 сокращено время откачки, достигнуто более высо2$ кое разрежение.
Предложенный способ обеспечивает повышение оперативности — уменьшение времени вакуумной откачи, достижение заданной концентрации остаточных газов в смеси и сокращение расхода хладагента.
