Устройство для отбора проб жидкости и пара

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 491 6272/05 (22) 04.03.91 (46) 15.1293 Бюп. Na 45 — 46 (71) Геологический институт Бурятского филиала CO AH СССР (72) Жатнуев Н.С.

{73) Бурятский геологический институт СО PAH (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ И ПАРА (57) Использование; исследование физико-химических свойств, в частности, для изучения равнове- . сия систем жидкость — пар. Сущность изобретения: устройство для отбора проб жидкости и пара со.держит автоклав с обтюрэтором и пробоотборни(в) RU (и) 2004904 С1 (51) 5 G61N1 10 G01N1 22 ком, в обтюраторе коаксиально установлен нажимной шток движущийся поступательно при вращении винта, кроме того, в устройстве имеется перфорированная втулка, зафиксированная на обтюраторе, содержащая шесть перевернутых вверх дном стаканов с концентрическими стенками, разделенных выгнутыми прокладками, термопарный карман коаксиапьно вваренный s дно автоклава, а также система для заполнения автоклава. присоединяющаяся к обтюратору через трубопровод и вентиль высокого давления и состоящая из бюретки с делениями, заполненной раствором, вакуумного трехходового крана и вакуумного насоса. 8 ип.

2004904

Изобретение относится к технике физико-химического исследования свойств веществ и может быть использовано для одновременного отбора проб жидкости и пара с растворенными в них нелетучими компонентами, находящихся в равновесии при повышенных температурах и давлениях, для-изучения их плотности, рН, химического состава.

Известно устройство, позволяющее отбирать пробы пара и жидкости, состоящее из бомбы (сосуда высокого давления) и двух пробоотборников, сообщающихся с бомбой посредством трубопроводов, пропущенных через затвор, Концы трубопроводов соответственно находятся в зонах пара и жидкост«. Пробоотбарники отсекаются оТ бомбы запорными вентилями. Отбор пробы производится путем открывания вентилей и заполнения пробоотборников поочередно, вначале паром, а затем жидкостью либо наоборот.

Недостатком этого устройства является то. что при отборе пробы невозможно определить плотность жидкости и пара вследствие их охлаждения и уменьшения обьема на неизвестну«о величину.

Известен также пробоотборник для отбора жидких проб при изучении растворимости твердых веществ в гидротермальных растворах, Отбор проб производится s цили««дрический пробоотборник, герметично и соосно зафиксирова««ный на обтюраторе и занимающий верхнюю треть автоклава, Дно пробоотборника имеет сквозное отверстие с притертым седлом, через которое во .) время опыта емкость пробоотборника сообщается с емкостью автоклава. В опыте после установления равновесия в растворе отверстие запирается штоком ве1чтиля, коаксиально проходящим через обтюратор и сам пробоотборник, после чего опыт прекращается. Закрытый таким образом пробоотборник с пробой извлекается иэ автоклава после его остывания. Извлеченная из пробоотборника проба поступает на анализы, Недостатком данного устройства при исследовании систем жидкость — пар, вопервых. является невозможность отбора пробы жидкости, находящейся в нижней части автоклава, поскольку при осты вании она смешивается с конденсатом пара оставшегося вне пробоотборника. Во-вторых, конструкция пробоотборника не позволяет отбирать дублирующие пробы в одном ог«ыте. В-третьих, в данном устройстве не предусмотрен термопарный карман внутри автоклава, «TO не позволяет точно измерять температуру отбираемой пробы и устано5

Р

55 вить величину термического градиента по высоте автоклава. В-четвертых, отсутствие отвода на манометр не позволяет измерять давление в автоклаве.

Целью изобретения является одновременный отбор дублированных проб известного объема проб жидкости и пара, находящихся в рав««овесии при HOE«b«LUBHных температурах и давлениях.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для отбора проб жидкости и пара; ««а фиг.2 — перфорированная втулка; на фиг.3— толкатель; на фиг.4 — стаканы-пробоотборники; на фиг.5 — крышка-прокладка, на фиг.б— упорная шайба; на фиг.7 — положение вакуумного трехходового крана в процессе эвакуации автоклава; на фиг.8 — то же, в процессе его заполнения исследуемым раствором.

Устройство содержит автоклав 1, закрываемый обтюраторам 2, и с BBQpGH««««M в дно трубчатым карманом со скользящей термопарой 3. Обтюратор уплотняется конусом 4 и поддер>кивается гайкой 5, На обтюраторе имеется отверстие для присоединения через трубопровод б ма««аметра 7 через разделитель сред 8. Через вентиль 9 высокого давления система "автоклав-манометр" сообщается с системой заполнения автоклава, состоящей из бюретки 10 с делениями„вакуумного трехходового крана 11 и вакуумного насоса 12 {на схеме не показан).

Кроме того на обт«ораторе имеется вентиль, состоящий иэ водоохлаждаемой гайки 13, на>ким««ого винта 14. штока 15, медь-фторпластового сальника 16 и грундбуксы 17, С помощью резьбы на.обтюратор соосно устанавливается перфорированная втулка 18, име«ощая в нижней части бортик для установки упорной шайбы 19. Далее во втулку устанавливаются скользящие стаканыпробоотборники 20 с концентрическими стенками и отверстиями для термопарного кармана (количество стаканов может быть от 3 и более и зависит от необходимого объема стаканов и обьема автоклава). Стаканы укладываются вверх дном и разделены выгнутыми крышками-прокладками 21 из инертного мягкого металла {в зависимости от агрессивности исследуемых сред это могут быть медь, серебро, платина,.золото и др,), Над верхним стаканом устанавливается толкатель 22, передающий сжимающее усилие от штока 15. Все детали выполняются из жаростойкой нержавеющей стали и могут быть футерованы тем же металлом, из которого изготовлены крышки-прокладки 21.

Устройство работает следующим образом.

2ОО49О4

Ф о р M y II а и з о б р е т е н и я 35 соосно закрепленной на абтюратаре, при

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ этом стаканы и крышки-прокладки выполЖИДКОСТИ И ПАРА, состоящее из авто- нены с саасными па вертикальной оси атклава, вентиля со штоком, коаксиально верстиями и размещены в проходящим через обтюратор, и установ- перфорированной втулке с возможностью ленного в автоклаве соосно с обтюратором . г1,. скольжения, а автоклав снабжен трубчапробоотборника, отличающееся тем, что, с тым термопарным карманам, вваренным в целью одновременного отбора дублира- его дна и коаксиальна проходящим через ванных проб известного объема жидкости сквозные отверстия в стаканах и закрываи пара, находящихся в равновесии при по- ющих их крышках-прокладках, манаметвышеиных температурах и давлениях, про- 45 ром с трубопроводом, соединенным с боотборник выполнен в виде обтюратором, и системой для подачи расперевернутых вверх дном тарированных твора, выполненной в виДе бюретки, вакупо объему стаканов, снабженных разделя- умного трехходового крана и вакуумного ющими их между собой крышками-про- насоса, соединенных с вентилем. кладками и перфорированной втулкой, 50

Вначале производится заполнение закрытого обтюратором автоклава исследуемым раствором до необходимого объема.

Количество раствора подбирается экспериментально таким образом, чтобы при параметрах опыта поверхность раздела жидкости и пара находилась на уровне среднего стакана. В этом случае в верхних стаканах при отборе проб будет находиться пар, в нижних — жидкость, а в среднем— смесь этих двух фаз. Перед заполнением автоклава производится эвакуация воздуха из него вакуумным насосом 12 при открытом вентиле 9 и вакуумном кране 11, находящемся в положении 11а (фиг.4), После эвакуации кран переключается в положение

11б и в автоклав из бюретки 10 засасывается раствор, необходимое количество которого контролируется по делениям на бюретке; После заполнения автоклава перекрывается вентиль 9. отсекающий систему заполнения от системы "автоклав-манометр". После этого автоклав помещается в вертикальном положении в изотермическую печь и выводится на требуемый температурный режим. После выведения на режим и достижения равновесия стаканыпробоотборники 20 перекрываются путем сдавливвния их винтом 14 через шток 15 и толкатель 22. При этом крышки-прокладки распрямляются, прижимаются к краям стаканов и надежно их герметизируют. После перекрытия стаканов опыт прекращается.

При этом верхние стаканы содержат пар. нижние — жидкость. После астывания автоклава трубопровод 6 атсаединяется, гайка 5

5 отворачивается и абтюратар вытаскивается из автоклава вместе с втулкой 18 и перекрытыми стаканами и переворачивается таким образом, чтобы стаканы-прабаатбарники оказались в состоянии "вниз днам", Втулка

10 отворачивается и снимается с абтюратара.

Из нее сначала вынимается талкатель, а затем поочередно выталкиваются стаканы вначале с канденсатам пара, смесью конденсата и жидкости и пробой жидкости.

15 Предлагаемое устройство позволяет без нарушения термадинамическага и химического равновесия отбирать па несколько дублей проб жидкости и пара при повышенных температурах и давлениях в

20 тарированные па объему стаканы-прабаатбарники для определения плотности исследуемых.фаз путем взвешивания отобранных проб, а также для определения рН и химического состава.

25 (56) Sourirajan S, Kennedy С.G. The system

Н20-ЙаС! at elevoted temperature and

pressure — Amer. Journ.Scl. l962. v 260, N. 2.

Гелетий В.Ф. Равновесия сульфидав свинца, кадмия, маргнца. цинка в гидро30 термальных условиях. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минеральн.наук, Иркутск, 1982. агг

r- Ji Ч.> - ч

2004904 а тПК4а8У

gg 08

< <9/+- Р 3акуумнпру еи у ус

Составитель Н.Жатнуев

Техред М.Моргентал

Корректор О.Кравцова

Редактор Г.Мельникова

Тираж Подписное

Hll0 "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3395

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101