PL67162B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 11.1.196.9 (P 131 147) 5.YII.1973 67162 KI. 421,4/16 MKP GOln 1/26 CZYTLLNIA UKD Urzedu Pa+ente*^ FtliHt) Inr+m. r *i I Twórca wynalazku: Antoni Sentek Wlasciciel patentu: Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa (Polska) Aparat do otrzymywania w sposób ciagly wzorcowych rozcienczonych mieszanek gazów lub par cieczy z powietrzem Przedmiotem wynalazku jest aparat do otrzymy¬ wania wzorcowych rozcienczonych mieszanek ga¬ zów lub par cieczy z powierzeni.Przy opracowywaniu ciaglych metod analizy po¬ wietrza na zawartosc toksycznych gazów i par cie¬ czy oraz do wzorcowania i kontroli gotowych apa¬ ratów automatycznych konieczne jest dysponowa¬ nie dowolnymi, dostarczanymi w sposób ciagly ilo¬ sciami mieszanek badanej substancji z powietrzem o róznym dokladnie okreslonym skladzie.Do otrzymywania w sposób ciagly wzorcowych mieszanek par cieczy z powietrzem jako najbar¬ dziej dokladna a zarazem dogodna okazala sie metoda dyfuzyjna (Sentek A., Prace CIOP, XVII, nr 53, 97, 1967). Brak jest natomiast dogodnej me¬ tody otrzymywania w sposób ciagly wzorcowych mieszanek gazów z powietrzem. Znane w tym za¬ kresie metody polegaja na mieszaniu w zbiorniku gazowych skladników, doplywajacych oddzielnymi przewodami, przy czym wyplywajaca ze zbiornika mieszanka moze byc jeszcze dodatkowo rozciencza¬ na powietrzem. Do regulacji przeplywu gazów sto¬ sowane sa precyzyjne zawory. (Bailey S. W.: Journ.Sci. Instr. 31, 93, 1954 oraz Cummings W* G. Red- fearn M. W.: Chem. and Ind., 20, 809, 1957). Wedlug znanych metod trudno jest sporzadzac mieszanke o duzym rozcienczeniu gazu oraz z góry dokladnie okreslonym skladzie procentowym.Celem wynalazku bylo opracowanie aparatu na¬ dajacego sie przede wszystkim do sporzadzania w 10 15 25 80 sposób ciagly wzorcowych mieszanek gazów z po¬ wietrzem.Konstrukcja aparatu wedlug wynalazku zostala oparta na zasadzie wielostopniowego rozcienczania substancji gazowej i pozwala na otrzymywanie mieszanek bardzo rozcienczonych oraz o z góry okreslonym skladzie procentowym.Aparat sklada sie co najmniej z trzech stopni rozcienczania gazu lub par cieczy z powietrzem i jest zbudowany z tylu elementów jednakowej konstrukcji, ile jest stopni rozcienczania. Mieszan¬ ka wytworzona w pierwszym elemencie rozciencza¬ nia jest przy wyplywie dokladnie dzielona za po¬ moca zwezek lub kapilar, najkorzystniej na 10 i 90% objetosciowych, z czego 10% objetosciowych mieszanki wprowadza sie do nastepnego elementu, pozostalych zas 90% objetosciowych usuwa sie poza aparat. Mieszanka wyprowadzona poza aparat z pierwszego elementu jest analizowana na zawartosc skladnika rozcienczanego.Do drugiego elementu aparatu wprowadza sie — poza 10%-ami objetosciowymi mieszanki z pierw¬ szego elementu — czyste powietrze w ilosci odpo¬ wiadajacej 90%-om objetosciowym mieszanki wy¬ prowadzonej z elementu pierwszego. W ten sposób w drugim elemencie skladnik rozcienczany znaj¬ duje sie w stezeniu 10-krotnie nizszym niz w ele¬ mencie pierwszym.Mieszanka wytworzona w drugim elemencie jest przy wyplywie dokladnie dzielona na 10 i 90% 67 1628 67162 objetosciowych, analogicznie jak w elemencie pier¬ wszym, z czego 10% objetosciowych wprowadza sie bezposrednio do trzeciego elementu, pozostalych zas 90% objetosciowych usuwa sie poza aparat. Do trze¬ ciego elementu aparatu wprowadza sie — poza 10% objetosciowymi mieszanki — czyste powietrze w ilosci 90% objetosciowych, odpowiadajacej ilosci mieszanki wyprowadzanej poza aparat z drugiego elementu. W elemencie trzecim mieszanka zostaje rozcienczona 10-krotnie w stosunku do mieszanki wytworzonej w elemencie drugim a 100-krotnie w stosunku do mieszanki wytworzonej w elemencie pierwszym. W analogiczny sposób w kazdym na¬ stepnym elemencie nastepuje dalsze 10-krotne roz¬ cienczenie mieszanki w stosunku do elementu po¬ przedniego. . ,,.Stwierdzono, ze do prawidlowego dzialania apa¬ ratu wedlug wynalazku konieczne jest, aby cisnie¬ nie mieszanki w kazdym nastepnym elemencie bylo nizsze ocf cisnienia mieszanki w elemencie poprzed¬ nim oraz aby mieszanka wyprowadzana z kazdego elementu na zewnatrz przechodzila przez ograniczo¬ ny zwezkami lub kapilarami odcinek przeplywu o cisnieniu równym cisnieniu w elemencie nastep¬ nym. , W aparacie wedlug wynalazku przeplyw objetos¬ ciowy mieszanek wyznaezany jest przy ich wy¬ plywach z aparatu po zredukowaniu cisnienia do istniejacego cisnienia atmosferycznego i w tempe¬ raturze otoczenia.Stezenie skladnika gazowego w mieszance z po¬ wietrzem jest wyznaczane w miligramach na dm8 rzeczywistej objetosci powietrza przy danym cis¬ nieniu atmosferycznym i temperaturze. W zwiaz¬ ku z tym w aparacie wedlug wynalazku nie za¬ chodzi potrzeba dokonywania poprawek objetosci wytwarzanej mieszanki.: Aparat wedlug wynalazku jest zilustrowany schematycznie na zalaczonym rysunku. Na rysun¬ ku przedstawione sa cztery stopnie rozcienczania w elementach a, b, c, d. Rozcienczany gaz lub po¬ wietrze nasycone parami cieczy doprowadzane sa przewodem 1. Czyste powietrze rozcienczajace do¬ prowadzane jest do elementów a, b, c d odpowied¬ nio przewodami 2a, 2b, 2c, i 2d» Zwezki lub kapi- lary wprowadzajace mieszanke z jednego elementu do nastepnego oznaczone sa na rysunku odpowied¬ nio symbolami 3a, 3b, 3c. Mieszanki wyprowadzane z kazdego elementu na zewnatrz przechodza przez pary zwezek lub kapilar 4a i 4a'; 4b i 4b'; oraz 4c i 4c'; ograniczajacych odcinki przeplywu mie¬ szanki o cisnieniu równym cisnieniu w elemencie nastepnym. Cisnienia w poszczególnych elementach Pi, P2, Ps, P4, mierzone sa manometrami 5a, 5b, 5c, 5d, wmontowanymi przy wylocie mieszanki z kazdego elementu. Cisnienia P2, Ps P* w ograni¬ czonych zwezkami lub kapilarami odcinkach prze¬ plywu mieszanki wyprowadzanej z aparatu mie¬ rzone sa manometrami, nie zaznaczonymi na ry¬ sunku.Za pomoca aparatu wedlug wynalazku mozna otrzymywac w sposób ciagly mieszanki o dowol¬ nym stezeniu, dobierajac odpowiednio ilosc wpro¬ wadzanego gazu do elementu pierwszego, ilosc roz¬ cienczajacego powietrza wprowadzanego do kaz- 10 15 20 23 30 35 40 45 50 55 60 dego elementu oraz stosujac odpowiedni; dobór fca- pilar, rozdzielajacych mieszanke yia czesc o^jfetosci, wprowadzana do dalszego rozcienczania o^az czesc odprowadzana na zewnatrz. Jak podano wyzej ko¬ rzystne jest, o ile zwezki lub kapilary rozdziela¬ jace mieszanke na czesc wprowadzana do dalsze¬ go rozcienczania oraz czesc odprowadzana na ze¬ wnatrz sa tak dobrane, ze w kazdym nastepnym elemencie rozcienczania uzyskuje sie 10-krotnie mniejsze stezenie gazu. Na przyklad o ile w pierw¬ szym elemencie mieszanka o przeplywie 30 dm8/h zawiera 1 mg rozcienczonego gazu na dm8 powie¬ trza i 10% tej mieszanki, tj. 3 dm8/h bedzie wpro¬ wadzane w sposób ciagly do nastepnego elementu, w którym jest rozcienczane czystymi -.powietrzem o przeplywie 27 dm8/h, wówczas stezenie, rozcien¬ czanego gazu w mieszance z powietrzem wyniesie 0,1 mg/dm8 powietrza. Z kolei 10% tej mieszanki, tj. 3 dm8/h wprowadzane do nastepnego stopnia rozcienczania powietrzem o przeplywie 27 dm8/h po¬ zwala uzyskac mieszanke o stezeniu rozcienczanego gazu 0,01 mg/dm8 powietrza. Analogicznie w czwar¬ tym stopniu rozcienczania w 1 dm6 mieszanki znaj¬ duje sie 0,001 mg gazu rozcienczonego a w piatym elemencie 0,0001 mg.Wymagane inne posrednie stezenie mozna uzy¬ skac jezeli w okreslonym stopniu rozcienczania mieszanki, przyjetym w danym przypadku jako ostatni, dobierze sie odpowiedni doplyw powietrza.Stwierdzono, ze mieszanke o stezeniu g mg/dm8 powietrza mozna w nastepnym elemencie aparatu dogodnie rozcienczyc do pozadanego stezenia a mg/dm8 powietrza, jezeli iloraz -?- zawiera sie w a granicach: 2 ^ 20 (1) Z zaleznosci tej wynika, ze jesli w elemencie przeplywa mieszanka o stezeniu 0,1 mg/dm8 powie¬ trza, to w nastepnym przyjetym jako ostatni mozna dogodnie otrzymac mieszanki w granicach stezenia g od 0,050 mg (—¦= 2) do 0,005 mg/dm8 powietrza a a 20).Przeplyw powietrza rozcienczajacego Vp w dm8/h oblicza sie ze wzoru: \ = V /-— — l/dm8/h (2) gdzie Vm oznacza przeplyw mieszanki wprowadzo¬ nej z poprzedniego elementu w dm8/h g — stezenie tej mieszanki w mg/dm8 powie¬ trza a — pozadane stezenie w mg/dm8 powie¬ trza Wzór ten jest równiez uzyteczny przy sporzadza¬ niu mieszanek posrednich w okreslonych stopniach rozcienczania, stanowiacych dla danego przypadku element ostatni. Np. jezeli Vm = 3 dm8/h, g = 0,1 mg/dm8, to do uzyskania mieszanki o stezeniu 0,050 g mg/dm8 powietrza, V wynosi 3 dm8/h (— = 2), t» a Zwiekszajac stopniowo Vp do wartosci 27 dm8/h 65 otrzymuje sie mieszanke o stezeniu 0,010 mg/dm85 67162 6 powietrza ( — = 10). Dalsze zwiekszenie V do 57 a p g dm8/h ( — = 20) pozwala uzyskac mieszanke o ste- a zeniu 0,005 mg/dm8 powietrza.W celu zorientowania sie w sposobie i zakresie wytwarzania w aparacie wedlug wynalazku mie¬ szanek o róznym stezeniu rozcienczanego gazu do¬ godnie jest poslugiwac sie tabela 1. W kolumnie A tabeli 1 podano — w celu lepszej przejrzystosci — stezenie gazu w pierwszym elemencie równe 1 mg/dm8 powietrza. W praktyce stezenie to bedzie wieksze lub mniejsze od 1 mg lub tez w zaleznosci od potrzeby bedzie mialo inny rzad wielkosci.Tabela 1 PL

Claims (2)

1. zastrzezenia patentowe * r." Ararat &p^otrzymywania w sposób ciagly wzorcowych^ Rozcienczonych mieszanek gazów lub par cieczy z powietrzem, znamienny tym, ze skla¬ da sie co najmniej z trzech elementów rozciencza¬ nia gazu lub par cieczy z powietrzem a kazdy element rozcienczania, prócz przyjetego za ostatni \ w którym sporzadzana jest mieszanka o wymaga- nyni skladzie procentowym, zaopatrzony jest w zwezki,Jub kapilary, wyprowadzajace mieszanke, najkorzystniej, 10% objetosciowych do nastepnego elementu, w; pary^zwezek lub kapilar, wyprowadza¬ jacych ina zewnatrz aparatu 90% objetosciowych mieszanki oraz w przewody doprowadzajace czyste powietrze do rozcienczania, przy czym zwezki i ka- 1. ;pilaryt sa: taki^dobrane, ze cisnienie przeplywajacej mieszanki jest nizsze w kazdym nastepnym ele¬ mencie i równe cisnieniu zawartym pomiedzy pa¬ rami dysz lub kapilar, przez które wyprowadza sie mieszanke z elementu poprzedniego.

2. Aparat wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ma tyle elementów (a, b, c, d) jednakowej kon¬ strukcji ile,jest stopni rozcienczania, przewód (1) do wprowadzania gazu lub powietrza nasyconego pa¬ rami cieczy, przewody (2a, 2b, 2c, 2d) doprowa¬ dzajace do elementów rozcienczania czyste po¬ wietrze, zwezki lub kapilary (3a, 3b, 3c) wpro¬ wadzajace okreslona czesc mieszanki do nastep¬ nego elementu, najkorzystniej 10% objetosciowych, pary zwezek lub kapilar (4a — 4a'), (4b — 4b'), (4C — 4c») przez które odprowadzana jest czesc mieszanki z poszczególnych elementów, najkorzyst¬ niej 90% objetosciowych, manometry (5a, 5b, 5c, 5d) wmontowane przy wylocie mieszanki z kazdego elementu, przy czym cisnienia przeplywajacej mie¬ szanki w elementach (a, b, c, d) sa nizsze w kaz¬ dym nastepnym elemencie, a cisnienia zawarte po¬ miedzy parami dysz lub kapilar (4a — 4a'), (4b — —4b'), (4c — 4c') sa równe cisnieniu w nastepnym elemencie.—KI. 421,4/16 67162 MKP GOlh 1/26 2c 2d 2b W.D.Kart., C/93/73, 120 + 15, A4 Cena zl 10,— PL PL