RU1025U1 - Мембранная ячейка - Google Patents

Abstract

1. Мембранная ячейка включающая корпус, состоящий из верхней и нижней секций, имеющих в центральной части цилиндрическую рабочую камеру с установленными в ней вкладышем, полунепроницаемой мембраной и уплотнительным кольцом, а также патрубки ввода и вывода анализируемого раствора, отличающаяся тем, что корпус выполнен из прозрачного материала, на секциях которого выполнены аксиально друг другу и рабочей камере выемки, соизмеримые диаметру рабочей камеры, вкладыш установлен в выемках, выполненных в секциях корпуса у центральной части рабочей камеры, и выполнен в виде стакана из упругого материала с центральным отверстием в дне, на последнем размещена зафиксированная уплотнительным кольцом мембрана, при этом диаметр рабочей камеры равен диаметру отверстия в виде вкладыша, патрубки ввода и вывода анализируемого раствора выполнены на торцах секций корпуса вдоль его оси и соединены с рабочей камерой каналами.2. ячейка по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена регулирующими поток анализируемой жидкости кольцами, установленными в проточках, выполненных между патрубками и каналами.

Description

к заявке Ns 930 50857.. Мембранная ячейка

Предлагаешя меь брайная ячейка относится к области анализ гыческой ХИМИЙ, в частности, к устройствам для концентрирования элементов путем их удеркйван ш с водорастворимыми полимерами. Оно MoisBT быть использовано при анализе растворов полимеров, медицинских препаратов, пищевых продуктов в химической, химико-фармацевтической, медицинской и пищевой промышленноетях, а такве при контроле за загрязнением окружающей среды.

Известна мембранная ячейка, состоящая из оснозавия, снабаюнного опор но-дрена йеной системой и выходным штуцером, корпуса, между которыми помещается и герметически запишется с помои ью уплотнительных колец селективная плоская полупроницаемая мембрана, а тавЕе крышки, снабженной предохраайтоньны : клапаном и входным штуцером для подачи жидкости 14 газа, на которой укреплена магнитная мешалка (Т.Брок.Мембранная фильтрация, М,, Шр , 1987, с. ЗА-8)

К недостаткам этой конструкции относится неудовлетворительное соотношение величин внутреннего обг.ема аппарата к площади поверхности мембраны, что не позволяет получить высоких степеней конце нтридования веществ, недостаточно эффекщвное перемешивание раствора вблизи поверхносш мембраны, пере1«енный уровень раствора внутри аппарата, что приводит к тому, что нельзя получить точньй в ос щ) о изводимые результаты анализа без контроля за уровнем жидкости, используемый предохранительный клапан при его сраба швании выбрасывает раствор и газ из аппарата в окружующую среду,ч то недопустимо при работе с радиоактивными и другими вредными веществами. Кроме того, часто, из-за перепада давления, раствор, содержащий полимер и определяемые примеси, может проникнуть в резервуар.

-Яi

M Отоушствуюг также штуцера для рйциркупяцйи раствора. Задачей, на решеше которой направлева заявляемая полезная модель, является создание простой технологичной конструкцИ мембранной ячейки, позволяющей наблюдать за изменением окраски мембраны во время работы, получать равномерно окрашенную мембрану и работать с растворами, содержащими твердые частицы и взвеси. Поставленная задача решается тем, что в мембранной ячейке, включающей корпус, состоящий из верхней и Нижней секций, имеющйх в центральной части цидиндр1 ческую рабочую камеру с чГа трубка ми tf 6 ме цлал., nof npeHiJifeu cu Me ff ef44t 2 г/ и( Ввода и вьшода апалисьвд уажшз- -е- &о а, у с iи нов ль иные в ьцомJ « гме.фс nar/st fJTt &««дл- и ыш, полупроницаемую мембрану и уплотшзтольпои иощщ&О рпусвнполнен из прозрачного материала, на секциях которого вьеолнены аксиально друг другу и рабочей камеры выемки, соизмеримые ди-аметру рабочей камеры, вкладьш установлен в выемках, выполненных в секциях корпуса у центральной части рабочей камеры, и выполнен в виде стакана из упругого материала с центральным отверсме:; в дне, на последнем размещена зафиксированная услотнительным кольцом мембрана, при этом диаметр рабочей камеры равен диаметру отверстия в дне вкладыша, патрубки ввода и вывода анализируемого раствора выполнены на торцах секций корпуса вдоль его оси И соединены с рабочей камерой каналами. Кроме того, мембранная ячейка снабжена регулирующими поток, анализируемой жидкости кольцами, установленными в проточках, выполненных мевду патрубками и каналами. Выполнение корпуса из прозрачного материала предлагаемой конфигурцции (выполнение с внешней стороны выемок для центровки светового луча фотометра, рабочей камеры в виде цилиндра, соосного выемкам, вкладыша в виде стакана с отверстием в дне) позволяет непосредственно во время анализа наблюдать за изменением окраски мембраны. увгсы овл€ л

Органг4защ1я потока анапазируешго раствора в чейке (возйюжность подачй раствора сЕЗйзу вверх за счет выполнения патрубков ввода и вывода раствора в двух секциях, соединенных через рабочую камеру) позво7шет подучать равномерно окрашенную мембрану а работать с растворами, содержащими твердые частицы и взвеси.

На чертеже представлены общий вид мембранной яаейки в разрезе.

выбранная ячейка состоит из корпуса I из прозрачного материала (например, оргатекпа). Корпус мой;ет быть вьшоаНен в виде цилиндра И71И параллелепипеда, разрезанного вдоль оси на две симметрачные секции, верхнюю 2 и нижнюю 3. Секции 2 и 3 соединены между собой при помощи резиновых колец, при этом на внешней стороне секций выполнены кольцевые выемки 4. Кроме того, секции могут быть| оеданены стягивающими болтами. Секции 2: и 3 имеют в центральной части цилиндрическую рабочую камеру 5, На секциях 2 И 3 выполнены аксиально друг другу и рабочей камере 5 выемки б и 7, соизмеримые диаметру рабочей камеры 5, Выемки 6 и 7 служат для центровки светового луча фотометра. Рабочая камера 5 снабжена установленными в ней вкладшем 8, полупроницаемой мембраной 9 и ушотнительньш кольцом 10. Вкладыш 8 установлен в выемках II, выполненных всекциях 2 а 3 корпуса I у центральной части рабочей камеры 5, и выполнен в видэ стакааа из упругого материала (например, резины) с центральным отверстием в дне. На дне вкладыша 8 размещена зафиксированная уплотни тельны. кольцом 10 мембрана 9, при этом диаметр рабочей камеры 5 выполнен равным диаметру отверстия в дне вкладьш1а 8. Уплотнительное кольцо мокет быть Вошоднено из оргстекла. ё

Патрубка ввода 12, 13, И и 15 для ввода И вывода анализируемого раствора выполвевы на юрцах секций 2й 3 корпуса вдоль зго оси и соединены с рабочей камерой 5 канапама 16, 17, 18 и 19. Мекду патрубками 12, W, I i1 15 и канадами 16, 17, 18 и 19 111 еются проточки 20, 21, 22 И 23. Ячейка снабЕена регупирующ 1мй поюк анал зируемой жидкости кольцами 24- и 25.

Вежйм работы мембранной ячейки определяется размером пор в мембране и не зависит от определяемых элементов и юпользуемых реагентов, ари размере пор в мембране менее 0,A-3i4Kf/ рекомендуется проточный сорбцйонный ремсим, при большем размере пор возможны другие режимы работ ячейки, в том числе и фильтрационный. u/iei/i6ранная ячейка работает следующим образом.

1. ротив о точный сорбционный режим работы ячейки. Анализируемый pacusop подают черев входной патрубок 1 Нижней секции 3 (снизу вверх - это требуется для удаления воздуха

из ячейки). Раствор поступает в измерительную камеру 5, где контактирует с полупроницаемой мембраной 9. При этом в результате контакта с раствором изменяется цвет мембраны, изменение цвета наблюдают через выемку в верхней секции 7 прозрачного корпуса. Затем аналивируемцй раствор выходит из ячейки через выходной патрубок 12. При этом патрубки 13 и 15 закрыты.

Данный режим работы ячейки использовался для определения свинца, урана и других элементов с мембранами, имеющими малым (,45 ) размер пор А пленками, И:.шобилизованными бисазореагентами. При этом наблюдалось изменение окраски от синей в зенаную (для свинца) и от розовой к синей (для урана).

д пор 0,45 : Анализйрye 1ЛЫЙ раствор подают через входйой патрубок 14 (снизу вверх). Патрубок 12 соединяют с трубкой для отвода воздуха, а патрубок 13 закрывают, В создают давпение и начинают фийьтрацйю раствора через полупроницаемую мембрану 9 с иммобилизованным ва ней фотометрическим реагентом. Ионы металлов в за И ш действ у ют с реагентом и окраска мембраны 9 изменяежя. Фильтрат выходит через патрубки 15. Для непосредственного измерения ячейку помео ают в онектрофотометр. Центрируют световой луч, проходящ11м через измерительную камеру, прозрачный корпус и мембрану (из прозрачного материала) и проводят измерение окраски мембраны непосредственно при фильтрации раствора. При использовании мембраны из непрозрачного материала фильтруют анализируемый раствор, наблюдая за изменением окраски мембраны 9. При получении требуемой окраски мембрану вынимают и проводят измерение в фотоколориметре.

3, Фильтрационный анальЗз с рециркуляцией раствора.

Для этого способа анализа используют мембраны с размером пор 0,45 мкм. Анализируемый раствор вячейку так же, как при фильтрации без рециркуляции (вариант 2), но при этом патрубок 12 по71ностью не закрывается, а раствор рециркулйрует в исходный сосуд. Для создания избыточного давления в проточку между патрубком 12 И каналом 20 устанавливают регулирующее кольцо 23. Измерения проводят так же, как и во втором варианте. Данный режим работы рекомендуется, если в растворе присутствуют твердые частицы А осадок.

Фияь ацйонные режимы, как рециркуляцией раствора, так и без нее, были использованы как для определения урана, свинца, так и для ртути, кадмия. Изменение окраски мембраны для урана и свинца то же, что наблюдали для сорбционного режима. В случае ртути /

окраска изменяется от зеленой к розовой, кадшя - от оранжевой к карщчвевой. Настоящая полезная 1 лодель имеет олед:/ющие возможности: 1.Прямого (вйзуаучьйого) наблюдения за изменереы о сраскй меыбраны Б процзссе работы мембранной ячейки ( использования в систв ле автоматизированного реайма олределеН1;1я, включающего спектрофотометр, 2.Пол чения равномерной окраски на поверхности мембраны за счет легкости удаления воздушных пузырей. 3.Работы с растворами, содержащими твердые частицы, взвеси (при рециркуляции). . Многофункциональность конструкции ячейки при использовании системы патрубков и взаимнозаменяей1хти половинок KOpnjca. 5. Использования данной конструкции 1 1ешранной ячейки при замене мембраны любым другим материалом, способным иммобилизовать реагенты,например, пленки, волокнистые материалы, в частности, наполненные сорбенты и др. of d icfTt , А/,

Claims (2)

1. Мембранная ячейка включающая корпус, состоящий из верхней и нижней секций, имеющих в центральной части цилиндрическую рабочую камеру с установленными в ней вкладышем, полунепроницаемой мембраной и уплотнительным кольцом, а также патрубки ввода и вывода анализируемого раствора, отличающаяся тем, что корпус выполнен из прозрачного материала, на секциях которого выполнены аксиально друг другу и рабочей камере выемки, соизмеримые диаметру рабочей камеры, вкладыш установлен в выемках, выполненных в секциях корпуса у центральной части рабочей камеры, и выполнен в виде стакана из упругого материала с центральным отверстием в дне, на последнем размещена зафиксированная уплотнительным кольцом мембрана, при этом диаметр рабочей камеры равен диаметру отверстия в виде вкладыша, патрубки ввода и вывода анализируемого раствора выполнены на торцах секций корпуса вдоль его оси и соединены с рабочей камерой каналами.

2. ячейка по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена регулирующими поток анализируемой жидкости кольцами, установленными в проточках, выполненных между патрубками и каналами.