RU18581U1

RU18581U1 - HYDROGEN ANALYZER

Info

Publication number: RU18581U1
Application number: RU2000127551/20U
Authority: RU
Inventors: М.И. Медведев; О.Н. Семенов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2001-06-27

Abstract

1. Анализатор водорода, содержащий электродную печь с испарителем для нагревания образцов, загрузочное устройство, преобразователь, интегратор, блок питания, отличающийся тем, что загрузочное устройство состоит из диска с расположенными по окружности сквозными отверстиями, в которых размещены приемные запорные втулки, штока с запорной шайбой и иглой на конце для захвата таблетки.2. Анализатор водорода по п.1, отличающийся тем, что диск имеет двойной фиксатор, состоящий из датчика и механического фиксатора, содержащего пружину с шариком.1. A hydrogen analyzer containing an electrode furnace with an evaporator for heating samples, a loading device, a converter, an integrator, a power supply, characterized in that the loading device consists of a disk with circumferential openings located around the circumference, in which receiving locking sleeves, a rod with a locking a washer and a needle at the end to grip the tablet. 2. The hydrogen analyzer according to claim 1, characterized in that the disk has a double latch, consisting of a sensor and a mechanical latch containing a spring with a ball.

Description

Анализатор водородаHydrogen analyzer

Полезная модель относится к аналитической химии, а именно к приборам, анализирующим содержание водорода в топливных таблетках двуокиси урана или влаги в закиси-окиси урана.The utility model relates to analytical chemistry, namely to instruments analyzing the hydrogen content in fuel pellets of uranium dioxide or moisture in uranium oxide.

Она может быть использована при определении общего водорода в таблетках из двуокиси урана для автоматизации и повышения производительности процесса контроля.It can be used in the determination of total hydrogen in uranium dioxide tablets to automate and increase the performance of the control process.

Известны приборы, предназначенные для определения водорода. К таковым в первую очередь следует отнести анализатор водорода по патенту РФ № 2151434, МКИ G21C 17/06, 1998.Known devices designed to determine hydrogen. These primarily include the hydrogen analyzer according to the patent of the Russian Federation No. 2151434, MKI G21C 17/06, 1998.

Также нашли применение в промышленности анализаторы водорода фирмы Leco типа RH-402 / RH-404 журнал Аналитика и контроль №3 том 4-2000г., стр. 230-231.The Leco hydrogen analyzers of the RH-402 / RH-404 type, Journal of Analytics and Control No. 3, volume 4-2000, pp. 230-231, also found application in industry.

Недостатком известных устройств является то, что ни в одном известном современном приборе не содержится автоматическое устройство для смены и ввода проб в камеру анализатора. Загрузка проб в таких приборах производится в ручную, а герметичность в камере анализатора обеспечивается за счет применения различных исполнительных механизмов, использующих сжатый воздух, электропривод, механический рычаг, управляемых также в ручную, что отрицательно сказывается на общей производительности аналитического контроля таблеток.A disadvantage of the known devices is that no known modern device contains an automatic device for changing and introducing samples into the analyzer chamber. Sample loading in such devices is done manually, and the tightness in the analyzer chamber is ensured through the use of various actuators using compressed air, an electric drive, and a mechanical lever, also controlled manually, which negatively affects the overall performance of the analytical control of tablets.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату - прототип, является экспресс анализатор водорода в стали АВ-7801 НПО Черметавтоматика проспект прилагается. Описываемый анализатор водорода содержит загрузочное устройство, импульсную печь и измерительное устройство.The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a prototype, is an express hydrogen analyzer in steel AV-7801 NPO Chermetavtomatika prospectus is attached. The described hydrogen analyzer contains a loading device, a pulse furnace and a measuring device.

Принцип действия прибора основан на восстановительном плавлении образца в графитовом тигле в электрической импульсной печи в потоке азота и измерении количестваThe principle of operation of the device is based on reductive melting of a sample in a graphite crucible in an electric pulse furnace in a nitrogen stream and measuring the amount

С 17/06,601 N27/14 S 17 / 06,601 N27 / 14

выделившегося из металла водорода термокондуктометрическим методом с использованием детектора по теплопроводности.hydrogen released from a metal by thermoconductometric method using a thermal conductivity detector.

Недостатком данного решения является невозможность автоматической смены образцов в печи.The disadvantage of this solution is the inability to automatically change samples in the furnace.

Задача полезной модели заключается в создании устройства, обеспечивающего герметичную автоматическую смену и загрузку топливных таблеток в камеру анализатора приборов для аналитического контроля таблеток.The objective of the utility model is to create a device that provides a sealed automatic change and loading of fuel pellets into the chamber of the analyzer devices for analytical control of tablets.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в анализаторе водорода топливных таблеток, содержащем электродную печь с испарителем для нагревания образцов, загрузочное устройство, преобразователь, интегратор, блок питания, согласно изобретению, загрузочное устройство состоит из диска с расположенными по окружности сквозными отверстиями, в которых размещены приемные запорные втулки, штока с запорной шайбой и иглой на конце для захвата таблетки, при этом диск имеет двойной фиксатор, состояший из датчика и механического фиксатора, содержащего пружину с шариком.The problem is solved due to the fact that in the hydrogen analyzer of fuel pellets containing an electrode furnace with an evaporator for heating samples, a loading device, a converter, an integrator, a power supply, according to the invention, the loading device consists of a disk with through holes located around the circumference, in which receiving locking sleeves, rod with a locking washer and a needle at the end for gripping the tablet, while the disk has a double latch, consisting of a sensor and a mechanical latch, soda holding a spring with a ball.

Указанная совокупность признаков является существенной, так как таблетки расположенные в запорных втулках подаются в испаритель механизмом подъема поочередно, по мере поворота диска, что позволяет автоматизировать процесс смены таблеток,The specified set of features is significant, since the tablets located in the locking sleeves are fed to the evaporator by the lifting mechanism in turn, as the disk rotates, which allows you to automate the process of changing the tablets,

На фигуре 1 представлена блок схема анализатора водорода,The figure 1 presents a block diagram of a hydrogen analyzer,

на фигуре 2 - газовый блок анализатора водорода с загрузочным устройством.figure 2 is a gas block of a hydrogen analyzer with a loading device.

Анализатор водорода состоит из загрузочного устройства 1, газового блока 2, дожигателя водорода 3, обводной трубы 4, установленной параллельно дожигателю водорода, кулонометрического датчика 5, интегратора тока 6, блока питания 7. загрузочного устройства 12, механизма подъема штока 13, запорной шайбы 14 сThe hydrogen analyzer consists of a loading device 1, a gas block 2, a hydrogen afterburner 3, a bypass pipe 4 installed parallel to the hydrogen afterburner, a coulometric sensor 5, a current integrator 6, a power supply unit 7. a loading device 12, a rod lifting mechanism 13, a lock washer 14 s

уплотнительным кольцом 15, штока загрузки таблеток с иглой на конце 16, пружины 17, шарика 18, шлюза 19.the sealing ring 15, the tablet loading rod with a needle at the end 16, the spring 17, the ball 18, the gateway 19.

Испаритель 21 с термопарой 23 помещен в электродную печь 20, снабженную тоководами, которая размещена в камере 22, заполненной гелием.The evaporator 21 with a thermocouple 23 is placed in an electrode furnace 20 equipped with current leads, which is placed in a chamber 22 filled with helium.

Дожигатель водорода 3 представляет собой проточный кварцевый реактор, заполненный окисью меди.The hydrogen burner 3 is a flowing quartz reactor filled with copper oxide.

Кулонометрический датчик 5 выполнен в виде стеклянной трубки с впаянными на внутренней поверхности двумя платиновыми электродами. Один электрод разорван, в результате чего датчик содержит два последовательно соединенных чувствительных элемента - рабочий и контрольный, предназначенный для полноты поглощения воды рабочим датчиком. Гигроскопическое вещество кулонометрического датчика представляет собой пирофосфорную кислоту Н4Р2О7, получаемую обезвоживанием электролизом ортофосфорной кислоты на внутреннюю поверхность чувствительного элемента до начала работы датчика.The coulometric sensor 5 is made in the form of a glass tube with two platinum electrodes soldered on the inner surface. One electrode is broken, as a result of which the sensor contains two series-connected sensing elements - the working and control, designed to complete the absorption of water by the working sensor. The hygroscopic substance of the coulometric sensor is pyrophosphoric acid Н4Р2О7, obtained by dehydration of phosphoric acid by electrolysis on the inner surface of the sensor before the sensor starts to work.

Блок питания представляет собой силовой трансформатор с выходным напряжением до 15 вольт, выдерживающий токовую нагрузку до 450 А, и программный регулятор напряжения.The power supply is a power transformer with an output voltage of up to 15 volts, withstanding a current load of up to 450 A, and a software voltage regulator.

Регистрация количества электричества, пошедшего на электролиз воды производится интегратором И1 в сочетании со счетной приставкой ПСО2-5.Registration of the amount of electricity that went into the electrolysis of water is performed by the I1 integrator in combination with the counting prefix PSO2-5.

Анализатор водорода в топливных таблетках работает следующим образом. Анализируемые таблетки помещаются в приемные запорные втулки 8. Далее включают механизм подъема 13 с помощью контроллера 12. При движении штока 16 вверх происходит перемещение таблетки в шлюз 19, а запорная шайба 20 входит в зацепление с запорной втулкой 8. При этом происходит подъем запорной втулки и осуществляется герметичное уплотнение испарителя 21. Подается напряжение через программный регуляторThe hydrogen analyzer in fuel pellets works as follows. The analyzed tablets are placed in the receiving locking sleeve 8. Next, the lifting mechanism 13 is activated by the controller 12. When the rod 16 moves upward, the tablet moves to the gateway 19, and the locking washer 20 engages with the locking sleeve 8. In this case, the locking sleeve is lifted and hermetic sealing of the evaporator is carried out 21. Voltage is applied via the program controller

di4Gil/}.--f5 ldi4Gil /asure.-- f5 l

3 3

напряжения и включается интегратор тока 6. Нагрев таблеток проводится посредством передачи тепла от электродной печи 20 через стенки испарителя 21, что обеспечивает плавный нагрев таблеток и исключает загрязнение водорода и воды другими газами. Таблетки, нагретые до температуры 1800 С+50°С, в атмосфере гелия выделяют водород и воду, которые через патрубок переносятся потоком гелия в дожигатель водорода до воды, после чего вода тем же потоком гелия увлекается в кулонометрический датчик 5, где поглощается пятиокисью фосфора и разлагается электролизом на водород и кислород Количество электричества пошедшее на электролиз воды, которое является мерой массовой доли общего водорода в таблетках, регистрируется интегратором тока 6voltage and the current integrator 6 is turned on. The tablets are heated by transferring heat from the electrode furnace 20 through the walls of the evaporator 21, which ensures smooth heating of the tablets and eliminates the pollution of hydrogen and water by other gases. Tablets heated to a temperature of 1800 ° C + 50 ° C release hydrogen and water in a helium atmosphere, which are transferred through a pipe into a hydrogen afterburner through a stream of helium to water, after which water is taken up by the same stream of helium into a coulometric sensor 5, where it is absorbed by phosphorus pentoxide and decomposed by electrolysis into hydrogen and oxygen The amount of electricity that went into the electrolysis of water, which is a measure of the mass fraction of total hydrogen in tablets, is recorded by a current integrator 6

В случае если необходимо измерить свободный водород, то водород и вода, выделившаяся из таблеток, потоком гелия направляются по обводной трубе 4 в кулонометрический датчик. В данном случае мы определяем количество воды, а по разнице общего водорода и связанного в воде, определяем количество свободного водорода.If it is necessary to measure free hydrogen, then the hydrogen and water released from the tablets are sent by a helium stream through the bypass pipe 4 to the coulometric sensor. In this case, we determine the amount of water, and by the difference in total hydrogen and bound in water, we determine the amount of free hydrogen.

По завершению анализа механизм подъема опускает шток с запорной втулкой и таблеткой вниз пока запорная втулка не займет свое положение в отверстии диска 10. Шток, разблокировав диск, занимает крайнее нижнее положение. На привод диска 9 подается команда от контроллера 12 на смену таблетки. Диск поворачивается на определенный угол и фиксируется в таком положении. Далее, через установленное время, происходит очередной подъем таблетки.Upon completion of the analysis, the lifting mechanism lowers the rod with the locking sleeve and tablet down until the locking sleeve takes its position in the hole of the disk 10. The rod, having unlocked the disk, is in its lowest position. The drive disk 9 is a command from the controller 12 to change the tablet. The disk is rotated at a certain angle and fixed in this position. Further, after the set time, the next tablet rises.

В результате использования предлагаемого загрузочного устройства удалось автоматизировать процесс загрузки таблеток в испаритель.As a result of using the proposed loading device, it was possible to automate the process of loading tablets into the evaporator.

Claims

1. A hydrogen analyzer containing an electrode furnace with an evaporator for heating samples, a loading device, a converter, an integrator, a power supply, characterized in that the loading device consists of a disk with circumferential openings located around the circumference, in which receiving locking sleeves, a rod with a locking a washer and a needle at the end to grip the tablet.

2. The hydrogen analyzer according to claim 1, characterized in that the disk has a double latch, consisting of a sensor and a mechanical latch containing a spring with a ball.