RU2058544C1 - Устройство для определения концентрации растворенных газов в жидкостях - Google Patents
Устройство для определения концентрации растворенных газов в жидкостях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2058544C1 RU2058544C1 RU93056115A RU93056115A RU2058544C1 RU 2058544 C1 RU2058544 C1 RU 2058544C1 RU 93056115 A RU93056115 A RU 93056115A RU 93056115 A RU93056115 A RU 93056115A RU 2058544 C1 RU2058544 C1 RU 2058544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- rods
- gaskets
- concentration
- casing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Сущность: устройство содержит корпус, выполненный в форме прямоугольного параллелипипеда, подсоединенные сверху к корпусу вертикальную уровнемерную трубку и патрубок для подвода жидкости, подсоединенные снизу к корпусу отводящий патрубок и дополнительный подводящий патрубок, запрессованные в верхней и нижней частях корпуса горизонтальные прокладки, в которых напротив патрубков и уровнемерной трубки выполнены сквозные отверстия. Между прокладками в корпусе размещены расположенные друг над другом и разделенные герметизирующей прокладкой по внутреннему периметру корпуса два горизонтальных стержня с выполненными друг над другом поперечными прямоугольными пазами, причем в верхнем стержне паз выполнен снизу, а в нижнем - сверху, отверстие в герметизирующей прокладке совпадает с пазами по размерам и по форме, к торцу каждого стержня с верхней стороны корпуса подсоединена рукоятка, причем рукоятки размещены с противоположных боковых сторон корпуса с возможностью поворота стержней вокруг осей, корпус и стержни выполнены металлическим, а прокладки в верхней и нижней частях корпуса - фторопластовыми. 1 з. п. ф - лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к определению концентрации газов, растворенных в жидкостях, в частности газов в воде для теплоэлектростанций или газов в теплоносителях для АЭС, и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности и других областях техники.
Существует много методов и приборов для определения концентрации газа в жидкости. Химические методы наиболее точные, но они обычно предназначены для определения одного определенного газа в жидкости и не имеют широкого применения. Классический метод определения концентрации газов, растворенных в жидкостях, заключается в проведении двух операций: предварительного выделения газов из жидкости и последующего определения выделенного газа [1] Для проведения второй операции часто используется хроматографический метод анализа равновесной газообразной фазы, находящейся в контакте с исследуемой пробой жидкости [2] Концентрацию газов в газовой смеси можно определить масс-спектрометрическим методом. Равновесие между газовой и жидкой фазами достигается путем перемешивания смеси компонентов газы-жидкость, например, в устройстве [3] либо путем барботирования газа через жидкость. Масс-спектрометрия и хроматография требуют применения дорогостоящего и сложного оборудования.
Существуют методы и приборы определения газосодержания исследуемой жидкости объемным методом путем кипячения жидкости с последующим определением объема выделившегося газа и анализа водорода в воде путем извлечения водорода из воды инертным газом и последующего хроматографического анализа полученной газовой смеси. Количественное определение газа или газовой смеси возможно лишь при использовании хроматографа [4, 5]
Недостатками указанных методов и приборов являются сложная методика определения концентрации газов, растворенных в жидкостях, дорогостоящее и сложное аппаратурное оформление.
Недостатками указанных методов и приборов являются сложная методика определения концентрации газов, растворенных в жидкостях, дорогостоящее и сложное аппаратурное оформление.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения концентрации растворенных газов [6] которое содержит средство для отбора проб, выполненное в виде соединенных между собой верхней, средней и нижней пластин, сосуд для выделения газов с поглощающим жидкость элементом. На верхней пластине расположены патрубок для подвода жидкости и уровнемерная трубка. Средняя пластина установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно верхней и нижней пластин и выполнена с тремя отверстиями, расположенными на одной прямой, параллельной направлению перемещения средней пластины. На нижней пластине расположен патрубок для отвода жидкости и сосуд с поглощающим жидкость элементом.
Устройство работает следующим образом.
На соответствующие патрубки надевают гибкие шланги и подсоединяют устройство к емкости с жидкостью, подлежащей анализу. Открывают вентиль емкости и проводят проливку анализируемой жидкостью. Убедившись (визуально) в том, что через отверстие идет жидкость без пузырьков, проливку прекращают. Среднюю пластину смещают в крайнее левое положение. При этом одно отверстие устанавливается напротив соответствующих патрубков, что позволяет отобрать в него пробу жидкости для анализа, а другое отверстие соединяет уровнемерную трубку и сосуд с поглощающим жидкость элементом и обеспечивает тем самым атмосферное давление в системе. После отбора пробы среднюю пластину смещают вправо до тех пор, пока соответствующее отверстие соединит уровнемерную трубку и сосуд с поглощающим жидкость элементом. При совмещении среднего отверстия с уровнемерной трубкой и сосудом с поглощающим жидкость элементом анализируемая жидкость начинает стекать в сосуд. При поглощении жидкости поглощающим элементом из нее выделяется растворенный газ, а капля индикатора (капля подкрашенной анализируемой жидкости) в уровнемерной трубке поднимается. После остановки капли индикатора фиксируют высоту ее подъема в уровнемерной трубке, т.е. объем растворенных газов в жидкости, по которому затем определяют концентрацию.
Недостатками данного устройства являются низкая надежность из-за нарушения герметичности между средней, верхней и нижней пластинами в процессе длительной эксплуатации и неудобство в работе по причине трудности перемещения средней пластины и совмещения отверстий в ней с каналами соответствующих штуцеров.
Изобретение решает задачу повышения надежности и удобства эксплуатации устройства.
Поставленная задача достигается предлагаемым устройством для определения концентрации растворенных газов в жидкостях, включающим корпус, подсоединенную сверху к корпусу вертикальную уровнемерную трубку и патрубок для подвода жидкости, подсоединенный снизу к корпусу отводящий патрубок, размещенный в корпусе подвижный элемент, при этом устройство снабжено запрессованными в верхней и в нижней части корпуса горизонтальными прокладками и подсоединенным снизу к корпусу дополнительным подводящим патрубком, в прокладках напротив патрубков и уровнемерной трубки выполнены сквозные отверстия, корпус выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, подвижный элемент размещен между прокладками и представляет собой расположенные друг над другом и разделенные герметизирующей прокладкой по внутреннему периметру корпуса два горизонтальных цилиндрических стержня с выполненными друг над другом поперечными прямоугольными пазами, причем в верхней стержне паз выполнен снизу, а в нижнем сверху, а отверстие в герметизирующей прокладке совпадает с пазами по размерам и по форме, к торцу каждого стержня с внешней стороны корпуса подсоединена рукоятка, при этом рукоятки размещены с противоположных боковых сторон корпуса с возможностью поворота стержней вокруг осей. Корпус и стержни выполнены металлическими, а прокладки в верхней и нижней частях корпуса фторопластовыми.
Все признаки, указанные в формуле изобретения, являются существенными для достижения поставленной задачи.
На фиг. 1 показано устройство с разрезом горизонтальных цилиндрических стержней и герметизирующей прокладки в одном рабочем положении; на фиг.2 разрез горизонтальных цилиндрических стержней и герметизирующей прокладки в другом рабочем положении.
Устройство для определения концентрации растворенных газов включает корпус 1 в форме прямоугольного параллелепипеда, подсоединенную сверху к корпусу 1 вертикальную уровнемерную трубку 2 и патрубок 3 для подвода жидкости. Снизу к корпусу 1 подсоединен отводящий патрубок 4. Внутри корпуса 1 запрессованы в верхней и нижней части корпуса 1 горизонтальные прокладки 5 и 6. Снизу к корпусу 1 подсоединен дополнительный подводящий патрубок 7. В прокладках 5 и 6 напротив патрубков 3, 4, 7 и уровнемерной трубки 2 выполнены сквозные отверстия. Подвижный элемент размещен между прокладками 5 и 6 и представляет собой расположенные друг над другом и разделенные герметизирующей прокладкой 8 по внутреннему периметру корпуса 1 два горизонтальных цилиндрических стержня 9 и 10 с выполненными друг над другом поперечными прямоугольными пазами 11 и 12. В верхнем стержне 9 паз 11 выполнен снизу, а в нижнем стержне 10 паз 12 выполнен сверху. Отверстие 13 в герметизирующей прокладке 8 совпадает с пазами 11 и 12 по размерам и по форме. К торцу каждого стержня 9 и 10 с внешней стороны корпуса 1 подсоединены рукоятки 14 и 15, при этом рукоятки размещены с противоположных боковых сторон корпуса 1 с возможностью поворота стержней 9 и 10 вокруг осей. Уровнемерная трубка 2 подсоединяется к корпусу 1 устройства для определения концентрации растворенных газов в жидкостях с помощью штуцера 16. Корпус 1 и стержни 9 и 10 выполнены металлическими, а запрессованные горизонтальные прокладки 5 и 6 фторопластовыми.
Устройство работает следующим образом.
Рассмотрим работу устройства применительно к определению концентрации, например, азота в частично азотированном топливе. Полость устройства с надписью "отбор" проливают исследуемым топливом, повернув рукоятки 14 и 15 в такое положение, при котором горизонтальные цилиндрические стержни 9 и 10 будут разобщены между собой и соединены соответственно стержень 9 с магистралью линии анализа, а стержень 10 с магистралью для линии отбора (фиг.2). Отбирают пробу топлива объемом Vж в цилиндрический стержень 10 и изолируют ее от окружающей среды поворотом рукоятки 15 на 90о в одну или другую сторону. Полость устройства с надписью "анализ" продувают газообразным азотом, обеспечив также заполнение азотом объема отверстия 13 в герметизирующей прокладке 8, после чего изолируют азот в стержне 9 поворотом рукоятки 14 на 90о в одну или другую сторону.
Таким образом, в объеме Vг содержится азот при окружающей температуре Т и атмосферном давлении Рбар. В полости Vг содержится азот в количестве (по массе)
m1=
(1) где М 28 молекулярная масса азота;
R 0,0847 универсальная газовая постоянная. Остальные обозначения расшифрованы выше.
m1=
(1) где М 28 молекулярная масса азота;
R 0,0847 универсальная газовая постоянная. Остальные обозначения расшифрованы выше.
В это же время в полости Vж находится масса азота, равная
m2 C· Vж, (2) где С концентрация, подлежащая определению. Общая масса азота составляет
m m1+m2= + C•Vж
(3) Далее поворотом рукояток 14 и 15 в положение, показанное на фиг.1, объемы Vж и Vг объединяют в один (суммарный) и по мере встряхивания и поворачивания устройства азот в общей полости распределится между фазами в соответствии с законом Генри
С* κ·Р, (4) где С* новая концентрация азота в жидкой фазе (которая нас не интересует). Используя закон сохранения массы, получают соотношение
+ C•Vж= + χ•P•Vж
(5) откуда для искомой концентрации получается выражение
C + χ•P
(6) Очевидно, что задача решается после определения Р. Сориентируют устройство так, чтобы жидкая фаза возвратилась в стержень 10 объемом Vж и разобщают полости горизонтальных цилиндрических стержней.
m2 C· Vж, (2) где С концентрация, подлежащая определению. Общая масса азота составляет
m m1+m2= + C•Vж
(3) Далее поворотом рукояток 14 и 15 в положение, показанное на фиг.1, объемы Vж и Vг объединяют в один (суммарный) и по мере встряхивания и поворачивания устройства азот в общей полости распределится между фазами в соответствии с законом Генри
С* κ·Р, (4) где С* новая концентрация азота в жидкой фазе (которая нас не интересует). Используя закон сохранения массы, получают соотношение
+ C•Vж= + χ•P•Vж
(5) откуда для искомой концентрации получается выражение
C + χ•P
(6) Очевидно, что задача решается после определения Р. Сориентируют устройство так, чтобы жидкая фаза возвратилась в стержень 10 объемом Vж и разобщают полости горизонтальных цилиндрических стержней.
Из изложенного видно, что в Vг надо добавить некоторый объем ΔV азота при атмосферном давлении, чтобы обеспечивалось соотношение
Рбар ·ΔV + P· Vг Рбар· Vг, (7) откуда для разыскиваемого Р получают выражение
P P1-
(8)
С этой целью заглушают патрубок 3 полости "анализ", а к штуцеру 16 присоединяют уровнемерную трубку 2, как это показано на фиг.1. Свободный конец уровнемерной трубки 2 опускают в топливо, чтобы внутри капилляра осталась капля жидкости, изолирующая внутреннюю полость капилляра от окружающей среды. Фиксируют местоположение капли и повертывают рукоятку 14 полости "анализ" в сторону уровнемерной трубки 2. Капля жидкости смещается на объем Δ V, чтобы в объеме Vг давление стало равным Рбар, как этого требует (7). Вводя (8) в (6), получают окончательное выражение
C P1- -
(9) Выражение (9) можно переписать в равносильной форме
C P-ΔV +
(10) где видно, что С линейно зависит от ΔV. Очевидно, что ΔV достигает максимума при С 0, что приводит к соотношению
ΔVmax=
(11) Если же топливо насыщено азотом при атмосферном давлении, то Δ V 0 и формула (10) дает в этом случае максимальное (условно) значение
Cmax κ·Pбар, (12) что отображает закон Генри. Изложенное позволяет переписать (10) в виде
+ 1
(13) или
C χ•P1 ±
(14) где знак "плюс" используется в случае перенасыщенного топлива по сравнению с Рбар. Этим снимается упоминавшаяся выше условность.
Рбар ·ΔV + P· Vг Рбар· Vг, (7) откуда для разыскиваемого Р получают выражение
P P1-
(8)
С этой целью заглушают патрубок 3 полости "анализ", а к штуцеру 16 присоединяют уровнемерную трубку 2, как это показано на фиг.1. Свободный конец уровнемерной трубки 2 опускают в топливо, чтобы внутри капилляра осталась капля жидкости, изолирующая внутреннюю полость капилляра от окружающей среды. Фиксируют местоположение капли и повертывают рукоятку 14 полости "анализ" в сторону уровнемерной трубки 2. Капля жидкости смещается на объем Δ V, чтобы в объеме Vг давление стало равным Рбар, как этого требует (7). Вводя (8) в (6), получают окончательное выражение
C P1- -
(9) Выражение (9) можно переписать в равносильной форме
C P-ΔV +
(10) где видно, что С линейно зависит от ΔV. Очевидно, что ΔV достигает максимума при С 0, что приводит к соотношению
ΔVmax=
(11) Если же топливо насыщено азотом при атмосферном давлении, то Δ V 0 и формула (10) дает в этом случае максимальное (условно) значение
Cmax κ·Pбар, (12) что отображает закон Генри. Изложенное позволяет переписать (10) в виде
+ 1
(13) или
C χ•P1 ±
(14) где знак "плюс" используется в случае перенасыщенного топлива по сравнению с Рбар. Этим снимается упоминавшаяся выше условность.
При использовании измерительного капилляра по ГОСТ 20292-74, цена деления которого равна 0,001 см3, линейный динамический диапазон устройства составит 1000 ΔVmax, если ΔVmax также выразить в см3. Но ΔVmax это постоянная устройства для определения концентрации растворенных газов в жидкостях для данного газа и данной температуры. Если Vг Vж 2 см3, κ= 0,090 г/л ата, Т 293 К, М 28, то ΔVmax 0,148 см3 и линейный динамический диапазон будет равен 148, то есть теоретически при указанных параметрах устройства для определения концентрации растворенных газов в жидкостях порог определения азота в топливе будет на уровне 0,6 мг/л.
Таким образом, предлагаемое устройство для определения концентрации растворенных газов в жидкостях обеспечивает повышение надежности и удобства его эксплуатации.
Claims (2)
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРЕННЫХ ГАЗОВ В ЖИДКОСТЯХ, включающее корпус, подсоединенные сверху к корпусу вертикальную уровнемерную трубку и патрубок для подвода жидкости, подсоединенный снизу к корпусу отводящий патрубок, размещенный в корпусе подвижный элемент, отличающееся тем, что оно снабжено запрессованными в верхней и нижней частях корпуса горизонтальными прокладками и подсоединенным снизу к корпусу дополнительным подводящим патрубком, в прокладках напротив патрубков и уровнемерной трубки выполнены сквозные отверстия, корпус выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, подвижный элемент размещен между прокладками и представляет собой расположенные друг над другом и разделенные герметизирующей прокладкой по внутреннему периметру корпуса два горизонтальных цилиндрических стержня с выполненными друг над другом поперечными прямоугольными пазами, причем в верхнем стержне паз выполнен снизу, а в нижнем сверху, а отверстие в герметизирующей прокладке совпадает с пазами по размерам и форме, к торцу каждого стержня с внешней стороны корпуса подсоединена рукоятка, при этом рукоятки размещены с противоположных боковых сторон корпуса с возможностью поворота стержней вокруг осей.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус и стержни выполнены металлическими, а прокладки в верхней и нижней частях корпуса - фторопластовыми.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93056115A RU2058544C1 (ru) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | Устройство для определения концентрации растворенных газов в жидкостях |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93056115A RU2058544C1 (ru) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | Устройство для определения концентрации растворенных газов в жидкостях |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2058544C1 true RU2058544C1 (ru) | 1996-04-20 |
RU93056115A RU93056115A (ru) | 1996-10-27 |
Family
ID=20150445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93056115A RU2058544C1 (ru) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | Устройство для определения концентрации растворенных газов в жидкостях |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2058544C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541378C2 (ru) * | 2012-12-14 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "СКПнефть" | Способ и устройство для определения растворенного газа в нефти |
-
1993
- 1993-12-20 RU RU93056115A patent/RU2058544C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Сырнина П.Е. Газовый анализ в медицинской практике - М.: Медицина, 1956. 2. Авдеев А.А. Хроматография в энергетике. М.: Энергия, 1980. 3. Авторское свидетельство СССР N 611139, кл. G 01N 7/14, 1976. 4. Авторское свидетельство СССР N 219866, кл. G 01N 30/06, 1968. 5. Авторское свидетельство СССР N 581421, кл. G 01N 7/16, 1977. 6. Авторское свидетельство СССР N 1409890, кл. G 01N 7/14, 1988. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541378C2 (ru) * | 2012-12-14 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "СКПнефть" | Способ и устройство для определения растворенного газа в нефти |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2112004C (en) | Gas amount and solubility investigation apparatus | |
US5442948A (en) | Apparatus and method for determining amount of gases dissolved in liquids | |
Arakelian | The long way to the automatic chromatographic analysis of gases dissolved in insulating oil | |
Sako et al. | Solubilities of naphthalene and indole in supercritical fluids | |
CN100387989C (zh) | 一种测定变压器油中溶解气体分配常数的装置和方法 | |
JPS6329225B2 (ru) | ||
RU2058544C1 (ru) | Устройство для определения концентрации растворенных газов в жидкостях | |
Ng et al. | The equilibrium phase properties of selected naphthenic binary systems: carbon dioxide-methylcyclohexane, hydrogen sulfide-methylcyclohexane | |
US4463599A (en) | Free water volume analyzer | |
Laeven et al. | An improved injection device for quantitative cross-correlation high-performance liquid chromatography at ultra-trace levels | |
RU2071046C1 (ru) | Устройство для определения концентрации газов, растворенных в жидкости | |
GB2296336A (en) | Phase separator | |
Zabaloy et al. | Isothermal vapor-liquid equilibrium data for the binaries propane-2-propanol and propylene-2-propanol | |
Raal et al. | The Measurement of High Pressure Vapour‐Liquid‐Equilibria: Part I: Dynamic Methods | |
Bruss et al. | A small-volume high-speed osmometer | |
RU2499247C1 (ru) | Устройство для определения количества газов в жидкости | |
US4504444A (en) | Apparatus for diluting highly concentrated solutions | |
RU118435U1 (ru) | Устройство для определения количества газов в жидкости | |
SU1763938A1 (ru) | Способ отбора проб газа, растворенного в жидкости, и устройство дл его осуществлени | |
SU1520435A2 (ru) | Устройство дл отбора и ввода проб паровой фазы в газовый хроматограф | |
Morgan et al. | Solubility Relations in Gas-Liquid Systems. I | |
SU1695170A1 (ru) | Устройство дл анализа состава рудничного воздуха | |
RU2024828C1 (ru) | Измеритель давления пара в газах и атмосфере | |
SU1361474A1 (ru) | Устройство дл исследовани процесса капилл рного вытеснени нефти из пористого образца | |
SU1368774A1 (ru) | Устройство дл дозировани проб в хроматограф |