RU226108U1 - Устройство индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра - Google Patents

Устройство индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра Download PDF

Info

Publication number
RU226108U1
RU226108U1 RU2024100307U RU2024100307U RU226108U1 RU 226108 U1 RU226108 U1 RU 226108U1 RU 2024100307 U RU2024100307 U RU 2024100307U RU 2024100307 U RU2024100307 U RU 2024100307U RU 226108 U1 RU226108 U1 RU 226108U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
interferometer
indicator
carbon dioxide
absorber
mine
Prior art date
Application number
RU2024100307U
Other languages
English (en)
Inventor
Марина Владимировна Васинёва
Евгений Павлович Горб
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар"
Application granted granted Critical
Publication of RU226108U1 publication Critical patent/RU226108U1/ru

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области интерференционных измерений и служит для контроля загазованности в воздухе рабочей зоны, содержащей метан и углекислый газ. Сущность полезной модели состоит в том, что заявляемое устройство представляет собой встроенный блок индикации отработки поглотительного патрона, состоящий из прозрачной индикаторной емкости, заполненной индикаторным порошком, селективным к углекислому газу, имеющим фракцию частиц носителя действующего вещества 0,5-0,8 мм и смешанным с антислеживающим агентом, при этом емкость присоединяется к шахтному интерферометру соединительной трубкой и имеет заглушки с двух сторон. Высота слоя индикаторного порошка должна иметь отношение к внутреннему диаметру емкости не менее 4:1. При работе шахтного интерферометра блок индикации отработки химического поглотителя с помощью соединительной трубки присоединяют к резиновой груше. В случае досрочного исчерпания ресурса химического поглотителя углекислого газа и проскоке углекислого газа в блок индикации работоспособности поглотительного патрона индикаторный порошок изменит цвет. Заявляемое устройство индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра предотвращает получение недостоверных результатов анализа воздуха рабочей зоны и загазованности.

Description

Полезная модель относится к области интерференционных измерений, а именно служит для контроля загазованности в воздухе рабочей зоны, содержащей метан и углекислый газ, шахтными интерферометрами, а также в любых сферах деятельности при возникновении необходимости измерения концентраций этих газов.
На объектах газовой промышленности шахтные интерферометры используют для контроля концентрации метана и углекислого газа в воздухе для обеспечения безопасности. Для контроля воздуха рабочей зоны и загазованности чаще всего используют модели ШИ-10 и ШИ-11, предназначенные для анализа содержания газов до 6 об.%, которые описаны в Материалах X Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «РОССИЯ МОЛОДАЯ» 24-27 апреля 2018 г., Попов В.А. «Шахтные интерферометры», Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева; Интерферометр шахтный ШИ-11: техническое описание и инструкция по эксплуатации. Хотя данные модели уже сняты с производства, использование их очень распространено в связи с простотой эксплуатации и надежностью конструкции.
Из уровня техники известно, что шахтные интерферометры для раздельного определения концентраций метана и углекислого газа состоят из источника света, конденсатора, зеркала, призмы, объектива, газовоздушной камеры с каналами, патрона с поглотителями углекислого газа и воды, и окуляра. Эти данные приводятся в А.с.147021 US, МПК G01B 9/02, G01N 21/45. Шахтный интерферометр / И.И. Жариков, П.П Цейслер. - 724477; заявл. 01.04.1961; опубл. 01.01.1962, Бюл. №9; А.с.662848 US, МПК G01N 21/00. Интерференционный газоанализатор для раздельного определения метана и углекислого газа / А.Т. Гордеев, В.А. Колмаков, Г.С. Хлебников. - 2086499: заявл. 19.12.1974; опубл. 15.05.79, Бюл. №18; А.с. 1703994 US, МПК G01J9/02, G01N 21/45. Шахтный интерферометр / Ю.А. Салоид, С.Т. Лисогорская-4751146; заявл. 09.08.1989; опубл. 07.01.1992, Бюл. №1; Пат.5740 BY, МПК G 01N 21/45. Шахтный интерферометр / В.М. Косарев- и 20090094; заявл. 10.02.2009; опубл. 30.12.2009.
Действие интерферометра основано на измерении смещения интерференционной картины, происходящего вследствие измененного состава загрязненного воздуха, который находится на пути одного из двух лучей. Величина смещения пропорциональна разности показателей преломления света загрязненного воздуха и чистого (атмосферного). Интерференционная картина имеет одну белую ахроматическую полосу, ограниченную двумя черными. Совмещая левую черную полосу с нулевой отметкой измерительной шкалы, производят отсчет содержания газов в объемных процентах по смещению.
Целью настоящей полезной модели является создание устройства индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра. Указанная цель достигается за счет:
- оснащения интерферометра промышленного производства блоком индикации отработки поглотительного патрона;
- изготовления индикаторной емкости из прозрачных материалов;
- использования индикаторного порошка с фракцией частиц укрупненного размера и добавлением антислеживающего агента;
- многоразового использования индикаторного блока за счет его герметизации в период неиспользования.
В качестве прототипа выбран шахтный интерферометр ШИ-11.
Конструкция его такова, что пучок света разлагается на два интерферирующих луча, один из которых проходит через полость газовоздушной камеры с чистым воздухом, а второй луч - через полость с загрязненным воздухом. Затем оба луча из камеры попадают на зеркало, и сойдясь в один пучок, попадают в объектив с подвижной линзой, проходят щелевую диафрагму с отсчетной шкалой в окуляр, через который наблюдается смещение интерференционной картины относительно нулевой отметки.
Газовоздушная схема прибора состоит из двух обособленных линий: газовой и воздушной. В состав газовой линии входят распределительный кран для изменения направления движения газовой смеси в зависимости от определяемого компонента; поглотительный патрон, содержащий два отсека с химическим поглотителем известковым (далее - ХПИ) углекислого газа по ГОСТ 6755-88. Поглотитель химический известковый ХП-И. Технические условия - утвержден постановлением Госстандарта СССР от 20.01.1988 N 73// СПС Консультант Плюс (дата обращения 15.12.2023). - Загл. с титул, экрана, и гранулированным силикагелем для поглощения паров воды; газовая полость газовоздушной камеры. Воздушная линия содержит штуцер для ввода чистого воздуха, две воздушные полости газовоздушной камеры, блок поддержания атмосферного давления.
При определении метана загрязненный воздух с помощью распределительного крана пропускают через патрон с ХПИ для очистки от углекислого газа, затем через силикагель для очистки от воды. Очищенный воздух проходит в полость газовоздушной камеры, где попадает в поле лучей, и дает аналитический сигнал, после чего через штуцер с резиновой грушей выходит в атмосферу. Весь путь исследуемый воздух проходит под влиянием разрежения, создаваемого резиновой грушей.
При определении углекислого газа загрязненный воздух распределительным краном подают сразу в отсек патрона с силикагелем, и далее в полость газовоздушной камеры для измерения. Полученный при этом результат дает суммарное содержание метана и углекислого газа, углекислый газ определяют по разнице определения метана и суммы газов.
Недостатком промышленной модели прибора является то, что в соответствии с инструкцией по эксплуатации шахтного интерферометра без перезарядки поглотительного патрона прибором можно производить не более 300 определений при температуре +20°С и влажности не более 80%. Причем, в Интерферометр шахтный ШИ-11: техническое описание и инструкция по эксплуатации, говорится, что при повышении температуры или влажности число определений уменьшается. Таким образом, при эксплуатации шахтного интерферометра сложно определить, когда необходимо производить перезарядку поглотительного патрона, так как для этого, помимо учета наработки поглотительного патрона, следует учитывать условия окружающей среды, что на практике не всегда возможно реализовать. Также следует отметить, что фактическое состояние поглотителя (даже в случае контроля условий окружающей среды) при этом остается неизвестным. Таким образом, проблемой эксплуатации шахтного интерферометра является отсутствие возможности контролировать состояние поглотителя углекислого газа в патроне.
Сущность полезной модели состоит в том, что заявляемое устройство индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра представляет собой встроенный блок индикации отработки поглотительного патрона, состоящий из прозрачной индикаторной емкости, заполненной индикаторным порошком, селективным к углекислому газу, имеющим фракцию частиц носителя действующего вещества 0,5-0,8 мм и смешанным с антислеживающим агентом, при этом емкость присоединяется к шахтному интерферометру соединительной трубкой и имеет заглушки с двух сторон, используемых в блоке в период неиспользования.
На фиг.1 показана конструкция полезной модели, где:
1 - резиновая груша,
2 - соединительная трубка,
3 - индикаторная емкость,
4 - индикаторный порошок.
При штатной работе шахтного интерферометра проанализированную газовоздушную смесь сбрасывают в атмосферу через резиновую грушу 1. Для повышения достоверности показаний прибора на линии сброса устанавливают блок индикации отработки поглотительного патрона.
Блок индикации состоит из соединительной трубки 2, индикаторной прозрачной емкости 3, заполненной индикаторным порошком 4, и заглушек для герметизации емкости в период простоя прибора (на фиг.1 не представлены).
Соединительная трубка 2 может быть изготовлена из резины, силикона, полиэтилена, поливинилхлорида, имеет диаметр, соответствующий диаметру выходного патрубка резиновой груши 1 интерферометра, и минимально возможную длину.
В качестве индикаторной емкости 3 предпочтительно использовать стеклянную трубку с внутренним диаметром 5,0-7,0 мм, длиной не менее 50 мм. Допускается использование прозрачной пластиковой трубки.
В качестве индикаторного порошка 4 используют порошок с фракцией частиц носителя крупного размера 0,5-0,8 мм. Увеличенный размер частиц требуется для снижения сопротивления слоя порошка свободному истечению проанализированной газовоздушной смеси из груши 1.
Индикаторный порошок представляет собой смесь носителя, на который нанесено действующее вещество с индикатором, и антислеживающего агента. Индикаторный порошок в зависимости от кислотно-основного индикатора имеет соответствующую окраску.
В качестве носителя могут быть использованы кварцевая крошка, кристаллический γ-оксид алюминия, диоксид титана, другие инертные носители белого цвета или бесцветные. Действующим веществом являются щелочи, такие, как гидроксиды натрия, лития, кальция, смешанные с кислотно-основным индикатором, таким, как титановый желтый, тимолфталеиновый, фенолфталеиновый, др., имеющим начало перехода окраски в области рН 10-12 ед. Поскольку индикаторный порошок для лучшего протекания реакции щелочного компонента с углекислым газом должен быть увлажнен в пределах 15-20 мас.%, во избежание комкования в него добавлен антислеживающий агент, инертный по отношению к углекислому газу и метану, например, непористый диоксид кремния, в количестве 1,0-5,0 мас.%. Данные на основе A. с. 1527243 US, МПК С09К 3/00, G01N 31/22. Индикаторная масса для наполнения индикаторных трубок на диоксид углерода / Н.А. Классовская, Т.К. Поченкова, А.Н. Гуськова. - 4294980; заявл. 10.08.1987; опубл. 07.12.1989; Пат.7727309 В2 US, МПК B01J 2/04, B01D 53/62. Carbon dioxide absorbent / John Robertson and others - US 2008/0210.091 A1; заявл. 04.09.2008; опубл. 01.06.2010; Пат.2602121 RU, МПК C09D 1/06. Порошковый состав редиспергируемой водостойкой краски / С.Ю. Тузова, А.А. Пестрикова. -2015126470/05; заявл. 02.07.2015; опубл. 10.11.2016, Бюл. №31; Пат.2698879 RU, МПК C01F 11/44, C01F 11/36, C01F 11/42, С04 В 14/06, С04 В 20/00. Твердая дисперсная композиция нитрата кальция, содержащая антислеживающий агент /
B. Франке, X. Томмесен и авт.- 2018120758; заявл. 07.11.2016; опубл. 30.08.2019, Бюл. №25; Пат.2685294 RU, МПК B01J 20/04, B01J 20/30. Поглотитель, способ его приготовления (варианты) и способ удаления диоксида углерода из газовых смесей / B.C. Деревщиков. - 2018117421; заявл. 10.05.2018; опубл. 17.04.2019, Бюл. №11; Пат.2104774 RU, МПК B01J 20/04, B01D 53/02. Химический поглотитель диоксида углерода / В.В. Самонин, А.Н. Тамамьян, СЛ. Осокин. - 96117988/25; заявл. 10.09.1996; опубл. 20.02.1998.
Заявляемое устройство индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра работает следующим образом:
перед использованием индикаторную емкость снаряжают подготовленным индикаторным порошком, засыпая его с уплотнением слоя потряхиванием или постукиванием. Высота слоя индикаторного порошка должна иметь отношение к внутреннему диаметру емкости не менее 4:1. С обеих сторон порошок ограничен от просыпания из емкости слоями инертного материала (например, стекловолокна). Снаряженную индикаторным порошком емкость до начала использования с обеих сторон герметизируют заглушками.
При работе шахтного интерферометра блок индикации отработки химического поглотителя с помощью соединительной трубки присоединяют к резиновой груше.
В случае досрочного исчерпания ресурса химического поглотителя углекислого газа и проскоке углекислого газа в блок индикации работоспособности поглотительного патрона индикаторный порошок изменит цвет. При появлении любых признаков изменения цвета индикаторного порошка, таких, как появления окрашенного/обесцвеченного слоя, пятен, неравномерно окрашенных участков, следует прекратить работу шахтного интерферометра и перезарядить поглотительный патрон свежим ХПИ.
Если в процессе работы интерферометра блок индикации не дал никакой реакции, его отсоединяют и герметизируют заглушками для дальнейшего использования. Хранение следует осуществлять в закрытой емкости при температуре (0-40)°С вне доступа прямых солнечных лучей. Перед следующим применением блок индикации следует осмотреть на предмет наличия изменения окраски индикаторного порошка и слипания частиц носителя, которое может произойти во время хранения в неподобающих условиях.
Заявляемое устройство индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра предотвращает получение недостоверных результатов анализа воздуха рабочей зоны и загазованности, т.к. проведение анализов при отработанном патроне с химическим поглотителем углекислого газа приведет к получению завышенных результатов концентраций по метану и заниженных - по углекислому газу, что опасно с точки зрения промышленной безопасности и охраны труда, т.к. метан образует взрывоопасные смеси с воздухом, а углекислый газ может привести к отравлению человека.
Пример 1.
Для изготовления устройства индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра в качестве индикаторного порошка используют фракцию частиц 0,5-0,6 мм кристаллического оксида алюминия, пропитанного 10%-ом раствором NaOH в смеси с 1%-ом спиртовым раствором фенолфталеинового, и подсушенного до влажности 17% масс. В полученную массу был внесен антислеживающий агент - 4 мас.%, непористого диоксида кремния такой же фракции частиц. Все компоненты тщательно перемешивают.
Готовый порошок имеет ярко-розовый цвет. рН перехода цвета индикатора начинается при рН 10,0 ед. и завершается при рН 8,2 ед. Переход цвета: малиновый → бесцветный.
Подготовленным порошком снаряжают стеклянную трубку с внутренним диаметром 6,0 мм длиной 70 мм. Длина индикаторного слоя - 25 мм. От просыпания слоя его закрепили вкладышами из стеклоткани с обеих сторон. В качестве заглушек используют силиконовые пробки. Соединительная трубка из силикона длиной 40 мм.
Подготовленное устройство проверяют на шахтном интерферометре с заранее известным исчерпанием ресурса поглотительного патрона. Состав газовоздушной смеси ГСО-ПГС, об.%: метан 1,45%, углекислый газ - 2,5%, кислород - 15%. При пропускании данной газовоздушной смеси через шахтный интерферометр с присоединенным блоком индикации работоспособности поглотителя наблюдают обесцвечивание/ослабление окраски индикаторного слоя после выхода третьей пробы газовоздушной смеси с начала работы прибора.
Пример 2.
По примеру 1, но вместо 1%-ного раствора фенолфталеинового используют 0,1%-ный спиртовый раствор тимолфталеинового. Готовый порошок имеет синий цвет. рН перехода цвета индикатора начинается при рН 10,5 ед. и завершается при рН 9,3 ед. Переход цвета: синий → бесцветный.
Ослабление окраски наблюдалось аналогично примеру 1, измененный слой однородного цвета, граница индикации четкая, легко различимая.
Предлагаемая полезная модель позволяет контролировать степень исчерпания ресурса химического поглотителя углекислого газа шахтного интерферометра, проводить вовремя его перезарядку и таким образом предотвращать получение недостоверных результатов. Поскольку шахтные интерферометры задействованы в области промышленной безопасности и охраны труда, полезная модель позволяет не допустить аварийных ситуаций и несчастных случаев на производстве, в частности, в газовой промышленности.
Кроме того, исходные материалы для полезной модели широко доступны и недороги, изготовить ее не составит труда в обычной химической лаборатории.

Claims (1)

  1. Устройство индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра, содержащее встроенный блок индикации отработки химического поглотителя, присоединяемый к шахтному интерферометру в период эксплуатации и состоящий из прозрачной индикаторной емкости, заполненной индикаторным порошком, селективным к углекислому газу, содержащим кислотно-основной индикатор с цветовым переходом рН 10-12 для цветовой сигнализации отработки поглотителя, имеющим фракцию частиц носителя действующего вещества 0,5-0,8 мм и смешанным с антислеживающим агентом, при этом емкость присоединяется к шахтному интерферометру соединительной трубкой и содержит заглушки с двух сторон, используемые в устройстве в период простоя.
RU2024100307U 2024-01-09 Устройство индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра RU226108U1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU226108U1 true RU226108U1 (ru) 2024-05-21

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU206144A1 (ru) * А. Т. Гордеев, А. Л. Килин, В. С. Пол ков , А. И. Суменко Шахтный интерферометр
SU147021A1 (ru) * 1961-04-01 1961-11-30 И.И. Жариков Шахтный интерферометр
SU894349A1 (ru) * 1980-03-05 1981-12-30 Азовский Оптико-Механический Завод Интерферометр дл измерени концентрации газа
CN101576489B (zh) * 2009-05-15 2012-04-18 重庆同博测控仪器有限公司 光干涉检测甲烷或二氧化碳装置及精度自动补偿检测方法
RU2627927C2 (ru) * 2011-09-25 2017-08-14 Теранос, Инк. Системы и способы многостороннего анализа

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU206144A1 (ru) * А. Т. Гордеев, А. Л. Килин, В. С. Пол ков , А. И. Суменко Шахтный интерферометр
SU147021A1 (ru) * 1961-04-01 1961-11-30 И.И. Жариков Шахтный интерферометр
SU894349A1 (ru) * 1980-03-05 1981-12-30 Азовский Оптико-Механический Завод Интерферометр дл измерени концентрации газа
CN101576489B (zh) * 2009-05-15 2012-04-18 重庆同博测控仪器有限公司 光干涉检测甲烷或二氧化碳装置及精度自动补偿检测方法
RU2627927C2 (ru) * 2011-09-25 2017-08-14 Теранос, Инк. Системы и способы многостороннего анализа

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3681027A (en) Colorimetric indicator for the detection of nitrogen dioxide
US5322797A (en) Method for detecting vapor and liquid reactants
US3847552A (en) Environmental monitoring device and method
Saltzman et al. Absorption tube for removal of interfering sulfur dioxide in analysis of atmospheric oxidant
ATE65605T1 (de) Anordnung zur optischen messung von stoffkonzentrationen.
US3350175A (en) Colorimetric indicator device for the determination of gases
US3223488A (en) Device for alcohol determination
RU226108U1 (ru) Устройство индикации работоспособности поглотителя шахтного интерферометра
JPS59135365A (ja) 検出管
US3119670A (en) Oxygen detection method and apparatus
US3378348A (en) Indicator for the determination of sulfur dioxide and hydrogen sulfide
RU2493556C1 (ru) Способ и устройство для определения концентрации оксида азота(no) в газовой среде
JP3035734B2 (ja) Dms検知剤、その調製方法及びdms用検知管
GB2170599A (en) Colorimetric gas diffusion test tube
US2942952A (en) Determination of gaseous chlorine and bromine
US3397966A (en) Ozone determination
Shepherd et al. Determination of carbon monoxide in air pollution studies
US2963351A (en) Determination of nitrogen dioxide
CA1048913A (en) Solid state method and apparatus for measuring so2
US2736638A (en) Detection of sulfur dioxide
RU2333480C1 (ru) Устройство тестирования газоаналитических приборов контроля отравляющих веществ в воздушной среде
JP2020122719A (ja) 検出材およびその製造方法、ならびに検出用具およびその製造方法
RU82335U1 (ru) Универсальное устройство поверки газоаналитических приборов на местах их установки в рабочей зоне объектов по ухо
SEFTON et al. Stain length passive dosimeters
JPS61142443A (ja) 亜硝酸イオンの検出方法および装置