RU2280246C1 - Capillary batcher for steam-gas mixtures - Google Patents
Capillary batcher for steam-gas mixtures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280246C1 RU2280246C1 RU2004136628/12A RU2004136628A RU2280246C1 RU 2280246 C1 RU2280246 C1 RU 2280246C1 RU 2004136628/12 A RU2004136628/12 A RU 2004136628/12A RU 2004136628 A RU2004136628 A RU 2004136628A RU 2280246 C1 RU2280246 C1 RU 2280246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capillary
- substance
- gas
- vapor
- chamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области анализа материалов путем определения их химических и физических свойств, конкретно к получению или подготовке образцов для исследования путем их разбавления, распыления или смешения.The invention relates to the field of analysis of materials by determining their chemical and physical properties, specifically to obtaining or preparing samples for research by diluting, spraying or mixing them.
Известны дозаторы потока смеси пары вещества - воздух для создания паровоздушной смеси с заданной концентрацией, содержащий камеру испарителя для диффузии молекул с поверхности раздела жидкое вещество-пар в воздушный поток и штуцер для подсоединения к воздушному потоку. Например, «Дозатор потока смеси пары вещество-воздух для создания паровоздушной смеси с заданной концентрацией» по патенту РФ на изобретение №2219517, МПК G 01 N 1/22, G 01 N 5/04, G 01 N 7/12, B 01 D 53/22, 2003 г.Known dispensers for the flow of a mixture of a pair of substances - air to create a vapor-air mixture with a given concentration, containing an evaporator chamber for diffusion of molecules from the liquid-vapor interface into the air stream and a fitting for connection to the air stream. For example, "Dispenser flow mixture of a pair of substance-air to create a vapor-air mixture with a given concentration" according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2219517, IPC G 01 N 1/22, G 01 N 5/04, G 01 N 7/12, B 01 D 53/22, 2003
Известный дозатор состоит из камеры испарителя для испарения веществ с высокой летучестью или камеры с увеличенным внутренним диаметром для испарения веществ с низкой летучестью, навинчивающейся на камеру крышки с каналом для ввода паров вещества и двух штуцеров для подсоединения к воздушному потоку. Все детали дозатора выполнены из легкого, механически прочного материала - дюралюминия. Малая масса самого дозатора предполагает возможность гравиметрического контроля дозируемого вещества в единицу времени по убыли массы дозатора с веществом.A known dispenser consists of an evaporator chamber for evaporating substances with high volatility or a chamber with an increased inner diameter for evaporating substances with low volatility, screwed onto the lid chamber with a channel for introducing vapor of the substance and two fittings for connection to the air stream. All parts of the dispenser are made of light, mechanically strong material - duralumin. The small mass of the dispenser itself suggests the possibility of gravimetric control of the dosed substance per unit time according to the decrease in the mass of the dispenser with the substance.
Для создания паровоздушной смеси малолетучего вещества используют для увеличения площади поверхности испарения жидкого вещества камеру испарителя с увеличенным внутренним диаметром. Так камеры испарителя дозатора, используемые для дозирования веществ широкого спектра летучести, имеют разный внутренний диаметр, например 10 мм для веществ, отличающихся высокой летучестью (зарин, зоман, люизит, иприт), 14 мм для веществ с низкой летучестью (Vx).To create a vapor-air mixture of a low-volatility substance, an evaporator chamber with an increased inner diameter is used to increase the surface area of evaporation of the liquid substance. So the chambers of the metering evaporator used for dispensing substances with a wide range of volatility have different internal diameters, for example 10 mm for substances with high volatility (sarin, soman, lewisite, mustard gas), 14 mm for substances with low volatility (V x ).
Для герметизации штуцеров заглушками, например, при взвешивании дозатора используется резьбовое соединение. Перед началом работы в камеру испарителя дозатора заливается вещество, дозатор герметизируется с помощью прокладки из фторопласта, на штуцеры навинчиваются заглушки. Далее производится начальное взвешивание дозатора с веществом.For sealing the fittings with plugs, for example, when weighing the dispenser, a threaded connection is used. Before starting work, substance is poured into the chamber of the dispenser evaporator, the dispenser is sealed with a fluoroplastic gasket, and plugs are screwed onto the fittings. Next is the initial weighing of the dispenser with the substance.
Затем дозатор устанавливается в воздушном термостате. После удаления заглушек со штуцеров входной штуцер подсоединяется к побудителю расхода воздуха, а выходной штуцер - к камере или трубопроводу для создания паровоздушной смеси.Then the dispenser is installed in an air thermostat. After removing the plugs from the fittings, the inlet fitting is connected to an air flow inducer, and the outlet fitting is connected to a chamber or pipe to create a vapor-air mixture.
Для контроля количества дозируемого вещества в единицу времени гравиметрическим методом через фиксируемый промежуток времени производится повторное взвешивание вещества. Дозатор отсоединяется от воздушного потока, а штуцеры герметизируются.To control the amount of the dosed substance per unit time by the gravimetric method, a repeated weighing of the substance is carried out through a fixed period of time. The dispenser is disconnected from the air stream, and the fittings are sealed.
После оценки убыли вещества возможен как визуальный, так и аналитический контроль изменения состояния вещества в дозаторе, что особенно важно для легкогидролизующихся веществ или веществ, имеющих сложный состав.After assessing the loss of a substance, both visual and analytical control of the change in the state of the substance in the dispenser is possible, which is especially important for easily hydrolyzable substances or substances having a complex composition.
Недостатком конструкции таких дозаторов является невозможность оперативной качественной и количественной оценки свойств паровоздушной смеси. Это объясняется тем, что гравиметрический метод предусматривает начальное взвешивание дозатора с веществом на аналитических весах с точностью до десятых долей миллиграмма, а затем производится повторное контрольное взвешивание вещества. Таким образом, контролировать изменение свойств вещества и количество дозируемого вещества в процессе дозирования не представляется возможным. Для такого контроля требуется длительное время, включающее время непосредственного получения паровоздушной смеси и время на осаждение ее со стенок испарительной камеры перед окончательным взвешиванием.A disadvantage of the design of such dispensers is the impossibility of an operational qualitative and quantitative assessment of the properties of the vapor-air mixture. This is because the gravimetric method provides for the initial weighing of a dispenser with a substance on an analytical balance with an accuracy of tenths of a milligram, and then a repeated control weighing of the substance is performed. Thus, it is not possible to control the change in the properties of the substance and the amount of the dosed substance during the dosing process. Such control requires a long time, including the time of direct receipt of the vapor-air mixture and the time for its deposition from the walls of the evaporation chamber before final weighing.
Данные недостатки устранены в диффузионных дозаторах с прозрачными стенками испарительной камеры.These disadvantages are eliminated in diffusion batchers with transparent walls of the evaporation chamber.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является дозатор, выполненный из стекла (Е.А.Перегуд, Д.О.Горелик. Инструментальные методы контроля загрязнения атмосферы. Л.: Химия, 1981, с.297). В нем пары жидкости диффундируют через тонкий капилляр в корпус дозатора и смешиваются с потоком чистого воздуха.The closest in technical essence to the claimed device is a dispenser made of glass (E.A. Peregud, D.O. Gorelik. Instrumental methods for monitoring atmospheric pollution. L .: Chemistry, 1981, p.297). In it, liquid vapors diffuse through a thin capillary into the dispenser housing and mix with a stream of clean air.
При несомненных достоинствах данное дозирующее устройство отличается рядом недостатков: хрупкость стеклянной конструкции, т.к. она выполнена из стекла как единое целое; малая концентрация создаваемой парогазовой смеси и зависимость ее не только от давления насыщенного пара вещества, но и от диаметра используемого капилляра; для каждого из веществ широкого спектра летучести и для каждой создаваемой концентрации необходима индивидуальная конструкция дозатора, удовлетворяющая заданным требованиям, причем определение коэффициентов диффузии для расчета элементов конструкции дозатора связано со значительными трудностями, а также сложность заправки и смены дозирующего вещества.With undoubted advantages, this dosing device has several disadvantages: the fragility of the glass structure, because it is made of glass as a whole; low concentration of the created vapor-gas mixture and its dependence not only on the pressure of the saturated vapor of the substance, but also on the diameter of the capillary used; for each of the substances with a wide volatility spectrum and for each concentration created, an individual batcher design is required that meets the specified requirements, and the determination of diffusion coefficients for calculating the batcher design elements is associated with significant difficulties, as well as the difficulty of filling and changing the metering substance.
Задачей изобретения является создание стабильных по составу в течение продолжительного времени парогазовых смесей для веществ, обладающих различной летучестью.The objective of the invention is the creation of stable composition for a long time gas-vapor mixtures for substances with different volatilities.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в разработке капиллярного дозатора для создания парогазовых смесей широкого спектра летучести с оперативным контролем изменения их физико-химических свойств в процессе дозирования, а также количества дозируемого вещества в единицу времени.The technical result that can be obtained by using the invention is to develop a capillary dispenser for creating vapor-gas mixtures of a wide range of volatility with operational control of changes in their physicochemical properties during dosing, as well as the amount of dosed substance per unit time.
Поставленная задача достигается тем, что дозатор состоит из камеры испарителя и смесительной камеры, при этом камера испарителя с дозируемым веществом выполнена в виде цилиндрической стеклянной виаллы со сменными насадками и капиллярами различного проходного сечения для создания парогазовых смесей с различной летучестью в широком диапазоне концентраций и образует со смесительной камерой разъемное соединение.The problem is achieved in that the dispenser consists of an evaporator chamber and a mixing chamber, while the evaporator chamber with the metered substance is made in the form of a cylindrical glass vial with interchangeable nozzles and capillaries of various flow cross-sections to create vapor-gas mixtures with different volatility in a wide concentration range and forms mixing chamber detachable connection.
Суть полезной модели поясняется чертежом, где:The essence of the utility model is illustrated in the drawing, where:
1 - камера испарителя;1 - chamber of the evaporator;
2 - смесительная камера;2 - mixing chamber;
3 - фторопластовая прокладка;3 - fluoroplastic gasket;
4 - стеклянная виалла;4 - glass vial;
5 - сменный насадок;5 - interchangeable nozzles;
6 - капилляр;6 - capillary;
7 - крышка дозатора;7 - dispenser cover;
8 - штуцер;8 - fitting;
9 - заглушка.9 - a stub.
Предложенный дозатор состоит из камеры испарителя 1 и смесительной камеры 2, соединяемых между собой резьбовым соединением. Для обеспечения герметичности резьбового соединения частей дозатора предусмотрена прокладка 3 из фторопласта.The proposed dispenser consists of a chamber of the evaporator 1 and a mixing chamber 2, interconnected by a threaded connection. To ensure the tightness of the threaded connection of the parts of the dispenser, a gasket 3 of fluoroplastic is provided.
Камера испарителя 1 предназначена для размещения дозирующего вещества таким образом, что ее внутренний объем разделяется на две полости: газовую и жидкостную (дозируемое вещество). Она выполнена в виде цилиндрической стеклянной виаллы 4. Такое выполнение камеры испарителя 1 обладает высокими прочностными характеристиками и позволяет наблюдать за процессами, проходящими в ней, например за окраской, прозрачностью, наличием осадка, динамикой процессов и др.The chamber of the evaporator 1 is designed to accommodate the dosing substance in such a way that its internal volume is divided into two cavities: gas and liquid (dosed substance). It is made in the form of a cylindrical glass vial 4. This embodiment of the chamber of the evaporator 1 has high strength characteristics and allows you to monitor the processes taking place in it, for example, color, transparency, the presence of sediment, process dynamics, etc.
В горловине виаллы 4 устанавливается сменный насадок 5 и капилляры 6 различного проходного сечения. Капилляр 6 жестко фиксируется в насадке 5 и герметизируется. Набор капилляров 6 позволяет создавать парогазовые смеси с различной летучестью в широком диапазоне концентраций.In the neck of the vial 4, interchangeable nozzles 5 and capillaries 6 of various passage sections are installed. The capillary 6 is rigidly fixed in the nozzle 5 and sealed. A set of capillaries 6 allows you to create vapor-gas mixtures with different volatility in a wide range of concentrations.
Смесительная камера 2 представляет собой крышку дозатора 7 с внутренней полой полостью, в которую по центру введен капилляр 6, а по краям установлены два штуцера 8. Один из них предназначен для подачи воздуха от внешнего источника сжатого воздуха, а другой - для отвода паровоздушной смеси. В исходном состоянии для герметизации дозатора в целом предусмотрены заглушки 9 штуцеров.The mixing chamber 2 is a lid of the dispenser 7 with an internal hollow cavity, into which a capillary 6 is inserted in the center, and two fittings are installed at the edges 8. One of them is designed to supply air from an external source of compressed air, and the other to exhaust the vapor-air mixture. In the initial state, to seal the dispenser as a whole, plugs for 9 fittings are provided.
Работа капиллярного дозатора основана на термодиффузионном методе, основанном на смешении потоков целевого газа и газа - разбавителя. При этом поток целевого компонента задается геометрическими параметрами капилляра 6 в насадке 5, а также температурным режимом работы дозатора.The operation of the capillary dispenser is based on the thermal diffusion method, based on the mixing of the target gas and diluent gas flows. In this case, the flow of the target component is determined by the geometric parameters of the capillary 6 in the nozzle 5, as well as by the temperature regime of the dispenser.
Диаметр капилляра 6 определяется из уравнения производительностиThe diameter of the capillary 6 is determined from the equation of performance
и определяется по формулеand is determined by the formula
где ρ - массовая концентрация целевого компонента в газовой смеси,where ρ is the mass concentration of the target component in the gas mixture,
Q - расход газа-разбавителя (газовой смеси),Q is the flow rate of the diluent gas (gas mixture),
ρ∑ - массовая концентрация парогазовой смеси,ρ ∑ is the mass concentration of the vapor-gas mixture,
V - объем парогазовой смеси, заключенной в капилляре 6,V is the volume of the vapor-gas mixture enclosed in capillary 6,
d - диаметр капилляра 6,d is the diameter of the capillary 6,
l - длина капилляра 6,l is the length of the capillary 6,
k - коэффициент, учитывающий свойства вещества, температуру и длину капилляра 6, т.к. все эксперименты проводятся при постоянном ее значении.k is a coefficient taking into account the properties of the substance, temperature and capillary length 6, because all experiments are carried out with its constant value.
Таким образом, варьируя диаметром капилляра 6 можно изменять производительность дозатора в широком диапазоне значений.Thus, by varying the diameter of the capillary 6, it is possible to change the performance of the dispenser in a wide range of values.
Капиллярный дозатор парогазовых смесей работает следующим образом.The capillary dispenser of gas-vapor mixtures works as follows.
Перед работой необходимо выполнить следующие операции:Before work, you must perform the following operations:
- снять заглушки 9 со штуцеров 8 и соединить их с соответствующими магистралями;- remove the plugs 9 from the fittings 8 and connect them to the corresponding highways;
- подобрать насадок 5 с капилляром 6 необходимой производительности;- pick up nozzles 5 with capillary 6 of the required performance;
- отсоединить камеру испарителя 1 от смесительной камеры 2;- disconnect the chamber of the evaporator 1 from the mixing chamber 2;
- установить насадок 5 с капилляром 6 в горловину виаллы 4;- install nozzles 5 with capillary 6 into the neck of vial 4;
- заполнить виаллу 4 дозирующим веществом;- fill vialla 4 with a dosing substance;
- установить фторопластовую прокладку и присоединить камеру испарителя 1 к смесительной камере 2.- install a fluoroplastic gasket and attach the evaporator chamber 1 to the mixing chamber 2.
В процессе работы пары дозируемого вещества диффундируют с поверхности жидкости в камере испарителя 1 в воздушное пространство виаллы 4 и через капилляр 6 вводятся в воздушный поток, чем достигается дозирование потока смеси пары - воздух. Количество пара вещества в смеси пар - воздух зависит от летучести вещества и от температурного режима испарения.During operation, the pairs of the dosed substance diffuse from the surface of the liquid in the chamber of the evaporator 1 into the air space of the vial 4 and are introduced into the air stream through the capillary 6, thereby achieving the dosage of the vapor-air mixture stream. The amount of vapor of a substance in a mixture of vapor - air depends on the volatility of the substance and on the temperature regime of evaporation.
Устройство капиллярного дозатора парогазовых смесей позволяет визуально контролировать изменение свойств вещества в процессе дозирования. Количество дозируемого вещества в единицу времени определяется параметрами установленного капилляра 6, что не требует разборки и последующей сборки дозатора.The device of a capillary dispenser of gas-vapor mixtures allows you to visually control the change in the properties of the substance during the dosing process. The amount of dosed substance per unit time is determined by the parameters of the installed capillary 6, which does not require disassembly and subsequent assembly of the dispenser.
Для создания паровоздушной смеси с заданной концентрацией с другими дозируемыми веществами необходимо или подсоединить другую виаллу 4 с этим веществом или залить в имеющуюся виаллу 4 новое дозируемое вещество, одновременно заменив насадку 5 с требуемым для этого вещества капилляром 6.To create a vapor-air mixture with a given concentration with other dosing substances, it is necessary either to connect another vial 4 with this substance or pour a new dosed substance into the existing vial 4, while replacing the nozzle 5 with the capillary 6 required for this substance.
Преимуществом предлагаемого капиллярного дозатора парогазовых смесей является возможность оперативного и качественного контроля как изменения свойств вещества в процессе дозирования, так и количества дозируемого вещества в единицу времени для веществ широкого спектра летучести.The advantage of the proposed capillary dispenser of gas-vapor mixtures is the possibility of prompt and high-quality control of both changes in the properties of the substance during the dosing process and the amount of dosed substance per unit time for substances with a wide range of volatility.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004136628/12A RU2280246C1 (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Capillary batcher for steam-gas mixtures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004136628/12A RU2280246C1 (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Capillary batcher for steam-gas mixtures |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2280246C1 true RU2280246C1 (en) | 2006-07-20 |
Family
ID=37028780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004136628/12A RU2280246C1 (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Capillary batcher for steam-gas mixtures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2280246C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640369C1 (en) * | 2016-12-22 | 2017-12-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Защитные покрытия" (ООО "НПО "Защитные покрытия") | Meter-mixer |
RU2721719C2 (en) * | 2016-01-20 | 2020-05-21 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский химико-аналитический институт" | Controlled capillary metering device of micro stream of vapour-gas mixtures |
-
2004
- 2004-12-16 RU RU2004136628/12A patent/RU2280246C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2721719C2 (en) * | 2016-01-20 | 2020-05-21 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский химико-аналитический институт" | Controlled capillary metering device of micro stream of vapour-gas mixtures |
RU2640369C1 (en) * | 2016-12-22 | 2017-12-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Защитные покрытия" (ООО "НПО "Защитные покрытия") | Meter-mixer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN203329640U (en) | Standard gas mixing device for gas testing system | |
KR20100116853A (en) | Apparatus for preparing chemical composition using continuous mixer | |
RU2280246C1 (en) | Capillary batcher for steam-gas mixtures | |
RU67260U1 (en) | COMBINED CAPILLARY DISPENSER OF STEAM-GAS MIXTURES | |
Gonzalez-Rodrıguez et al. | Determination of ethanol in beverages by flow injection, pervaporation and density measurements | |
US20030013200A1 (en) | Liquid sample take-up device | |
Tyson et al. | A continuous-dilution calibration technique for flame atomic-absorption spectrophotometry | |
RU2219517C2 (en) | Batcher of flow of mixture of pair " substance-air " to form vapor-air mixture with specified concentration | |
RU92535U1 (en) | GAS-DYNAMIC INSTALLATION | |
JP2020527239A (en) | Equipment and methods for partial conversion of fluid samples containing multiple components, and methods for online determination and analysis of these components | |
RU63538U1 (en) | DEVICE FOR CHECKING THE OPERATING EQUIPMENT OF THE CONTROL OF POISONERS | |
JP2003194709A (en) | Optical analyzing cell and optical analyzing system using the same and its method | |
US20040240312A1 (en) | Method and device for mixing gases | |
RU2219516C2 (en) | Testing bench to form steam-gas and steam-aerosol mixtures with specified concentration | |
RU2333479C1 (en) | Device for verification of gas indicator performance | |
RU2333480C1 (en) | Tester for toxic gas control analytical instruments | |
SU1109585A1 (en) | Diffusion-type micro metering pump | |
CN220154268U (en) | Online analyzer for formaldehyde in ambient air | |
RU63540U1 (en) | DEVICE FOR CHECKING THE OPERATION OF GAS SIGNALS | |
RU2053507C1 (en) | Method of determination of total content of organic substances in water and device for its implementation | |
RU82335U1 (en) | UNIVERSAL DEVICE FOR TESTING GAS-ANALYTICAL INSTRUMENTS AT THE PLACES OF THEIR INSTALLATION IN THE WORKING AREA OF OBJECTS FOR CARE | |
SU997766A1 (en) | Apparatus for preparative calibration of vapour gas mixtures | |
SU993033A1 (en) | Diffusion micro-weigher | |
RU2007102829A (en) | METHOD FOR CALIBRATING GAS SIGNAL DETECTORS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2656587C2 (en) | Device for liquid dosing, including liquids with high salt content |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071217 |