SU1730557A1 - Концентратор микропримесей в аэрозоле - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к спектральному анализу и позвол ет повысить эффектив- ность концентрировани  исследуемых веществ в аэрозоле. Концентратор содержит нагревательную 7,11,15 и холодные камеры 23, подвод щие каналы дл  жидкости 1 и газа 32, формирователь струй 3, каналы дл  слива конденсированной жидкости 30,26 и выхода полученного аэрозол  28. Нагревательна  камера изготовлена трехсекционной: секци  дроблени  капель 7, секци  испарени , выполненна  в форме цилиндра 11, в донной части переход щего в конус 13, соединенный каналом св зи 14 с секцией 15 отделени  частиц сухого остатка от основной массы пара жидкости, циклоном , а подвод щий канал 31 дл  несущего газа 32 присоединен к нагревательной камере . Секци  дроблени  7 имеет верхнюю 6 и нижнюю 10 части, поверхности которых ограничены конусами, образующие которых взаимно перпендикул рны, а торец верхней части выполнен водоохлаждаемым. Конус донной части секции испарени  11 выполнен так, что его образующа  сопр гаетс  и с образующей цилиндра секции 16 и образующей канала св зи 14 с циклоном 15. Верхний канал 21 циклона 15 соединен с дополнительным холодильником 24, отвод щим основную контролируемую массу пара 36 от аэрозол  34. Канал 31 дл  несущего газа 32 присоединен к водоохлэждаемой части камеры. 4 з.п.ф-лы, 1 ил. сл 1 со о сл сл v4

Description

Изобретение относитс  к спектральному анализу и может быть использовано дл  определени  химического состава исследуемых микропримесей в жидкост х.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности анализа путем улучшени  эффективности концентрировани  исследуемого вещества в аэрозоле.

На чертеже схематически показан концентратор , осевой разрез.

Концентратор содержит подвод щий канал 1 дл  исследуемой жидкости, жестко смонтированный в шаровом шарнире 2 совместно с капилл ром 3, формирующим струю 4 с возможностью ее перемещени  по траектории, параллельной образующей 5 конической поверхности 6 верхней части камеры дроблени  7, нижнюю часть 8 камеры дроблени , выступающую карнизом на пути струи капель 4, в верхней части ограниченную конической поверхностью 9, образующа  которой перпендикул рна образующей 5, а в нижней части ограниченную конической поверхностью 10,  вл ющейс  переходной зоной в секцию испарени  11, верхн   часть которой ограничена цилиндрической поверхностью 12, а нижн   часть - конической поверхностью 13, переход щей в донной части в цилиндрический канал 14 таким образом, что образующа  конической поверхности 13 со стороны циклона 15 сочлен етс  с образующей канала 14, а с противоположной стороны сочлен етс  с образующей 16 цилиндрической поверхности 12, канал 14, переход щий в канал 17, св занный с циклоном 15 тангенциально относительно его оси, коническую камеру 18, канал 19 вывода аэрозол  из циклона, канал 20 вывода пара из циклона через пароотводной патрубок 21, нагревательный элемент камеры 22, холодильную камеру 23, дополнительную холодильную камеру 24 с каналом 25 дл  сбора конденсированной жидкости 26, канал 27 дл  вывода осушенного аэрозол  28, сифон 29, канал 30 дл  слива жидкости после осушени  аэрозол  28, канал 31 дл  подачи несущего газа 32, канал 33 в верхней части камеры дл  подачи охлаждающей воды, солевой остаток 34, периферийную зону вихревого потока 35, центральную зону циклона 36.

Концентратор работает следующим образом.

Исследуемую жидкость подают по каналу в капилл р 3 под давлением 0,05-0.3 МПа, обеспечивающим истечение струи со скоростью выше 3 м/с. Стру  жидкости направл етс  на поверхность 9.

В результате взаимодействи  капель с поверхностью 9, нагретой до 400-500°С дл  водно-кислотных растворов и до 500-600°С дл  органических жидкостей, происходит их1

раздробление с частичным парообразованием . При этом кажда  капл , вступающа  в контакт с гор чей преградой, под воздействием паров, испар ющихс  в зоне контакта , расплющиваетс  в тор и разрываетс  на

0 отдельные капли, однократный лобовой удар позвол ет реализовать дробление с получением капель менее 30 мкм при скорости струи выше 3 м/с. Под воздействием потока пара, смешанного с несущим газом,

5 подводимым при расходе менее 0,5 л/мин в верхнюю часть секции дроблени  7 дл  защиты капилл ра 3 и шарнира 2 от конденсации пара, поток мелкодисперсных капель выноситс  из секции дроблени  в секцию

0 испарени  11, где реализуетс  высыхание капель в течение времени их вертикального перемещени  в атмосфере собственного пара и несущего газа, составл ющего по массе 0,03-0,1 массы пара. Полученна  смесь па5 ров, газа и твердых частиц, образованных в результате высыхани  капель, направл етс  через канал 14 и тангенциальный канал 17 в циклон 15, где под воздействием центробежных сил реализуетс  концентрирова0 ние частиц солевого остатка 34 в периферийной зоне вихревого потока 35, вынос щего их через канал 19 в холодильник 23. При этом из центральной зоны циклона 36 через патрубок 21 удал етс 

5 значительно обедненна  частицами основна  масса пара, величина которого управл етс  диафрагмированием канала 27. Уменьшение массы пара в холодильнике 23 приводит к снижению износа частиц солево0 го остатка пристеночными пленками жидкости , поавол   повысить эффективность концентрировани  частиц в дозированном объеме несущего газа,  вл ющегос  контролируемой частью дозируемого защитного

5 газа 32, вынос щего частицы через канал 27 в атомизатор аэрозол  (или источник возбуждени  спектра).

В указанных услови х при диаметре 25 мм секционированного нагревател  и дли0 не, не превышающей 300 мм, применимы канальные печи типа СУОЛ мощностью 1 ква при расходах контролируемой жидкости менее 15 мл-мин. В сравнении с эллиптической формой нагревател  секционирован5 на  камера позвол ет снизить потери частиц сухого остатка в 3-5 раз. Разработанный образец концентратора планируетс  к серийному выпуску в качестве приставки к атомно-абсорбционным спектроанализато- рам, изготавливаемым на ПО Фотон.

Claims (5)

1. Формула изобретени  1. Концентратор микропримесей в аэрозоле , содержащий нагревательную и холодильную камеры, соединенные между собой, подвод щий канал дл  жидкости, присоединенный совместно с жестко св занным с ним капилл ром-формирователем струи к нагревательной камере посредством шарового шарнира с возможностью вращени  свободного конца капилл ра- формировател  и входного конца подвод щего канала жидкости, подвод щий канал дл  несущего газа, канал дл  слива конденсированной жидкости, канал дл  выхода полученного аэрозол , отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности ана- лиза путем улучшени  эффективности кон- це нтрировани  исследуемого вещества в аэрозоле, нагревательна  камера выполнена трехсекционной - секци  дроблени  ка- пель с кольцевым карнизом, расположенным в нижней ее части, секци  испарени  мелкодисперсных капель, выполненна  в форме цилиндра, в донной части переход щего в конус, секци  разделени  частиц сухого остатка аэрозол  от пара-циклона, при этом секци  испарени  соединена каналом св зи с секцией отделени  частиц, подвод щий канал дл  несущего газа присоединен к нагреватель- ной камере в верхней ее части.
2. 2.Концентратор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса дроблени  капель, верхн   и нижн   части поверхности секции дроблени  капель ограничены конусами, образующие которых взаимно перпендикул рны , а торец верхней части выполнен водоохлэждаемым.
3. 3.Концентратор по п. 1, о т л и ч а га- щи и с   тем, что, с целью снижени  объема застойных зон нагревательной камеры, конус донной части секции испарени  выполнен так, что его образующа  сопр гаетс  и с образующей цилиндра секции, и с образующей канала св зи с циклоном-секцией отделени  частиц.
4. 4.Концентратор по п. 1, отличающийс  тем, что. с целью снижени  потерь частиц сухого остатка в холодильной камере , он снабжен дополнительной холодильной камерой, отвод щей основную контролируемую массу пара от аэрозол , при этом дополнительна  холодильна  камера соединена с верхним каналом циклона .
5. 5.Концентратор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью предотвращени  конденсации пара на капилл ре-формирователе и шарнире, канал дл  несущего газа присоединен к водоохлаждаемой части камеры .