Способ регулирования концентрации компонентов в смеси газов

СООЭ СОВЕТСКИХахи лктесиикРЕСПУБЛИК ОО 2 РЕТЕНИ Бюл. У 18 Б.В. Ива ,А. Хохлов ордена Т институ нияво ч С., Бере еский ан ин В издуха. 51-5 отнп) . ГОСУДАРСТВЕКНЬЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЭОВРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) МосковскийКрасного Знаменикого машинострое(54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ В СМЕСИ ГАЗОВ путем подачи хладагента во внутренние полости размещенных в замкнутом объеме герметичных экранов, покрытых адсорбционным покрытием, связыающим молекулы газов, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения достижения заданной концентрации, заполнение экранов, покрытия которых различаются между собой по избирательности, проводят последовательно, заполняя последующий экран после достижения в замкнутом объеме равновесного давления,11560Изобретение относится к технической физике, в частности к способу для регулирования концентрации.газов в замкнутом объеме, и может быть использовано в экспериментальной 5 технике, исследовательском оборудовании и радиоэлектронной технологии,Известен способ, предусматривающий регулирование концентрации компонентов в газовой смеси, заключаю щийся в том, что газовую смесь приводят в контакт с охлажденной поверхностью. Температуру поверхности поддерживают ниже точки росы компонента,концентрацию которого необходимо уменьшить 11.Недостатком данного способа яв. ляется малая эффективность.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб регулирования концентрации компонентов в смеси газов путем подачи хладагента во внутренние полости размещенных в замкнутом объеме герметичных экранов, покрытых адсорб ционным покрытием, связывающим молекулы газов Г 2 1.Недостатком известного способа является длительность достижения заданной концентрации смеси газов в ЗО заданном объеме.Цель изобретения - ускорейие достижения заданной концентрации компонентов в смеси газов.Поставленная цель достигает ся тем, что согласно способу регулирования концентрации компонентов в смеси газов путем подачи хладагента во внутренние полости размещенных в замкнутом объеме герметичных экра нов, покрытых адсорбционным покрытием, связывающим молекулы газов, заполнение экранов, покрытия которых разчичаются между собой по избирательности, проводят последовательно, за полняя последующий экран после достижения в замкнутом, объеме равновесного давления.На чертеже схематически показано устройство, реализующее предлагаемый 50 способ.Устройство для регулирования концентрации компонентов в смеси газов содержит замкнутый объем 1, в полости 2 которого, выделенной шибером 3 55 с приводом 4 расположены герметичные экраны 5, 6 и 7, имеющие на поверхности адсорбционные слои 8, 9 20 2и 10 покрытия, Причем экраны снабжены клапанами 11, 12 и 13, имеющими приводы 14, 15 и 16, через командное устройство 17 подключенные к манометрическому или масспектрометрическому датчику 18, а адсорбпионные слои 8, 9 и 10 покрытия выполнены с избирательными по отношению к различным газам адсорбционными характеристиками, например в виде пористыхпленок различных металлов. Таким образом, покрытия экранов различаютсямежду собой по избирательности.Сущность способа заключается в следующем.В первую очередь заполняют хлад- агентом (например, жидким азотом) внутреннуюю полость герметичного экрана 5, имеющего на поверхности адсорбционное покрытие 8, выполненное из пористой пленки окисла металла, например из окисла меди, которая активно сорбирует углеводороды, пары воды и углекислоту. После достижения равновесного давления, т.е, когда из-, менение давления становится незначительным, заполняют хладагентом (например, жидким азотом) полость герметичного экрана б, имеющего на поверхности адсорбционное покрытие, выполненное из пористой пленки окисла алюминия, которая активно сорбирует азот, После достижения равновесногодавления и завершения нестационарных процессов заполняют хладагентом полость герметичного экрана 7, имеющего на поверхности адсорбционноепокрытие 10, выполненное из пористой пленки окисла титана, которая активно сорбирует водород и гелий.Таким образом, благодаря разумному использованию сорбциоиных емкос 1 тей каждой из пленок достигается максимальное заполнение адсорбционныхпокрытий, не допускается "забивание" наиболее активных пленок крупными молекулами углеводородов и других веществ и сохраняется их адсорбционная способность для поглощения наиболее активных газов. Упорядочение процесса обеспечивает суммарное повышение адсорбционной емкости и, главное, уменьшает время достижения заданной концентрации. Масспектрометрический датчик 18 дает сигнал,характеризующий содержание того или иного газа в смеси, В зависимости от того, какой из газов содержится1156020 в излишнем количестве, командноеустройство 17 включает один из при-водов 14, 15 или 16, открываетсясоответствующий клапан 11, 12 или13 и заполняется хладагентом один изгерметичных экранов 5, 6 или 7 доболее высокого уровня. Лдсорбционные слои 8, 9, или 10 становятсяболее активными и сорбируют остаточную атмосферу. Причем посколькуна герметичных экранах 5, 6 и 7 нанесены адсорбционные слои 8, 9 или10 различных материалов, обладающихизбирательной адсорбционной способностью по отношению к различным газам, поглощение газов можно регулировать. Составитель В. ЕкаевРедактор М. Дылы Техред С.Мигунова Корректор М. Максимишинец Заказ 3143/43 Тираж 863 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4(5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Так, если на экране 5 нанесенслой 8 из окиси меди, то он наиболееактивно сорбирует углеводороды, углекислоту, На экране Ь нанесен слой9 окиси алюминия, который активносорбирует азот и кислород, а наэкране 7 - слой 10 окиси титана,активного по отношению к легкимгазам - гелию и водороду.Увеличивая или уменьшая охлажденнуюплощадь соответствующего экрана,можно добиться любой наперед заданной концентрации смеси газов,П р и м е р. Вакуумную камеру,имеющую рабочий объем 0,050 м, откачивают от атмосферного давления доразрежения 1 х 10Па с помощью цеоли 5 товых насосов (2 штуки) за периодвремени, равный 3 ч.При использовании предлагаемогоспособа эвакуация объема с помощьюгерметичного экрана с адсорбционным .О количеством из окиси меди составляет 35 мин, равновесное давление3 Па.При эвакуации объема с помощьюгерметичного экрана с адсорбцион 5 ным покрытием из окисла алюминия время составляет50 мин, равновесноедавление 4 х 16 Па,Дальнейшая откачка объема производится с помощью герметичного экЮ рана с адсорбционным покрытием изокиси титана. Время процесса 65 мин,равновесное давление 110Па.Таким образом, на 15 сокращеновремя откачки,достигнуто более высо 25 кое разрежение.Предложенный способ обеспечивает повышение оперативности - уменьшение времени вакуумной откачи, достижение заданной концентрации остаточных газов в смеси и сокращениерасхода хладагента.