Устройство для отбора проб воздуха

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК . ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ и в б еру. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 724974, кл.01 К 1/22, 1978.2. Авторское свидетельство СССР % 794422, кл. С 01 й 1/22, 19793. Авторское свидетельство СССР % 732727, кл. С 01 Й 1/22, 1977. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОР ПРОБ ВОЗДУХА, содержащее криогенный пробоотборник и, приемную емкость, размещенную в защитном кожухе, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения постоянства скорости пробоотбора путем саморегулировки процесса, оно ЯО 1057797 А снабжено теплообменником, состоящим иэ радиатора, размещенного между криогет. ным пробоотборником и приемной емкостью, и теплопроводника, установленного в верхней части приемной емкости, теплоемкост ным испарителем, расположенным на дне приемной емкости, и дополнительным съемным теплопроводником, размещенным в приемной емкости и контактирующим с теплопроводником, установленным в верхней частя приемной емкости.2, Устройство по п. 1. о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что оно снабжено расределителем потока сконденсированного оздуха, установленным на выходе прооотборника, а теплопроводник, установлен-ф ный в верхней части приемной емкости, имеет испарительную кам1 1 й 77Изобретение относится к исследованиюфизических и химических свойств ве 1 цесува, а более конкретно к получению и подготовке образцов при исследовании газовых смесей и аэрозолей, и может бытьиспользовано при изучении загрязненийвоздушной среды с помощью криогенноконденсационных пробоотборников.Известно пробоотборное устройствосодержа.цее конденсируюций элемент с 10ювьходным патрубком, погруженный всосуд, заливаемый жидким азотом, и.сборную емкость для сжиженноговоздуха 11 . После включения подачижидкого азота конденсируюший элементпостепенно охлвждвегся снизу вверх помере повышения уровня жидкого азота до -о196 С, Б это время скорость пробоебора возрастает от нуля до максимума.Б случае поддержания заданного уровняжидкого азота скорость засасываемогопотока воздуха во время пробоогбора остается постоянной. После прекращения подачи жидкого азота скорость пробоотборападаег от максимальной до нуля по меревыкипания жидкого азота.Известен способ отбора проб воздухас примесями, осуществляемый с помощьюкриогенно-конденсационного пробоотборника, сопержвце го конденсирующий элемент30с выходцым пагрубком, погруженныйв сосудс входным и выхоцным пвтрубками,заливаемыйжидкимвзотом,и приемную емкость,Способ характеризуется тем, что дляпрекрашения конденсации отбираемоговоздуха вытесняют воздух у охлвждвемойконденсируюшей поверхности с помощьюнеконденсируюшегося при температурекипения жидкого азота газа, а для начала пробоотбора прекрашаюг подачу40конденсируюшегося газа и разбавляют егоу конденсируюших поверхностей газа,конденсируюшегося при температуре кипения жидкого азота 2.Наиболее близким по технической супности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее корпус-термос тат, конденсируюшийэлемент со сборным конусом и выходнымпатрубком, приемную емкость в защитномкожухе с жидким азотом 31.Недостатком такого устройства является го, что процесс отбора воздухаслабо поддается контролю при сборепоследнего в приемную емкость, крометого, скорость пробоотбора не постоянна.55Бель изобретения - обеспечение постоянства скорости пробоогбора путем самоРегулировки процесса цробоогборв. г) 7Указанная цель достигаетсц тем, чтоустройство, содержащее криогеццый пробоотборник и приемную емкость в звшигцомкожухе, снабжено теплообменциком, сост яшим из радиатора, размещенного междукриогенным пробоотборником и приемнойемкостью, и теплопроводникв, установленного в верхней части приемной емкости, теплоемкостным испврителем, расоложенным на дне приемной емкости, иополнительным съемным геплопроводником, размещенным в приемной емкостии контактирующим с теплопроводником,установленным. в верхней части приемнойемкости,Белесообразно снабдить устройствораспределителем потока сконденсированного воздуха, установленным нв выходепробоотборника, а теплопроводник, установленный в верхней части приемной емкости -испвригельной камерой.На чертеже изображено устройство для отбора проб воздуха. Устройство содержит криогенный пробоотборник 1, соединенный герметично с защитным кожухом 2 или приемной емкостью 3, в которой располагается теплоемкостный испаритель 4, через теплообменник 5, состоящий из радиатора 6 и теплопроводникв 7 с регулируемой глубиной погружения в приемную емкость. Дополнительный съемный теплопроводник 8,соединяемый с теплопроводником 7, опушен до дна приемной емкости 3 в случаедискретной регулировки скорости пробоотбора, В случае плавной регулировки скорости пробоотбора устройство имеетраспределитель 9 потока 10 воздухи,с конденсированного в пробоогборнике 1. Испарительная камера 11 для испарения части потока 10 размещена в теплопроводнике 7, Сконденсированный воздух 12, собираемый в приемной емкости 3, имеет максимальный уровень 13, определяемый положением нижнего конца теплопроводника 7. Конденснруюшие поверхности 14, омываемые жидким азотом, расположены. в пробоотборнике 1.Устройство рвботаег следуюшим образом.Во время начала работы криогенного пробоотборника 1 первые порции сконденсированного воздуха 12 испаряют с изменением состава за счет тепловой энергии теплоемкостного испаригеля 4 (например, стальная нли латунная дробь), с также зв счет тепловой энергии в стенах приемной емкости 3. Бремя активного испарения первых порций сконденси3 1057 рованного воздуха 12 подбирается равным времени заливки криогенного пробоотборника 1 жидким азотом, что приводит к блкировке входа пробоотборника на это время, которое зависит от количества расположенного на дне приемной емкости 3 теплоемкостного испарите,щ 4.Затем приемная емкость 3 заполняет ся сконденсированным воздухом 12 до заданного уровня 13, определяемого 1 О положением нижнего конца теплопроводника 7, который, получая тепло от радиатора 6 теплообменника 5, нагреваемого окружающим воздухом, испаряет порции сконденсированного воздуха 12, опреде ляющие превышение заданного уровня 13. Полученный газ под действием собственного давления направляют к конденсирующим поверхностям 14 криогенного пробоотборника 1 и, так как этот газ обеднен 20 кислородом, скорость конденсации падает, а вход пробоотборника блокируется, поскольку количество сконденсированного газа равно количеству газа, образующегося при испарении. В это время устройство работа 25 ет в ждущем режиме, испаряя и конденсируя небольшую часть скойденсированного воздуха.При понижении уровня сконденсирова ного воздуха (например, в результате принудительного вывода конденсата) или же замене заполненной емкости 3 к конденсируюшим поверхностям 14 уже не.("4поступает обогащенный азотом газ и скорость конденсации возрастает до перво начальной величины за счет поступления порций воздуха из анализируемой среды.Декретная регчтировка скорости пробоотбора осуществляется путем введения в приемную емкость до дна дополнительного съемного теплопроводника Р. Меняя его диаметр и материал, добиваются необходимой скорости испарения сконденсированного воздуха с изменением состава, что приводит к снижению скорости пробоотбора по описанной схеме.Плавная регулировка скорости пробоотбора осуществляется, распределителем 9 потока 10 сконденсированного воздуха, При помощи регулирующего элемента (например, винта) распределитель 9 потока 10 направляет часть сконденсированного воздуха в нспарительную камеру 11 теплопроводника 7 с регулируемой глубиной погружения, Здесь часть сконденсированного воздуха испаряется с изменением состава, что приводит к снижению скорости пробоотбора.По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство позволяет обеспечить постоянство скорости пробоотбора и ее простую регулировку без больших конс труктивных усложнений.Предлагаемые устройство и способ применимы в случае герметичного сочле" нения пробоотборника и приемной емкости.1057797 Составитель С, Заславскийедактор Н, Безродная Техред И,Метелева Коррект утяга Заказ 9 Г пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 1 4/44 Тираж 8ВНИИПИ Государственнно делам иэобрете113035, Москва, Ж3 Подписноего комитета СССРй и открытий