Индикатор влажности и способ его получения

СЭОЗ СОВЕТСКИХШФЛЮ нежикРЕСПУБЛИК ЯО 1,3/18 и С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Ьйй;дг ВТОРСИОМУ ТВУ лучения индикато нове кобальтовог 805/23-25.839.84. БюлБелоцеркева, В.ИВамриков183.12(0атент С.11В 33/18,орское скл, С 01 2. Спосо жности н%2460077,1968.идетельствоВ 33/18, 19 следующем соотномас . Я.,ок кобал енин компонентов Порош силик ого 40-4848-582-4суспензию нано 54) ИНДИКАТОРГО ПОЛУЧЕНИЯ. АЖНОСТИ И СПОС ВодаСвязую а полученную при сят тонким слоем т лажности на осно Индикатортового сили на твердую по повышенной те ожку, ерату коч и выс шиваю я еме.2, отл то, в каче ре.3 ен мень змеи пос ч щ и й с я тем ние влажн бальтовый вявевый ж т. поливинил зующего используюспирт или карбомнанесенной на твзии ведут при 110 порошка с разме закрепленного н илцеллдую и130 С ку успе оем толщино(21) 3591 (22) 18,0 (46) 07.0 (72) Н.Г. Г.М.Кесар на и В,М, (53) 663. (56) 1. П кл. С 012. Авт 9557977,кагеля, о т л и"тем, что, с цельюи реагирования нати среды, он содериликагель в видем частиц 250-500 мкм,твердую подложку0,1-0.3 мм. силикагеля, о т тем, что, с цель реагирования на ти среды, порошо геля смешивают с ченную смесь вво личающийся уменьшения времени зменение влажноскобальтового силика водой, затем в полуят связующее приИзобретение относится к химической технологии, конкретно к получению неорганических адсорбентов, и может быть использовано для получения цветных индикаторов влажности на основе 5 . кобалвтового силикагеля для их примекения в электротехнике, приборострое. нии, авиационной и других отраслях техники, где требуется контролировать изменение относительной влажности сре- Оды.Известны индикаторы влажности на основе силикагеля, пропитанного растворами солей переходных металлов, изменяющих свою окраску при изменении относительной влажности среды .13,Недостатком данных индикаторов является большой инерционный период изменения их окраски, в результате чего полученная информация об измене- о Нии влажности может быть использована По прошествии 35-40 ч.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо.25 му результату является индикатор влажности ца основе кобальтового силикагеля и способ его получения. В качестве индикатора влажности используют кобальтовую Форму силикагеля, которую получают, пропитывая солями кобальта сферические частицы гидрогеЛя кремниевой кислоты и затем высушивая полученную композицию при повышенной температуре. Полученный силикагель применяют для контроля 35 влажности среды в закрытых объемах 21,Недостатком известных индикатороь влажности является то, что оци обладают длительным временем изменения окраски (инерционный период) после изменения относительной влажности среды. Так, кобальтовый силикагельиндикатор изменяет свой цвет только через 35-40 ч после изменения относи 45 тельцой влажности, что создает трудности при эксплуатации машин и приборов, работающих в контролируемой среде. Так, при эксплуатации трансФорматоров электрического тока воздух,50 контактирующий с трансформаторным маслом, должен иметь относительную влажность це выше 507. Для достижения заданной влажности дыхательные клапаны заполняют осушителем воздуха.По мере насыщения осушителя влагой относительная влажность воздуха цад трансформаторным маслом увеличивается. За ее изменением следят но изменению .цвета кобальтового силикагеля-индикатора, изменяющего свою окраску с синей на розовую при 507-ной относительной влажности. Так как у известных силикагелейиндикаторов изменение окраски происходит только через 35-40 ч после из менения относительной влажности, то все это время трансформаторное масло находится в контакте с атмосферой повышенной влажности, что приводит к его увлажнению, а соответственно к увлажнению изоляции. Поэтому через 2-3 года эксплуатации трансформатора его останавливают, масло заменяют, а изоляцию просушивают. Зта операция, в конечном итоге, вызывает увеличение стоимссти эксплуатации электрических сетей.Создание быстродействующего индикатора влажности позволит оперативно заменять осушитель, что в значительной мере повысит ресурс работы трансформатора между просушками изоляции и заменой трансформаторного масла, Аналогичные проблемы встречаются и в других отраслях техники, где используются среды с контролируемой влажностью. Цельизобретения - создание индикатора влажности на основе кобальтового силикагеля, обладающего уменьшенным временем реагирования на изменениевлажности среды, а также созданиеспособа его получения,Поставленная цель достигается тем,что индикатор влажности на основе кобальтового силикагеля содержит последний в виде порошка с размером частиц 250-500 мкм, закрепленного натвердую подложку слоем толщиной0,1-0,3 ки.Согласно способу получения индикатора влажности на основе кобальтовогосиликагеля порошок кобальтового силикагеля, смешивают с водой, затемв полученную смесь вводят связующеепри следующем соотношении компонентов, мас.7:Порошок кобальтовогосиликагеля 40-48Вода 48-58Связующее 2-4а полученную при этом суспензию наносят тонким слоем на твердую подложкуи высушивают при повышенной температуре,В качестве связующего используютполивиниловый спирт или карбометил 1111991целлюлозу, а сушку нанесенной натвердую подложку суспензии ведутпри 110- 130 фС.Технология способа получения ин"дикатора влажности заключается в следующем,Берут кобальтовый силикагель сразмером частиц 250-500 мкм и в качестве основы твердые пластины различ 10ной конфигурации и размера, изготовленные из металла, стекла, полимерных или других жестких материалов,При нанесении толциной О, 1-0,3 ммкобальтового силикагеля с размеромчастиц 250-500 мкм индикаторный15элемент изменяет свой цвет через10-15 мин после изменения влажности.Приведенные выше режимы являютсяоптимальными для получения такиххарактеристик индикатора. Слой толшиной менее О, 1 мм невозможно равномерно распределить по поверхностипластины, а при толщине слоя более0,3 мм увеличивается время изменения окраски, что снижает эффективность предлагаемого способа.Для нанесения слоя индикатора ис 20 пользуют композицию следующего состава, мас.7:30Порошок кобальтовогосиликагеля 40,0-48,0Вода 48,0-58,0Связующее 2,0-4,0Порошок кобальтового силикагеля должен иметь размер частиц в пределах З 5 250-500 мкм, а в качестве связующего используют, например, поливиниловый спирт или карбометилцеллюлозу. При размере частиц более 500 мкм увеличивается время изменения окраски ин 40 дикаторного элемента, а уменьшение размера частиц менее 250 мкм лишено практического смысла, так как непри - водит к дальнейшему уменьшению времени изменения цвета индикаторного элемента. Порошок кобальтового силикагеля получают путем измельчения индикатора-прототипа Или силикагеляиндикатора, выпускаемого поГОСТ 8984-80,50При концентрации в суспензии порошка кобальтового силикагеля более 48,0 мас.7. суспензия теряет подвижность и потому ее невозможно равномерно нанести на подложку, а при концентрациях менее 40,0 мас.7 уменьшается количество индикатора, приходящееся на единицу поверхности подложки, что затрудняет наблюдение из - менения окраски. Аналогичные закономерности наблюдаются при изменении пределов концентрации в суспензии воды. При содержании связующего в суспензии менее 2,0 мас.7. уменьшается склеивающая способность и суспензия не закрепляется на подложке, а увеличение содержания связующего более 4,0 мас.7 уменьшает содержание порошка или воды, что приводит к последствиям, указанным выше.Приготовленную суспензию наносят на твердую подложку любым способом (например, распылителем), а затем высуцпвают при температуре около 120 С (1 10- 130 С),Пример 1. 1 Огпоро 1 цка кобальтового силикагеля с размером частиц 500 мкм смешивают с 4,5 г воды, в которую введено 0,5 г связующего - поливинилового спирта.Получают суспензию следующего состава, мас.7.:Порошок кобальтовогосиликагеля 40,0Вода 58,0Поливиниловыйспирт 2,0 Суспензию наносят на стеклянную пластину размером 2 х 5 см толщиной О, 1 мм и сушат при 120 С. П р и м е р 2. 12 г порошка кобальтового силикагеля с размером частиц около 250 мкм смешивают при комнатной температуре с 12,0 г воды,в которую введено 1,0 г поливинилового спирта, и получают суспензиюследующего состава, мас.7,:Порошок кобальтовогосиликагеля 48,0Вода 48,0Поливиниловый спирт 4,0Полученную суспензию наносят настеклянную пластину размером 2 х 5 смпленкой толщиной 0,3 мм и высушиваютпри 110 С,П р и м е р 3. 10 г порошкакобальтового силикагеля, имеющегоразмер частиц 400 мкм, смешиваютс 14,0 г воды, в которую введено 1 гкарбометилцеллюлозы, и получаютсуспензию состава,мас.7:Порошок кобальтовогосиликагеляВодаКарбометилцеллюлоза"111991 Порошок кобальтовогосилнкагеля 43,2Вода 54,1Карбометилцеллюлоза 2,7 5 Суспензию наносят на стеклянную пластину размером 2 х 5 см толщиной 0,3 мми высушивают при 120 фС.Характеристика предлагаемого индикатора в сравнении с известным приведена в таблице. Цвет Индикатор сухого образца при относительной влажности507 40 150 Синий Розовый Известный Предлагаемый по примеру0,25 Голубой 0,2 0,25 0,2 Ф эксплуатации трансформаторов за счет увеличения времени пробега трансформатора между просушками по сравнению с индикатором-прототипом при выпуске около 11 тыс, трансформаторов в год составит около 74 тыс.руб,Приведенные примеры показывают,что предлагаемый индикаторный элементизменяет свою окраску в 30 раз быстрее 51в динамических условиях и в 160 раэбыстрее в статических условиях.Годовой экономический эффект отприменения индикатора влажности при Составитель Р, ПензинРедактор В. Петраш Техред И.Асталош Корректор В. Гирняк Заказ 6405/15 Тираж 463ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Суспензию наносят на стеклянную пластину размером 2 х 5 см толщиной 0,2 мми высушивают при 130 С. П р и м е р 4. 8 г кобальтового силикагеля, имеющего размер частиц 390 мкм смешивают с 10 г воды, в которую добавлено 0,5 г карбометилцеллюлоэы, и получают суспенэию следующего состава, мас.Е:1 в статических в динамичесусловиях,час ких условиях,мин