Устройство для отбора проб жидкости и пара

(51) 5 06151 10 0 1 Ы 1 Федерации тм знакам САНИЕ РЕТЕН ПАТЕНТУ Комитет Российской по патентам и товар(71) Геологический институт Бурятского филиалаСОАН СССР(73) Бурятский геологический институт СО РАН (64) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ И ПАРА(87) Использование; исследование физико-хими ческих свойств, в частности, для изучения равнове сия систем жидкость - пар. Сущность изобретени устройство для отбора проб жидкости и пара со держит автоклав с обтюрэтором и пробоотборни ком, в обтюраторе коаксиально установлен нажимной шток движущийся поступательно при вращении винта, кроме того, в устройстве имеется перфорированная втулка, зафиксированная на обтюраторе, содержащая шесть перевернутых вверх дном стаканов с концентрическими стенками, разделенных выгнутыми прокладками, термопарный карман коаксиапьно вваренный в дно автоклава, а также система для заполнения автоклава. присоединяющаяся к обтюратору через трубопровод и вентиль высокого давления и состоящая из бюретки с делениями, заполненной раствором, вакуумного трех- ходового крана и вакуумного насоса. 8 ил.Изобретение относится к технике физико-химического исследования свойств веществ и может быть использовано дляодновременного отбора проб жидкости ипара с растворенными в них нелетучимикомпонентами, находящихся в равновесиипри повышенных температурах и давлениях, для.изучения их плотности, рН, химического состава,Известно устройство, позволяющее отбирать пробы пара и жидкости, состоящееиз бомбы сосуда высокого давления) и двухпробоотборников, сообщающихся с бомбойпосредством трубопроводов, пропущенныхчерез затвор, Концы трубопроводоо соответственно находятся о зонах пара и жидкостл. Пробоотбарники отсекаются от бомбызапорными вентилями. Отбор пробы производится путем открывания вентилей и заполнения пробоотборников поочередно, вначале паром, а затем жидкостью либо наоборот.Недостатком этого устройства являетсято, что при отборе пробы невозможно определить плотность жидкости и пара вследствие их охлаждения и уменьшения обьемаца неизвестнуо оеличицу.Известен также пробоотборник для отбора жидких проб при изучении растворимости тоердых вещесто о гидротермальныхрастворах, Отбор проб производится в цилидрический пробоотборник, герметичнои соосно зафиксирооаный на обтюратореи занимающий верхнюю треть автоклава,Дно пробоотборника имеет сквозное отверстие с притертым седлом, через которое во.)время опытаемкость пробоотборника сообщается с емкостью автоклава. В опыте после установления равновесия в раствореотверстие запирается штоком ве 1 тиля, коаксиально проходящим через обтюратор исам пробоотборник, после чего опыт прекращается. Закрытый таким образом пробоотборник с пробой извлекается иэавтоклава после его остыоания. Извлеченная из пробоотборцика проба поступает наанализы,Недостатком данного устройства приисследовании систем жидкость - пар, вопервых. является невозможность отборапробы жидкости, находящейся в нижней части автоклава, поскольку при остывании онасмешивается с коцденсатом пара оставшегося вне пробоотборника, Во-оторых, конструкция пробоотборника не позволяетотбирать дублирующие пробы в одном опыте. В-третьих, о данном устройстве не предусмотрен термопарный карман внутриавтоклава. что не позволяет точно измерятьтемпературу отбираемой пробы и устано 10 14 20 24 30 34 40 44 50 Р 55 вить величину термического градиента по высоте автоклава, В-четвертых, отсутствие отвода на манометр не позволяет измерять давление в аотоклаве.Целью изобретения является одновременный отбор дублированных проб известного объема проб жидкости и пара, находящихся о равовесии при повышенных температурах и давлениях.На фиг.1 изображен общий оид устройства для отбора проб жидкости и пара; ца фиг.2 - перфорированная втулка; на фиг.3 - толкатель; на фиг.4 - стаканы-пробоотборники; на фиг.4 - крышка-прокладка, на фиг,б - упорная шайба; на фиг.7 - положение вакуумного трехходового крана в процессе эвакуации автоклава; на фиг.8 - то же, в процессе его заполнения исследуемым раствором.Устройство содержит автоклав 1, закрываемый обтюраторам 2, и с оваренным о дно трубчатым карманом со скользящей термопарой 3, Обторатор уплотняется конусом 4 и поддеркиоается гайкой 4, На обтюраторе имеется отверстие для присоединения через трубопровод б мааметра 7 через разделитель сред 8. Через вентиль 9 высокого давления система "автоклав-манометр" сообщается с системой заполнения автоклава, состоящей из бюретки 10 с делениямивакуумного трехходооого крана 11 и вакуумного насоса 12 на схеме не показан). Кроме того на обтораторе имеется вентиль, состоящий иэ оодоохлаждаемой гайки 13, нажимого винта 14. штока 14, медь-фторпластового сальника 16 и груцдбуксы 17,С помощью резьбы на.обторатор соосно устанавливается перфорированная втулка 18, имеощая о нижней части бортик для установки упорной шайбы 19. Далее во втулку устанавливаются скользящие стаканыпробоотборники 20 с концентрическими стенками и отверстиями для термопарного кармана количество стаканов может быть от 3 и более и зависит от необходимого объема стаканов и обьема автоклава). Стаканы укладываются вверх дном и разделены выгнутыми крышками-прокладками 21 из инертного мягкого металла ,в зависимости от агрессивности исследуемых сред это могут быть медь, серебро, платина,.золото и др,), Над верхним стаканом устанавливается толкатель 22, передающий сжимающее усилие от штока 14, Все детали выполняются из жаростойкой нержавеющей стали и могут быть футеровацы тем же металлом, из которого изготовлены крышки-прокладки 21.Устройство работает следующим образом.2 ОО 49 Оа ф о р м у л а и з о б р е т е н и я д 5 соосно закрепленной на обтюраторе, приУСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ этом стаканы и крышки-прокладки выпол- ЖИДКОСТИ И ПАРА, состоящее из авто- нены с соосными по вертикальной оси отклава, вентиля со штоком, коаксиально верстиями и размещены в проходящим через обтюратор, и установ- перфорированной втулке с возможностью ленного в автоклаве соосно с обтюратором .г 3 скольжения, а автоклав снабжен трубчапробоотборника, отличающееся тем, что, с тым термопарным карманом, вваренным в целью одновременного отбора дублиро- его дно и коаксиально проходящим через ванных проб известного объема жидкости сквозные отверстия в стаканах и закрываи пара, находящихся в равновесии при по- ющих их крышках-прокладках, манометвышейных температурах и давлениях, про ром с трубопроводом, соединенным с боотборник выполнен в виде обтюратором, и системой для подачи расперевернутых вверх дном тарированных твора, выполненной в виДе бюретки, вакупообъему стаканов, снабженных разделя- умного трехходового крана и вакуумного ющими их между собой крышками-про- насоса,соединенныхс вентилем.кладками и перфорированной втулкой, 50 Вначале производится заполнение закрытого обтюратором автоклава исследуемым раствором до необходимого объема, Количество раствора подбирается экспериментально таким образом, чтобы при параметрах опыта поверхность раздела жидкости и пара находилась на уровне среднего стакана. В этом случае в верхних стаканах при отборе проб будет находиться пар, в нижних - жидкость, а в среднем - смесь этих двух фаз. Перед заполнением автоклава производится эвакуация воздуха из него вакуумным насосом 12 при открытом вентиле 9 и вакуумном кране 11, находящемся в положении 11 а (фиг.4), После эвакуации кран переключается в положение 11 б и в автоклав из бюретки 10 засасывается раствор, необходимое количество которого контролируется по делениям на бюретке; После заполнения автоклава перекрывается вентиль 9. отсекающий систему заполнения от системы "автоклав-манометр". После этого автоклав помещается в вертикальном положении в изотермическую печь и выводится на требуемый температурный режим. После выведения на режим и достижения равновесия стаканыпробоотборники 20 перекрываются путем сдавливвния их винтом 14 через шток 15 и толкатель 22. При этом крышки-прокладки распрямляются, прижимаются к краям стаканов и надежно их герметизируют. После перекрытия стаканов опыт прекращается.При этом верхние стаканы содержат пар, нижние - жидкость. После остывания автоклава трубопровод 6 отсоединяется, гайка 5 5 отворачивается и обтюратор вытаскиваетсяиз автоклава вместе с втулкой 18 и перекрытыми стаканами и переворачивается таким образом, чтобы стаканы-пробоотборники оказались в состоянии "вниз дном", Втулка 10 отворачивается и снимается с обтюратора,Из нее сначала вынимается толкэтель, а затем поочередно выталкиваются стаканы вначале с конденсатом пара, смесью конденсата и жидкости и пробой жидкости.15 Предлагаемое устройство позволяетбез нарушения термодинамического и химического равновесия отбирать по несколько дублей проб жидкости и пара при повышенных температурах и давлениях в 20 тарированные по объему стаканы-пробоотборники для определения плотности исследуемых.фаз путем взвешивания отобранных проб, а также для определения рН и химического состава.25 (56) Боиг 3 га 1 ап 5, Кеппес 3 у б,б. ТЬе вузтегпН 20-йаС 3 а 1 е 3 ечосес 3 сепрегатцге аль ргеззоге - Агпег. Зоцгп.5 с 1, 962. ч 260, М. 2.Гелетий В.Ф. Равновесия сульфидовсвинца, кадмия, маргнца. цинка в гидро термальных условиях. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минеральн,наук, Иркутск, 1982,2004904 К а 8 ЩПК 1 а 8 У 19 08фР- Р Йиуумн 0 ру Фцг.7 фффцЧ насац аы Р Составитель Н,ЖатнуевТехред М,Моргентал Корректор О. Кравцова Редактор Г.Мельникова Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж. Раушскад наб., 4/5 Заказ 3395 Производственно-издательскиЯ комбинат Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101