Седиментационное устройство

(19) (111 А 1 1 И 15/04ДРМ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промьппленных пылей и измельченных материалов."Л.: Химия, 1971, с. 155-156.Там же, с, 157(54) СЕДИМЕНТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к химическому и нефтяному машиностроению, преимущественно криогенному, и может быть использовано для контроля гранулометрического состава газифицирующихся загрязнений криогенных продук" тов. Целью изобретения является повышение точности и надежности определения гранулометрического состава газифицирующихся загрязнений криогенныхпродуктов, Устройство содержит ем-.кость и закрепленный в ней седиментационный сосуд, снабженные барботерами для перемешивания суспензии перед анализом. Емкость заполняют исследуемой суспензией, проводят прибарботажепоследней отбор нулевойпробы, определяют содержание растворенной фазы загрязнений, полное содержание загрязнений. При необходимости может быть проведен ситовый анализ, Затем производят заполнение седиментационного .еосуда с барботажем.Барботаж прекращают, уравновешиваютдавление в газовом пространстве емкости и, отбирая пробы суспензии наразличной высоте из седиментационногососуда, проводят седиментационныйанализ. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к химическому и нефтяному машиностроению, преимущественно к криогенному, и может быть использовано для контроля гранулометрического состава газифицирую 5 шихся загрязнений криогенных продуктов.Целью изобретении является повышение точности и надежности определе ния гранулометрического состава газифицирующихся загрязнений криогенных продуктов.На фиг.1-4 схематично изображено седиментационное устройство (контрольно-измерительная аппаратура, предохранительные устройства, вакуумная и вспомогательная арматура не показаны) .Седиментационное устройство состоит из емкости 1 с заправочно-сливным патрубком 2 и патрубком 3 отбора проб суспензии, при этом внутренняя поверхность емкости 1 теплоизолирована изоляцией 4. Внутри емкости 1 вер тикально закреплен тепловыми мостами 5 седиментационный сосуд 6. В нижней ее части установлен дополнительный барботер 7 с патрубком 8 подачи газа, а в верхней части емкость 1 снабжена 30 крышкой 9 со смотровыми окнами 10, под которой расположена газовая камера 11 и из последней выведен патрубок 12 газосброса, При этом газовая камера 11 сообщена . внутренней полостью седиментационного сосуда 6, в нижней части которого расположен барботер 13 и выведен патрубок подачи газа и слива суспензии, который выполнен в виде трубопровода 14, расположенного внутри емкости 1 и соединенного с атмосферой. Трубопровод 14 размещен одновременно в непосредственном контакте с суспензизй 15 и снабжен отводом 16 в гаэопую камеру 1 1, Устройство снабжено пробоотборником газа 17,с патрубком 18 отбора проб газа, патрубком 19 годачи суспензии, пробоотборниками 20 и 21, размещенными в седиментационном сосуде 6 на различных уровнях, и пробоотборниками 22 и 23, размещенными в емкости 1 с патрубками 24-27 отбора проб. Выводы 28"31 патрубков 24-27 отбора проб расположены на наружной поверхности емкости 1. Тепловые мосты 5, расположен" ные в непосредственном контакте с суспензией, соединены одним концом с седиментационным сосудом б, а другнм - с внутренней поверхностью емкости 1, и выполнены с разъемами 32.На фиг1 и 2 показано соединение седиментационного сосуда б с боковой поверхностью и дном емкости 1 при помощи тепловых мостов 5. На фиг.З и 4 представлено соединение седиментационного сосуда с крышкой и дном емкости 1 при помощи тепловых мостов 5. На отводе 16 в газовую камеру 11 установлен запорный орган 33. Пробоотборник 23 снабжен фильтром 34, а на патрубке 3 отбора проб суспензии установлена насадка 35 с фильтром, при этом сам патрубок 3 теплоизолирован изоляцией 36.На патрубке 19 подачи суспензии установлена насадка 37, размещенная в емкости 1 в непосредственном контакте с суспензией 15.Кроме того, на фиг, 1 показано крепление выводов 28-31 патрубков отбора проб и патрубка 3 отбора суспензия на панели 38, выполненной в виде штыкового разъема (на фиг.2-4 1позиция 38 отсутствует). При этом наружная боковая поверхность патрубков 28-31 отбора проб размещена в суспенэии.Вывод 39 патрубка 18 отбора проб газа в случае, если пробоотборник 17 газа размещен в газовой камере (фиг,1 и 2), может быть размещен на крышке 9 (фиг.1) ипи боковой поверхности емкости 1 (фиг.2). В случае размещения пробоотборника 17 газа в, патрубке 12 газосброса (фиг.З и 4) позиции 18 и 39 совпадают. Устройство содержит вентили 40-47. Вентили 45 и 46 показаны для однозначности обозначений и могут быть заменены одним (45, 46) вентилем (фиг.З). Вентили 48-52 установлены на отводах 53-57 в атмосферу в случае выполнения выводов патрубков отбора проб газа по типу труба в трубе.Вследствие расположения пробоот,борника 17 газа в патрубке 12 газо- сброса на фиг.3 и 4 позиции 48 и 53 отсутствуют.Крьппка 9 емкости 1 может быть выполнена без изоляции (фиг.1 и 3) если теплоприток по горловине незначителен, или покрыта теплоизоляционным материалом 58 (фиг.2 и 4), Тепловая изоляция 4 емкости 1 на фиг,1-3 выполнена вакуумной. На фиг,З показано расположение заправочно-сливного пат138315, рубка 2, патрубка 8 подачи газа, тру-.бопровода 14 и отвода 16 в газовуюкамеру 1 и других элементов устройства на крьппке 9 емкости 1.На фиг.2 схематично показано рас 5положение элементов устройства на поверхности емкостиНа Фиг.4 изображено седиментационное устройство с емкостью 1, снабженной изоляцией иэ,материала с низкойтеплопроводностью,Прочие виды исполнения седиментационного устройства могут быть образованы комбинациями элементов, изображенных на Фиг.1-4 при условии иханалогичного выполнения и выполненияцредъявляемых к ним требований.Устройство работает следующим образом. 20Исходное состояние - все вентилии запорный орган закрыты,В режиме запуска, тарировки и корректировки свойства применяемой суспензии известны, т.е. известно суммарное содержание исследуемых загрязнений и содержание растворенной фазы.После вертикальной установкч седиментационного сосуда 6 в емкости 1 сизоляцией 4 на тепловых мостах 5разъемами 32 и закрытия крьппки 9 открывают патрубок 12 гаэосброса вентилем 42, патрубок 8 подачи газа вентилем 44 и трубопровод 14 вентилем40. Открывают запорный орган 33 ивентили 43, 48-52 и осуществляют продувку устройства. Контроль загрязненности производят путем последовательного отбора проб газа пробоотборником 17 газа подачей через патрубок 18 40отбора проб газа его на анализ. Запорный орган 33 закрывают и частичнозаправляют емкость 1 суспензией 15через патрубок 2 открытием вентиля45. После захолаживания, устройстваотбирают пробы холодного газа пробоотборником 17, в случае его расположения в газовой камере 11 (Фиг.1 и 2)и сравнивая их с пробами теплого газа, отобранными, например, из патрубка 12 гаэосброса сторонним пробоотборным устройством, производят еготарировку и выбор рабочего режима.В случае расположения пробоотборника17 в патрубке 12 газосброеа (Фиг.3 и4) тарировка не обязательна. Повторно заправляют емкость 1 суспензией15 вьппе верхнего среза седиментационного сосуда 6 и вентиль 45 закрывают. В емкости 1 создают избыточное давление и начинают отбор проб пробоотборниками 20-23 и отбор проб суспенэии через патрубок 3 с изоляцией 36,при этом Фильтр 34 временно снят.Сравнивая полученные результаты с исходными свойствами суспенэии и междусобой, осуществляют тарировку и выбороптимальных режимов работы пробоотборников.Перемещая пробоотборники, расположенные в газовой камере и емкости,производят выбор оптимальных режимовработы барботеров 7 и 13Открываютвентиль 46 и сливают суспенэию доверхнего среза седиментационного сосуда 6, при этом закрывают вентили40 и 44, прекращают подачу газа ипроверяют вертикальность установкисосуда 6 визуально через смотровыеокна 10. При необходимости установкукорректируют разъемами 32 после окончания эксперимента. Открывают вентили 40 и 44 и после раздела суспензии 15 в емкости 1 и седиментационном сосуде 6 последовательно отбирают пробы пробоотборниками 17, 20-23и через патрубок 3 отбора проб суспензии. Определяют изменение свойствсуспензии 15 в процессе эксперимента.При наличии повьппенного механического унаса капель суспенэии 15 в газовую камеру 11 крьппку 9 теплоиэолируют материалом 58 с низкой теплопроводностью,Суспенэию 15 сливают открытиемвентилей 46 и 47.Устройство приводят в исходноесостояние,В режиме определения свойств суспензии свойства применяемой суспензии неизвестны, Открывают патрубок12 газосброса вентилем 42 и осуществляют продувку, захолаживание и заправку устройства описанным образом,Заправку суспензией 15 осуществляютниже. верхнего среза седиментационного сосуда. В емкости 1 создают избыточное давление и суспенэию 15 термостатируют до равновесной температуры.При этом отбирают пробы луобоотборниками. 17, 22 и 23 и через патрубок3 отбора проб суспензии. При этомна пробоотборнике 23 установлен фильтр34 с известными свойствами. Пробы изпробоотборников,22 и 23 (последний сФильтром 34) поступают в патрубки26 и 27 отбора проб и далее через вы 1383157воды патрубков 30 и 31 на анализ. Приэтом в случае выполнения последних потипу "труба в трубе" (фиг.2-4) помежтрубному пространству протекаетсуспензия 15, термостатирующая патрубки с последующим сбросом в атмосферу через отводы 54 и 57 и вентили 49 и 52. Аналогично происходиттермостатирование патрубка 18 отборапроб газа (фиг.2), когда по межтрубному пространству вывода патрубка 39движется холодный газ с последующимотводом через отвод 53 и вентиль 48.Производят определение суммарногосодержания исследуемых загрязнений,применяя пробы, отобранные пробоотборником 22, ситовый анализ, применяя пробы, отобранные пробоотборником23 с фильтром 34, определение содержания растворенной фазы загрязнений,применяя пробы из патрубка 3, определение содержания загрязнений в газовой камере, применяя пробы из пробоогборника 17. На основании полученных 25данных выбирают рабочий пробоотборник 20 либо 21.Открывают вентиль 45, дополнительно заправляют суспензию 15 через патрубок 2 вьппе верхнего среза седиментационного сосуда 6, при этом последний б заправляют суспензией 15 и отбирают пробы одним из пробоотборников 20 (21) через патрубок 24 (25).отбора проб и вывод патрубка 28 (29), термостатирование которого на фиг.2- 4, происходит аналогично изложенному суспензией 15 из емкостипропусканием ее в межтрубном пространстве с последующим выводом через патрубок 55 (56) и вентиль 50 (51) в атмосферу, Открывают вентиль 46 и сливают суспензию до разделения объемов емкости 1 и седиментационного сосуда б (ниже уровня верхнего среза), Открывают запорньй орган 33, засекают время и начинают процесс осаждения частиц в седиментационном сосуде 6, вентиль 40 закрывают. Последовательно отбирают пробы жидкости пробоотборником 20 (21) в различные моменты50 . времени и определяют гранулометричес" кий состав загрязнений по известным методикам. Контроль за уровнем и состоянием суспензии 15 в седиментационном сосуде 6 и емкости 1 осуществля ют визуально через смотровое окно 10. При необходимости емкость 1 дозаправляют открытием вентиля 45, а также осуществляют контроль загрязненно,.ти газовой камеры 11 и пробоотборником .17. После окончания. эксперимента открывают вентили 46 и 47, производят слив суспензии 15 и переводят систему в исходное состояние.В режиме определения гранулометрического состава газифицирующихся загрязнений и контроля суммарное со" держание исследуемых загрязнений и доля растворенной фазы загрязнений известны, объем исследуемой суспензии ограничен,После осуществления продувки производят захолаживание и заправку ем" кости 1 вспомогательной аналогичной криогенной суспензией до верхнего среза седиментационного сосуда описанным образом, Создают избыточное давление в емкости 1 и вспомогательную криогенную суспензию термостатируют, доводя до равновесной темпера" туры. Предпочтительнее применение суспенэии с меньшим содержанием загрязнений, чем в исследуемой.Открывают вентиль 41 и направляют исследуемую суспензию через патрубок 19, насадку 37 и газовую камеру 11 в седиментационный сосуд б, В период прохождения исследуемой суспензии по насадке происходит выравнивание температур вспомогательной и исследуемой суспензии. После заполнения сосуда б отбирают пробы пробоотборником 20 (21) и сравнивают их с исходным суммарным содержанием загрязнений в исследуемой суспензии. Далее эксперимент проводят в последовательности, аналогично изложенной во втором режиме, т,е. отбор проб загрязнений в различные моменты времени пробоотборниками 20 и 21.Формула изобретения1. Седиментационное устройство, содержащее седиментационный сосуд с расположенными в нем барботером и пробоотборником патрубки отбора проб, подачи газа и слива суспензии седиментационного сосуда, о т л и - ч а ю щ,е е с я тем, что, с целью повьппения точности и надежности определения гранулометрнческого состава газифицирующихся загрязнений криогенных продуктов путем увеличения представительности отбираемых проб оно снабжено емкостью с запраночно-сливным патрубком и патрубком отбора суспензии, при этом внутренняя поверхность емкоеи теплоизолирована, а седиментационный сосуд закреплен вертикально внутри емкости тепловыми мостами, которые одним концом-соединены с седиментационным сосудом, а другим - с внутренней поверхностью емкости, причем в нижней части емкости установлен дополнительный барботер с патрубком подачи газа, а в верхней части емкость снабжена крышкой, под которой в емкости расположена газовая камера, и из последней выведен патрубок газосброса, при этом газовая камера сообщена с внутренней полостью седиментационного сосуда, причем патрубок подачи газа и слива суспензии седиментационного сосуда выполнен в виде трубопровода, соединенного с нижней частью седиментационного сосуда и атмосферой через внутреннее пространство емкости, и снабжен отводом с запорным органом в газовую камеру, при этом седиментационное устройство снабжено дополнительно пробоотборником газа с патрубком от" бора проб газа, патрубком подачи суспензии, вторым пробоотборником и вторым патрубком отбора проб, размещенЗО ным в седиментационном сосуде на другом уровне, двумя пробоотборниками с патрубками отбора проб, размещенными в емкости, выводы патрубков отбора проб расположены на наружной поверх- З 5 ности емкости,2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что барботер седи- . ментационного сосуда выполнен с возможностью свободного пропускаыия суспензии.3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что выводы патрубков отбора проб и патрубок отборасуспензии закреплены на панели, размещенной на боковой поверхности емкости, при этом панель выполнена ввиде штыкового разъема.Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что на патрубке подачи суспензии установлена насадка,размещенная в емкости ниже уровняверхнего края седиментационного сосуда.5. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что на патрубке отбора суспензии установлен фильтр,6, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что по крайней мереодин из пробоотборников, расположенных в емкости, снабжен фильтром;7. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что выводы патрубков. отбора проб выполнены по типу"труба в трубе" и снабжены отводом ватмосферу.8. Устройство по пп.1 и 2, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что пробоотборник газа размещен в патрубке газосброса,9: Устройство по п.1, о т л и ч а:о щ е е с я тем, что пробоотборники,расположенные в емкости, выполненывозможностью их перемещения,10. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что пробоотборниказа размещен в газовой камере своям;.жногтью пере,ещения внутри нее,