УСТРОЙСТВО ПЕРЕГОНКИ ПРОБЫ АНАЛИЗАТОРА ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ЖИДКИХ СРЕД

Полезная модель относится к аналитической технике, а именно, к средствам анализа фракционного состава жидких сред.
Известно устройство перегонки пробы анализатора фракционного состава жидких сред (Белянин Б.В., Эрих В.И. Технический анализ нефтепродуктов и газа. - Л.: Химия, 1970. С.79-87), содержащее колбу с шарообразным дном для размещения пробы жидкой среды, установленную на подставке, под которой располагается нагреватель. В качестве нагревателя служит газовая горелка. При анализе фракционного состава колба и находящаяся в ней проба анализируемой среды нагреваются газом, который сгорает в горелке. В процессе нагревания и последующего кипения проба постепенно выкипает, превращаясь в пар, который покидает колбу. Интенсивность кипения регулируется расходом горючего газа.
Недостатком такого устройства является необходимость использования для нагревания колбы открытого пламени, что при анализе нефтепродуктов создает пожарную опасность и требует использования баллона со сжатым газом в тех случаях, когда в лаборатории отсутствует газоснабжение.
Известно устройство перегонки пробы анализатора состава жидких сред (Каталог фирмы Petrotest. Лабораторное оборудование для контроля качества нефтепродуктов Вып.10. с.D1-D6), содержащее колбу с шарообразным дном для размещения пробы жидкой среды, установленную вертикально на подставке, под которой расположен электрический нагреватель с тепловыделяющим элементом, соединенный с источником электрического питания.
При анализе фракционного состава колба и находящаяся в ней проба анализируемой среды нагреваются электрическим нагревателем, к которому подводится электрический ток от источника электрического питания. В процессе нагревания и последующего кипения проба постепенно выкипает, превращаясь в пар, и покидает колбу. Интенсивность кипения регулируется изменением напряжения питания, подаваемого от источника электрического питания к тепловыделяющему элементу нагревателя.
Недостатком такого устройства является большая тепловая инерция электрического нагревателя, что затрудняет регулирование процесса перегонки пробы и является источником дополнительных погрешностей анализатора фракционного состава жидких сред.
Задачей предлагаемой полезной модели является уменьшение инерционности регулирования процесса перегонки пробы при фракционном анализе жидких сред.
Технический результат - создание устройства перегонки пробы анализатора фракционного состава жидких сред, обеспечивающего малоинерционное регулирование процесса перегонки пробы.
Технический результат достигается тем, что устройство перегонки пробы анализатора фракционного состава жидких сред, содержащее колбу с шарообразным дном для размещения пробы жидкой среды, установленную вертикально на подставке, под которой расположен электрический нагреватель с тепловыделяющим элементом, соединенный с источником электрического питания, согласно полезной модели дополнительно содержит платформу, выполненную с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости под колбой, гибкую трубку, управляемый дроссель и компрессор, при этом нагреватель выполнен в виде металлической катушки с цилиндрической вертикально расположенной частью, снабженной центральным отверстием и
щечками, между которыми размещен тепловыделяющий элемент. Нагреватель расположен на подвижной платформе с возможностью размещения под колбой и совмещения оси центрального отверстия катушки с вертикальной осью колбы, причем с нижней стороны отверстие катушки снабжено штуцером, который с помощью гибкой трубки соединен с выходом управляемого дросселя, а вход этого дросселя подключен к выходу компрессора.
Заявляемая конструкция обеспечивает малоинерционное регулирование процесса перегонки пробы анализируемой жидкой среды за счет того, что основной поток тепловой энергии к колбе подводится при постоянном напряжении питания, во всех режимах работы анализатора фракционного состава, а дополнительный поток этой энергии доставляется к колбе потоком воздуха, расход которого можно плавно и практически безынерционно регулировать с помощью управляемого дросселя.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.
Схема устройства перегонки пробы анализатора фракционного состава жидких сред изображена на фиг.1.
Устройство перегонки пробы анализатора фракционного состава жидких сред содержит колбу 1 с шарообразным дном 2 для размещения пробы 3 жидкой среды, установленную вертикально на подставке 4. Под колбой расположен электрический нагреватель 5 с тепловыделяющим элементом 6, соединенный с источником электрического питания 7. Электрический нагреватель 5 установлен на платформе 8, выполненной с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости под колбой. Нагреватель выполнен в виде металлического цилиндра 9, с центральной осью 10, снабженного вертикальным отверстием 11. Это отверстие имеет штуцер 12, размещенный в
нижнем торце 13 отверстия 11. Штуцер 12 с гибкой трубкой 14 соединен с выходом 15 управляемого дросселя 16, а вход 17 этого дросселя соединен с выходом 18 компрессора 19. Металлический цилиндр 9 снизу и сверху снабжен щечками 20 и 21, между которыми расположен тепловыделяющий элемент 6.
Работа устройства для перегонки пробы анализатора фракционного состава жидких сред осуществляется следующим образом.
Пред проведением перегонки платформа 8 с нагревателем 5 смещают в горизонтальной плоскости и выводят из-под подставки. Подают электрическое питание к тепловыделяющему элементу 6 нагревателя 5 от источника 7, включают в работу компрессор 19 и с помощью дросселя 16 устанавливают заранее подобранное значение расхода воздуха, поступающего в штуцер 12 и отверстие 11.
В колбу 1 вводят пробу 3 и устанавливают колбу на подставку 4. После стабилизации теплового режима нагревателя платформу 8 с нагревателем 5 перемещают в горизонтальной плоскости и размещают под колбой 1. Начинается процесс нагревания, а затем и перегонки пробы жидкой среды. При этом тепловая энергия подводится к колбе 3 как непосредственно от нагревателя, так и от потока воздуха, который нагревается в отверстие 11, а затем омывает дно колбы 3. В процессе перегонки подача электрической энергии к тепловыделяющему элементу 6 нагревателя 5 от источника электрического питания 7 остается постоянной, а регулирование требуемого темпа перегонки осуществляют путем изменения расхода воздуха вручную или автоматически за счет изменения проходного сечения управляемого дросселя 16.
Экспериментальным путем установлено, что предлагаемая конструкция устройства обеспечивает более плавное и малоинерционное регулирование процесса перегонки, чем конструкция устройства - прототипа.
Этот факт связан с тем, что передача тепловой энергии от электронагревателя к потоку воздуха происходит со скоростью во много раз большей, чем передача тепловой энергии от тепловыделяющего элемента нагревателя к колбе, как это осуществляется в устройстве - прототипе.
Преимущества предлагаемого устройства:
- простота конструкции узла регулирования скорости подвода тепловой энергии;
- малая инерционность регулирования процесса перегонки. Предлагаемое устройство может быть реализовано на базе стандартных устройств для перегонки пробы анализатора фракционного состава жидких сред путем включения в их состав выпускаемых промышленностью устройств таких, как управляемый дроссель и компрессор.
Устройство может найти применение в лабораторных и промышленных анализаторах фракционного состава нового поколения.