УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ СИЛИКАГЕЛЯ

Полезнаямодель относится к области радиометрии и может быть использована для восстановления свойств (регенерации) силикагеля в патронах-осушителях радиометров радона.
При отборе проб радона для радиометрического анализа, исследуемый воздух поступает в радиометр через фильтр и осушитель воздуха, в качестве которого используется силикагель. Со временем осушающие свойства силикагеля ухудшаются, так как происходит насыщение пор силикагеля водой. Для восстановления осушающих свойств силикагеля проводится регенерация силикагеля путем его нагревания. Превышение оптимальных температур регенерации силикагеля приводит к потере его работоспособности, поэтому в процессе регенерации силикагеля необходимо контролировать температуру, при которой происходит восстановление осушающих свойств силикагеля.
Известно устройство для регенерации силикагеля [JP 10226524 (А), МПК B01J 3/00, C01B 33/158, опубликовано 25.08.1998].
Устройство содержит: контейнер, в нижней части которого находится нагревательный прибор, а в верхней части находится отсек для жидкого геля и клапан избыточного давления с трубкой.
Устройство работает следующим образом: регенерируемый силикагель помещают в контейнер, снабженный трубкой с клапаном, и в этот контейнер добавляют жидкий гель. Затем, данную смесь подогревают с одновременным повышением давления внутри контейнера. При этом пары жидкого геля заполняют поры регенерируемого силикагеля и по завершении процесса избыточное количество паров жидкого геля через трубку с клапаном выводятся из внутреннего пространства контейнера.
Достоинством этого устройства, заключается в том, что оно позволяет получить сухой силикагель без поверхностного натяжения и внутреннего напряжения.
Недостатками этого устройства является то, что оно не позволяет контролировать температуру, при которой происходит регенерация силикагеля, что может привести к потере работоспособности силикагеля. Это обусловлено тем, что при нагревании до температуры 200-300°C активность силикагеля теряется в результате образования связей Si - O, происходящего с отщеплением воды, а при нагревании выше 400°C размер поверхности силикагеля необратимо уменьшается, это приводит к потере его работоспособности. Кроме того, для улучшения характеристик силикагеля необходимо использовать дополнительно жидкий гель и контейнер, рассчитанный на избыточное давление, что приводит к усложнению конструкции устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регенерации силикагеля (полезная модель №CN 2013300162, МПК C01B 33/158, C01B 33/00. Устройство для регенерации силикагеля/ XINJUN ZHANG [CN]; СОЛНЦЕ JIANYING [CN]+(ZHANG XINJUN; СОЛНЦЕ HANYING); ШАНЬДУНСКАЯ КОМПАНИЯ ГЕЛЯ КВАРЦА ZHOYUAN [CN]+(ШАНЬДУНСКАЯ КОМПАНИЯ ГЕЛЯ КВАРЦА ZHOYUAN, LTD).- CN 20092018012 U; заявлено 13.01.2009; опубл. 21.10.2009).
Устройство для регенерации силикагеля включает в себя контейнер с отверстиями для засыпки мокрого силикагеля и вывода осушенного силикагеля, нагревательный элемент, соединенный с основанием контейнера, через воздушный канал, вентилятор, расположенный в верхней части контейнера с правой стороны, с помощью которого обеспечивается циркуляция воздуха, воздуховод, соединяющий нагревательный элемент с вентилятором, паровой выпускной клапан, полки, размещаемые внутри контейнера на которые помещают мокрый силикагель.
Устройство работает следующим образом: мокрый силикагель помещается на полки внутри контейнера, включается нагревательный элемент и вентилятор. С помощью нагретого воздуха происходит осушка силикагеля, после чего осушенный силикагель удаляется через нижнее отверстие контейнера.
Достоинством этого устройства является том, что сушка силикагеля происходит с помощью нагретого воздуха. Это обусловлено тем, что нагретый воздух обтекает силикагель и нагревает его, и при достижении температуры 100°C, при нормальном давлении вода в порах силикагеля обращается в пар и удаляется из контейнера через выпускной паровой клапан.
Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет контролировать температуру при сушке силикагеля и изменять режим работы нагревательного элемента. Повышение температуры до 180°C приводит к потере работоспособности силикагеля. Это обусловлено тем, что с повышением температуры свыше 180°C разрушаются OH-группы на поверхности силикагеля и это приводит к резкому ухудшению его адсорбционных свойств, а следовательно к потере его работоспособности.
Задачей предполагаемого изобретения является создание устройства для регенерации силикагеля, позволяющего проводить сушку силикагеля без потери его работоспособности путем изменения режимов работы нагревательного элемента, за счет контроля температуры регенерации.
Для решения поставленной задачи в устройстве для регенерации силикагеля, содержащем контейнер, с отверстиями для засыпки мокрого силикагеля, нагревательный элемент, соединенный с основанием контейнера, вентилятор, воздуховод, соединяющий вентилятор с нагревательным элементом и с контейнером через отверстие, расположенное в его верхней части, паровой выпускной клапан, полку для размещения мокрого силикагеля, установленную внутри контейнера, дополнительно в месте размещения силикагеля установлен термодатчик с верхним порогом срабатывания плюс 170°C, подключенный к цепи питания нагревательного элемента.
Признаками отличающими предлагаемое устройство от прототипа являются установка, в месте размещения силикагеля, термодатчика с верхним порогом срабатывания плюс 170°C, и подключение его к цепи питания нагревательного элемента.
Наличие существенных отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности «новизна».
Благодаря отличительным признакам устройство для регенерации силикагеля позволяет проводить регенерацию гранул силикагеля в оптимальном диапазоне температур 80…170°C, без потери их работоспособности. Это обусловлено тем, что при регенерации температура силикагеля не достигает плюс 180°C при которой происходит разрушение OH-группы на поверхности силикагеля, а следовательно не происходит ухудшение его адсорбционных свойств, приводящих к потере его работоспособности.
На чертеже приведена схема устройства для регенерации силикагеля.
Устройства для регенерации силикагеля содержит контейнер 1 с отверстием 2 для загрузки силикагеля, и нагревательный элемент 3, расположенный в основании контейнера 1, вентилятор 4, воздуховод 5, соединяющий вентилятор 4 с нагревательным элементом 3 и контейнером 1, через отверстие в его нижней части, полку 6, установленную внутри контейнера 1, выпускной клапан 7, термодатчик 8, воздуховод 9, соединяющий контейнер 1 через отверстие в его верхней части с вентилятором 4.
Устройство работает следующим образом.
Через отверстие 2 на полку 6 кладется патрон-осушитель с мокрым силикагелем, затем включается нагревательный элемент 3 и вентилятор 4. Воздух от вентилятора по воздуховоду 5 поступает на нагревательный элемент 3 и нагреваясь поступает в контейнер через его нижнее отверстие и происходит осушка силикагеля. Образующийся при сушке водяной пар через клапан 7 удаляется в атмосферу. Далее нагретый воздух поднимается в верхнюю часть контейнера 1 и через отверстие в его верхней части по воздуховоду 9, через вентилятор 4, по воздуховоду 5 и нагревательный элемент 3 снова поступает в контейнер 1, где происходит осушка силикагеля.
При достижении температуры в месте расположения патрона-осушителя с мокрым силикагелем плюс 170°C срабатывает термодатчик 8 и отключается питание с нагревательного элемента. При снижении температуры в месте расположения патрона-осушителя с мокрым силикагелем до плюс 80°C на нагревательный элемент подается питание. Патрон-осушитель с высушенным силикагелем удаляется из контейнера через отверстие для загрузки.
Предлагаемое устройство для регенерации силикагеля позволяет контролировать температуру регенерации и изменять режим работы нагревательного элемента, в результате чего сушка мокрого силикагеля происходит без потери его свойств.