×
12.04.2023
223.018.4818

Результат интеллектуальной деятельности: Способ контроля степени исчерпания защитных свойств сыпучего сорбента

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля качественного состояния фильтрующе-поглощающих изделий. Заявлен способ контроля степени исчерпания защитных свойств сыпучего сорбента, заключающийся в том, что формируют стандартный и контролируемый образцы сорбента в форме плоского насыпного слоя. Поочередно проводят эксперименты со стандартным и контролируемым образцами, в каждом из которых соответствующий образец размещают между источниками тепла. Подводят теплоту к образцу и одновременно вводят в образец поглощаемый компонент. Регистрируют температуры поверхностей образца, приведенных в тепловой контакт с источниками тепла. Определяют степень исчерпания защитных свойств сорбента по формуле способа. Технический результат - повышение точности контроля степени исчерпания защитных свойств насыпного слоя сорбента за счет сравнения мощностей источников тепла сорбции, действующих в контролируемом и стандартном образцах соответственно. 3 ил.

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля качественного состояния фильтрующе-поглощающих изделий.

Известен способ определения дефектов в изделии методом теплового неразрушающего контроля (Патент РФ N 2315983, МПК G01N 25/00). Способ включает нагрев изделия, его последующее охлаждение рабочей средой, в качестве которой используют смесь газа и жидкости, измерение температуры изделия и определение темпа охлаждения для каждой элементарной площадки поверхности изделия.

Недостатками способа являются трудоемкость и энергоемкость, невозможность определения степени исчерпания защитных свойств сорбента.

Известен способ автоматизированного неразрушающего контроля теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем (Патент РФ №2419783, МПК G01N 25/48). Способ включает измерение температуры, контроль теплового эффекта процесса сорбции при поглощении углеродными сорбентами газо-воздушной смеси с эталонными веществами в динамических условиях, регистрацию изменения температуры поверхности сорбента при прохождении через него газо-воздушной смеси с поглощаемым компонентом. О защитных свойствах косвенно судят по времени от начала продувки до достижения начальной температуры (т.е. до полного остывания).

К недостаткам способа относятся невысокая точность, невозможность определения остаточной емкости по поглощаемому компоненту, необходимость использования эталонной газо-воздушной смеси.

Наиболее близким техническим решением является способ неразрушающего контроля степени исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий (Патент РФ №2561014, МПК G01N 25/48). Способ включает бесконтактное измерение температур, контроль теплового эффекта сорбции, определение коэффициента теплоотдачи на поверхности сорбента, омываемой газо-воздушной смесью, содержащей поглощаемый компонент, определение мощности источников теплоты сорбции и скорости сорбции.

К недостаткам способа относится невысокая точность определения степени исчерпания защитных свойств сыпучего сорбента, обусловленная погрешностью определения коэффициента теплоотдачи на поверхности сорбента, а также погрешностью определения объемной мощности внутренних источников тепла, действующих в сорбенте. Формулы способа выведены с допущением о равномерном распределении источников тепла сорбции по толщине пластины сорбента. Данное допущение действует при толщинах пластины сорбента не более 1,5…3 мм. С увеличением толщины более 3 мм усиливается неравномерность распределения источников тепла вследствие уменьшения концентрации поглощаемого компонента в слоях сорбента, расположенных глубже от поверхности пластины. Следствием этого является уменьшение точности способа при контроле насыпного слоя сорбента.

Техническая задача изобретения - повышение точности контроля степени исчерпания защитных свойств насыпного слоя сорбента.

Данная техническая задача решается тем, что формируют стандартный образец из неотработанного сорбента и контролируемый образцы сорбента в форме плоского насыпного слоя, поочередно проводят эксперименты со стандартным и контролируемым образцами, в каждом из которых соответствующий образец размещают между источниками тепла, подводят теплоту к образцу и одновременно вводят в образец поглощаемый компонент, регистрируют температуры поверхностей образца, приведенных в тепловой контакт с источниками тепла, определяют степень исчерпания защитных свойств сорбента по формуле

где w0i, ki - параметры уравнения

Ti(R, τ) - измеренная температура поверхности образца, приведенной в тепловой контакт с источником; Т0 - начальная температура образца; - число Померанцева; - критерий Предводителева; R - половина толщины образца; λ, α - теплопроводность, температуропроводность образца соответственно; - число Фурье; - число Кирпичева; μn=nπ; q - плотность теплового потока от источника тепла; τ1 - время измерения, исчисляемое с начала измерения до момента достижения постоянной скорости изменения температуры; i=1,2 - индексы, относящиеся к стандартному и контролируемому образцам соответственно.

На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации способа. Образец сорбента формируют в виде насыпного слоя в форме квадратной пластины толщиной 2R со стороной (причем ), размещая его между плоскими нагревательными элементами 2. Толщина нагревательных элементов должна быть не менее чем в 10 раз меньше 2R. Ввод газовой смеси с поглощаемым компонентом осуществляют через патрубок 3 в направлении, указанном стрелкой. При поглощении компонента газовой смеси в образце сорбента начинают действовать источники тепла. Предложенное устройство использовалось для контроля хемосорбента на основе KО2, поглощаемый компонент - СО2. В результате реакции хемосорбции выделяется кислород, который стравливается из устройства через патрубок 4. Для повышения точности определения плотности теплового потока от источника тепла в образец в измерительном устройстве используется два дополнительных образца сорбента 5, полностью идентичных по свойствам и размерам образцу 1. Они размещены между нагревательными элементами 2, 6, имеющими одинаковые геометрические размеры и мощность, равную U2/r, где U - напряжение питания нагревательного элемента, r - сопротивление. Поэтому при равенстве мощностей нагревательных элементов 2,6 и геометрических и теплофизических свойств образцов 1,5 плотность теплового потока от нагревательных элементов 2 в образец 1 может быть вычислена по формуле Для измерения температуры поверхностей образца 1, приведенных в тепловой контакт с источниками тепла 2 используются два термоэлектрических термометра 8, горячие спаи которых приведены в тепловой контакт с поверхностью образца 1. Для уменьшения потерь тепла в окружающую среду используется теплоизоляция 7.

Способ контроля степени исчерпания защитных свойств сыпучего сорбента реализуется следующим образом.

Поочередно проводят два эксперимента: первый - со стандартным образцом неотработанного сорбента, второй - с контролируемым образцом. Каждый из образцов формируют в виде насыпного слоя в форме квадратной пластины со стороной и толщиной 2R. Размещают сформированный опытный (стандартный или контролируемый) образец между источниками тепла. Формируют два дополнительных образца сорбента, идентичных опытному. Размещают их между источниками тепла. Регистрируют начальную температуру Т0 поверхности опытного образца, приведенной в тепловой контакт с источниками тепла. Подводят постоянное напряжение U к источникам тепла и одновременно вводят в опытный и дополнительные образцы поглощаемый компонент газовой смеси. Регистрируют температуру T(R, τ) поверхности опытного образца, приведенной в тепловой контакт с источниками тепла до момента достижения постоянной скорости изменения температуры. На фиг. 2 показан пример зависимости от времени температуры поверхности стандартного (кривая Т1) и контролируемого (кривая Т2) образцов сорбента. В приведенном примере при τ1>150 с скорость изменения температуры становится постоянной. По формуле (2) идентифицируют параметры w0i, ki. По формуле (1) определяют степень исчерпания защитных свойств сорбента (фиг. 3).

Формула (1) получена следующим образом. Мощность w внутренних источников теплоты сорбции, действующих в слое сорбента (в опытном образце) пропорциональна скорости поглощения компонента и связана с ней выражением

где Н - суммарный тепловой эффект поглощения газового компонента; ρ - плотность газового компонента; ϕi - текущее поглощение (содержание) поглощаемого компонента в единице объема сорбента.

Проинтегрировав последнее выражение в интервале времени поглощения [0, τ1], получим

где w0i - объемная мощность источников тепла, действующих в сорбенте в начальный момент времени; - константа.

Степень исчерпания защитных свойств сорбента будем характеризовать величиной ν=ϕ21, где ϕ1, ϕ2 - предельная емкость стандартного образца неотработанного сорбента и контролируемого образца, соответственно. С учетом этого получим

Проинтегрировав последнее выражение в интервале [0, τ1] получим расчетную формулу (1).

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 91-100 из 118.
08.11.2019
№219.017.df78

Смеситель для сыпучих кормов

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для смешивания кормов на животноводческих фермах. Смеситель включает корпус и механизм изменения угла наклона корпуса, загрузочный бункер, бункер добавок и выгрузной патрубок, перекрываемый заслонкой, шнековый рабочий орган...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705334
Дата охранного документа: 06.11.2019
08.11.2019
№219.017.df8b

Установка для сушки пастообразных материалов в закрученном взвешенном слое полидисперсных инертных тел

Изобретение относится к области химической промышленности и служит для сушки высоковлажных пастообразных материалов. Установка для сушки пастообразных материалов в закрученном взвешенном слое полидисперсных инертных тел содержит биконическую камеру, сепарационную камеру, фильерный питатель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705335
Дата охранного документа: 06.11.2019
13.11.2019
№219.017.e0b8

Способ определения коэффициента диффузии в массивных изделиях из капиллярно-пористых материалов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов диффузии растворителей в изделиях из капиллярно-пористых материалов в строительных материалах и конструкциях, а также в пищевой, химической и других...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705706
Дата охранного документа: 11.11.2019
13.11.2019
№219.017.e117

Способ определения коэффициента диффузии в листовых ортотропных капиллярно-пористых материалах

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и определении коэффициентов диффузии растворителей в ортотропных капиллярно-пористых материалах в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705651
Дата охранного документа: 11.11.2019
13.11.2019
№219.017.e122

Способ определения коэффициента диффузии в массивных изделиях из ортотропных капиллярно-пористых материалов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса в капиллярно-пористых материалах для определения коэффициентов диффузии растворителей в строительных материалах и конструкциях. Способ определения коэффициента диффузии в массивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705655
Дата охранного документа: 11.11.2019
22.01.2020
№220.017.f897

Способ получения графена, растворимого в неполярных растворителях

Изобретение может быть использовано при изготовлении присадок в масла и смазочные материалы.Берут модифицирующие агенты для оксида графена - органические производные амина с жирными группами в количестве от 1 до 20 мас.ч. на 1 мас.ч. графенового углерода. В качестве указанных модифицирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711490
Дата охранного документа: 17.01.2020
01.02.2020
№220.017.fc0b

Электробаромембранный аппарат комбинированного типа

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электроосмофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, микробиологической, медицинской, пищевой и других областях промышленности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712599
Дата охранного документа: 29.01.2020
07.03.2020
№220.018.0a14

Электробаромембранный аппарат трубчатого типа

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов трубчатого типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии. Электробаромембранный аппарат включает цилиндрический корпус с ответными и торцевыми фланцами, трубные решетки, прижимные решетки, монополярные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716121
Дата охранного документа: 05.03.2020
09.03.2020
№220.018.0aa7

Энергоэффективная конвективно-вакуум-импульсная сушильная установка с тепловыми аккумуляторами

Изобретение относится к области сушки растительных материалов, в частности к вакуумным сушилкам периодического действия, и может быть использовано, в частности, для сушки пищевых продуктов, а именно овощей, грибов, фруктов, зелени и др. Энергоэффективная конвективно-вакуум-импульсная сушильная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716056
Дата охранного документа: 06.03.2020
20.04.2020
№220.018.1610

Способ подачи жидкости в сушилку с кипящим слоем инертных тел и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области процессов сушки дисперсных продуктов, в частности к процессам сушки жидких дисперсных продуктов в аппаратах с кипящим слоем инертных тел. Способ подачи жидкости в сушилку с кипящим слоем инертных тел заключается в подаче высушиваемой жидкости через ороситель в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719155
Дата охранного документа: 17.04.2020
Показаны записи 1-10 из 10.
20.07.2014
№216.012.dfd8

Способ определения удельной теплоемкости материалов

Изобретение относится к области технической физики, в частности к тепловым методам исследования материалов, и может быть использовано для определения удельной теплоемкости материалов. Заявлен способ определения удельной теплоемкости материалов, заключающийся в том, что формируют первый и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523090
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.11.2014
№216.013.0b9b

Устройство контроля плотности

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам контроля плотности твердой фазы гетерогенных систем и тел неправильной формы, и может найти применение в различных отраслях промышленности. Устройство контроля плотности выполнено в виде измерительной емкости с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534379
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0bcd

Способ измерения теплофизических свойств твердых материалов методом плоского мгновенного источника тепла

Изобретение относится к области исследования теплофизических характеристик материалов и может быть использовано при тепловых испытаниях твердых материалов. Заявлен способ измерения теплофизических свойств твердых материалов методом плоского мгновенного источника тепла, заключающийся в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534429
Дата охранного документа: 27.11.2014
20.08.2015
№216.013.7304

Способ неразрушающего контроля степени исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля и может быть использовано для определения качественного состояния фильтрующе-поглощающих изделий. Согласно заявленному способу исследуемый образец, представляющий собой пластину сорбента, и плоский нагреватель такой же формы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561014
Дата охранного документа: 20.08.2015
13.01.2017
№217.015.7f11

Способ измерения теплофизических свойств теплоизоляционных материалов методом плоского импульсного источника теплоты

Изобретение относится к области исследования теплофизических характеристик теплоизоляционных материалов. Предложенный способ измерения теплофизических свойств теплоизоляционных материалов методом плоского импульсного источника теплоты заключается в том, что образец исследуемого материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601234
Дата охранного документа: 27.10.2016
25.08.2017
№217.015.b128

Способ измерения теплофизических свойств анизотропных материалов методом линейного импульсного источника теплоты

Изобретение относится к области исследования теплофизических характеристик анизотропных материалов. Заявлен способ измерения теплофизических свойств анизотропных материалов методом линейного импульсного источника теплоты, заключающийся в том, что образец исследуемого материала изготавливают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613194
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b26b

Способ определения удельной теплоемкости сыпучих материалов

Изобретение относится к области технической физики, в частности к тепловым методам исследования материалов. Способ определения удельной теплоемкости сыпучих материалов заключается в том, что герметизируют объем с образцом известной массы, образец приводят в тепловой контакт по плоскости с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613591
Дата охранного документа: 17.03.2017
31.05.2019
№219.017.705b

Способ проверки при автоматической сортировке картофеля

Изобретение относится к способам проверки овощей и фруктов при их автоматической сортировке. Способ проверки при сортировке картофеля, транспортируемого по оси х на цепном конвейере, содержащем множество роликов, смонтированных с возможностью свободного вращения каждого вокруг поперечной оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689854
Дата охранного документа: 29.05.2019
23.05.2023
№223.018.6e11

Мотор-колесо

Изобретение относится к области машиностроения. Мотор-колесо содержит электродвигатель, планетарный редуктор, тормозной механизм и колесный диск. Электродвигатель имеет крепежные отверстия, через которые крепится солнечная шестерня с установленным внутри игольчатым подшипником, который с одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002758228
Дата охранного документа: 26.10.2021
17.06.2023
№223.018.7ecc

Подвеска ведущих колес грузовой платформы с повышенными эксплуатационными свойствами

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подвескам транспортного средства. Подвеска состоит из двух поперечных рычагов, подрамника, поворотного кулака со ступичным подшипником, шаровых опор, упругого элемента. Тяги, которые шарнирно связаны с поворотным рычагом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002774205
Дата охранного документа: 16.06.2022
+ добавить свой РИД