Спосіб одержання зниженого тиску в замкненому об’ємі

Изобретение относится к средствам получения пониженного давления в замкнутом объеме химическим путем, в частности путем газопоглощения. Известен способ получения пониженного давления в замкнутом объеме [1] путем химического связывания газовой среды химическим реагентом, в качестве которого использован геттер из смеси лития с оксидом натрия, в соотношении: литий - 28,0 - 70,0, оксид натрия - остальное. Осуществление известного способа требует организации специального процесса производства для получения порошковкомпонентов геттера, осложняющегося свойствами лития быстро окисляться, а оксида натрия гидролизоваться на воздухе. Газопоглощение, происходящее с большим выделением теплоты, и химическая агрессивность геттера в рабочем процессе ограничивает круг применяемых конструкционных материалов, например, стекло, керамику, ряд пластмасс, требует применения термостойких материалов. Существенным недостатком способа является также небольшая скорость процесса отбора давления, связанная как с необходимостью предварительного нагрева используемого геттера до температуры 70°C, требующего определенного времени, так и со сравнительно медленным газопоглощением. Реакции химического взаимодействия геттера с газовой средой являются топохимическими, их лимитирующей стадией является диффузия газа через слой образующи хся твердофазных продуктов. Общее время газопоглощения из-за этого измеряется минутами. Например, для поглощения 2л углекислого газа по известному способу было затрачено 3,3мин. В основу изобретения поставлена задача создать способ получения пониженного давления в замкнутом объеме путем достижения технического результата, заключающегося в связывании газовой среды химически активным неагрессивным реагентом, без предварительного повышения температуры, и за счет этого улучшены эксплуатационные параметры процесса, повышения скорости отбора давления, упрощения технологического процесса и снижение энергозатрат. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения пониженного давления в замкнутом объеме путем химического связывания газовой среды химическим реагентом. Согласно изобретения, замкнутый объем заполняют углекислым газом, в который затем вводят насыщенный водный раствор аммиаката меди, никеля или кобальта, при этом раствор аммиаката и углекислого газа берут в мольном соотношении 1 : 1 - 1,2. На чертеже (фиг.) представлены сравнительные характеристики падения давления прототипа и заявляемого способа. Способ осуществляют заполняя любой замкнутый объем углекислым газом либо путем вытеснения имеющегося газа, либо путем предварительного создания вакуума с последующим введением Насыщенный раствор аммиаката комплексообразователя получают путем растворения одного из металлов в концентрированном водном растворе аммиака. Затем полученный жидкий реагент впрыскивают в газовую фазу. Предлагаемый способ основан на способности водного раствора аммиаката одного из перечисленных металлов образовывать нерастворимый в воде карбонат Углекислый газ связывается химически, создавая пониженное давление в замкнутом объеме. Эксперименты, подтверждающие эффективность предлагаемого способа, проводились на установке, состоящей из герметически закрывающейся стальной емкости объемом 2л, снабженной вакуумметром, систем подачи газа и жидкого реагента. Емкость заполняли углекислым газом путем подачи его через нижний штуцер до тех пор, пока поток газа, выходящий через верхний штуцер, не гасил горящую спичку. С помощью устройства впрыска вводили в полученную газовую фазу жидкий реагент насыщенный водный раствор аммиаката, например меди Падение давления фиксировалось вакуумметром. Мольное соотношение жидкого реагента и углекислого газа согласно заявляемому способу составляет 1 : 1,0 - 1,2. Нижняя граница предлагаемого диапазона соответствует стехиометрии происходящей реакции и может быть достигнута при идеальной гомогенности компонентов. В силу то го, что в реальном распыле очень сложно создать таковую, для полной реализации процесса газопоглощения необходим некоторый избыток жидкого реагента. Увеличение мольного соотношения раствора аммиаката к углекислому газу сверх значения 1,2 приводит лишь к повышенному расходу жидкого реагента, не сказываясь уже на полноте реакции (глубине достигаемого разряжения). Результаты экспериментов приведены на графике (кривая 1). Кривая 2 соответствует падению давления при проведении способа принятого в качестве прототипа ваналогичных условиях. При использовании предлагаемого способа давления 0,01МПа можно достичь в 3 раза быстрее, без предварительного повышения температуры в рабочем объеме. Реакция газопоглощения практически не связана с тепловыделением (в отличие от горения в известном способе). Последнее наряду с неагрессивностью применяемого жидкого реагента делает возможным изготовление рабочей емкости из любого конструкционного материала. Предложенный способ понижения давления значительно упрощает технологический процесс, не предполагает затрат электроэнергии на нагрев реагентов, дает возможность увеличить скорость отбора давления из замкнутого объема. Способ может найти самое широкое применение в системах регулировки и отбора давления.