Колонок принцип работы: схема, как устроена и как работает, элементы

Содержание

схема, как устроена и как работает, элементы

Решая вопрос с горячим водоснабжением квартиры или дома, многие останавливают выбор на покупке газовой колонки. Чтобы не ошибиться в выборе подходящего оборудования такого типа, стоит узнать, как оно устроено и как функционирует.

Основные элементы

В водонагревателях, работающих на газе, выделяют такие составляющие:

  • Основная горелка. Лучшим вариантом называют горелки, изготовленные из стали.
  • Система труб, в которой циркулирует вода (теплообменник). Обычно он изготавливается из меди, но может быть и стальным.
  • Корпус с регуляторами мощности и расхода воды.
  • Блок зажигания, связанный с запальной горелкой и блоком питания.
  • Блок управления. У некоторых моделей также имеется дисплей, на котором можно видеть параметры работы устройства.
  • Патрубки – один для подачи воды, второй для подачи в устройство газа и третий для выведения горячей воды.
  • Мембранный газовый клапан.
  • Система безопасности. Включает датчики, срабатывающие при отсутствии воды, изменении ее напора, перегреве колонки, отсутствии тяги и других опасных ситуациях.
  • Блок отведения продуктов сгорания (коллектор отработанных газов, подсоединение к дымоходу, датчик тяги). У турбированных колонок он включает вентилятор и коаксиальную трубу.

Как работает газовая колонка?

Газовые колонки относят к проточным водонагревательным приборам, то есть вода нагревается во время протекания внутри такого аппарата, а не накапливается в нем. Вода поступает в колонку по входящей трубе, затем течет по теплообменнику, на который воздействует тепло от газовой горелки. Пока вода двигается по трубам, ее температура повышается, в результате чего из выходной трубы к крану подается горячая вода требуемой температуры. Отработанные газы удаляются из колонки через дымоход.

Розжиг основной горелки в разных моделях современной колонки может происходить по-разному:

  1. От пьезоэлемента. Пользователь нажимает кнопку на корпусе колонки, в результате чего появляется искра для поджигания горелки. Внутри прибора постоянно горит запальник, потребляющий небольшое количество газа. Если запальную горелку выключить, нужно опять нажимать кнопку для воздействия на пьезоэлемент.
  2. От батареек. Это электронный способ розжига, при котором обычные батарейки дают электрическую искру для поджигания горелки. В неработающем приборе запальник не горит и газ не тратится. Заменять батарейки следует раз в 6-12 месяцев.
  3. От гидротурбины. Поджигание горелки вызывается искрой, в появлении которой играет роль миниатюрная турбина, начинающая работать от потока воды при включении колонки. Подобные модели весьма чувствительны к малому напору воды.

Электрическая схема

Пример электрической схемы газовой колонки представлен на следующем рисунке.

Производительность

Данный параметр зачастую оценивают в литрах за минуту – в этом случае он показывает, какой объем горячей воды способно нагреть устройство в течение одной минуты. Кроме того, производительность аппарата напрямую связана с мощностью выбранной колонки.

Чаще всего производительность оценивают по перепаду температуры во время нагрева на 25°. К примеру, если производительность вашей модели составляет 11 л/мин, это значит, что за одну минуту температура поступающей в колонку воды в объеме 11 литров повысится на 25° при выходе из крана горячей воды. Обычно при расчетах примерной температурой входящей воды выбирают 10°, поэтому нагреваться вода должна до 35°.

Чтобы определиться с нужной для вашего жилья производительностью, следует помнить, что примерный расход воды одним смесителем составляет от 6 до 7 литров за минуту. Получается, для обеспечения горячей водой двух точек одновременно (например, умывальник на кухне и душевую в ванной) требуются модели колонок с производительностью минимум 13 л/мин.

Камера сгорания

В разных колонках она бывает:

  • Открытой. Такой аппарат работает на естественной тяге, забирая воздух из помещения, в котором он установлен. Вывод продуктов сгорания происходит в дымоход также за счет естественной вентиляции.
  • Закрытой. Она присутствует в турбированных колонках. В таких аппаратах имеется вентилятор для принудительного создания тяги. Вывод отработанных газов производится через коаксиальный дымоход, который также обеспечивает приток воздуха в колонку с улицы.

Используемый газ

Нагревающие воду колонки чаще всего используют для работы природный газ, однако многие из моделей могут быть перенастроены на потребление газа в баллонах (сжиженного). Это особенно актуально и востребовано для обеспечения горячей водой загородного или дачного дома, к которому не подведена газовая магистраль.

Расход газа

На данный параметр напрямую влияет мощность аппарата, а также возможность ее регуляции. Узнать расход газа для выбранной модели вы можете в паспорте на колонку. Он указывается в кубических метрах газа за один час. Если вы хотите рассчитать, сколько потребляет газа колонка с пьезорозжигом, добавляйте около 25%.

Необходимое давление воды

Минимальное давление, необходимое для включения выбранной колонки, указывают в документации к оборудованию. Уделять внимание этому параметру особенно важно при монтаже колонки в старых домах, возведенных в 60-70-х годах, так как напор в их трубах часто бывает недостаточным для работы нагревателя. Если производитель заявляет минимальным требованием напор больше 0,15 бар, то в старом здании с функционированием данной колонки возможны проблемы.

Еще один момент – способность колонки выдерживать гидравлический удар, периодически появляющийся при водоснабжении. Так называют недлительное повышение напора в трубах, способные вызвать утечки и повреждения соединений. При значении в пределах 11-12 бар колонка способна выдерживать подобные изменения.

Модуляция мощности

Выбор колонки с опцией модуляции повышает комфорт использования такого оборудования. Если модуляция отсутствует, то при открывании второго крана напор и температура воды будет уменьшаться, что скажется на работе колонки. Если же в аппарате предусмотрена модуляция, скачки давления воды вызовут автоматическую регуляцию мощности горелки, и на выходе из колонки температура воды не поменяется.

Учитывайте, что такая модуляция имеет свои границы. Ее максимальное значение ограничивается максимумом допустимой мощности колонки, а на минимальную влияют особенности водяной арматуры в аппарате (чувствительность и эластичность). Самым оптимальным диапазоном для модуляции называют 40-100% от мощности.

Особенности эксплуатации

Для длительной и эффективной работы газовой колонки важно соблюдать такие правила:

  • Учитывать жесткость воды, которая поступает в аппарат. Если требуется, следует позаботиться об ее смягчении и очистке.
  • Установить комфортную температуру нагрева воды. Не рекомендуется нагревать воду слишком сильно, поскольку это является стимулом избыточного образования накипи.
  • Выполнять работы по техобслуживанию колонки раз в год.

В следующем видео на примере модели газовой колонки Neva Lux 5611 рассказывается об устройстве и принципе работы большинства автоматических газовых колонок.

Схема, устройство колонок

Как известно, для воспроизведения звуковых волн в большинстве акустических систем применяются динамические излучатели, или динамики. Они занимаются преобразованием электрического тока в звуковые волны путем движения специальной мембраны. Но сами по себе они не могут образовывать звук достаточно высокого качества – в комплекте с ними идет целый комплекс электротехнических устройств, заставляющих динамик работать. Если все эти детали встроены в корпус источника звука – магнитофона или телевизора – в области низких частот широкополосные динамики работают менее эффективно. Звук наполняется искажениями из-за резонансного эффекта.

Чтобы микросхемы, трансформаторы и полупроводники не мешали звуковым волнам, в большинстве современных акустических систем динамические излучатели выносятся в отдельные корпуса – колонки. Разнообразие их форм-факторов, дизайна и прочих особенностей исполнения велико, но все они имеют ряд общих черт. Как же устроены привычные для большинства пользователей колонки?

Корпус

На первый взгляд может показаться, что корпус – это маловажная часть колонок, и то, как он выглядит и из чего сделан, имеет мало разницы. На самом же деле, правильная форма и материал исполнения корпуса колонок играет одну из важнейших ролей в деле производства высококачественного звука.

Колонки напольные DALI Ikon 6 MK2 white high gloss

Все, как и было упомянуто вначале, упирается в резонанс и его эффект. От особенностей конструкции корпуса сильно зависит сила этих эффектов – наложений частот, посторонних звуков, особенно дребезжания.

В целом, корпус выполняет следующие задачи:

  • устраняет акустическое короткое замыкание, улучшая качество воспроизведение низкочастотного звука;
  • разделяет отдельные динамики в пространстве, мешая им негативно воздействовать друг на друга;
  • создание условий для акустической усадки динамических излучателей;
  • эстетическая роль – придание колонке определенной формы и стиля.

Для полноценного выполнения этих задач перед инженерами стоит задача правильно подобрать форму и материал, из которого будет изготовлена коробка для размещения излучателя, а также правильно расположить в пространстве все детали устройства.

Форма корпуса может быть самой разной, и от правильного ее подбора сильно зависит эффективность создания звуковых волн. Варианты могут быть следующими:

  • Прямоугольник – стандартные колонки обычно именно такие, могут быть в форме параллелепипеда или куба. Несмотря на свою традиционность, такие колонки издают далеко не идеальный звук, поскольку прямоугольная форма располагает к созданию резонанса и сопутствующих ему эффектов.
  • Форма с непрямыми углами – трапеция, пирамида.
  • Круглые формы – эллипс или шар. Для широкополосных колонок скругленные стенки подходят лучше всего.

Таким образом, для обычных колонок, которые отвечают за основной диапазон звуковых частот, наиболее пригодны круглые формы. Эта особенность часто используется инженерами для компенсации качества дешевых колонок. В них передняя стенка делается прямой, а задняя и боковые объединяются в одну изогнутую поверхность, что позволяет эффективно отражать и направлять звуковые волны в сторону слушателя.

Самодельный корпус колонки

Сабвуферы же чаще кубические – это связано с особенностями воспроизведения низких частот. Также в них гораздо чаще, чем в обычные колонки, встраивается фазоинвертор – полая труба, насквозь проходящая сквозь одну из стенок и фокусирующая звуковые волны.

Материалы так же могут быть разными. В основном это, конечно, пластмасса или древесина разных типов. Могут встречаться следующие варианты исполнения корпуса колонок:

  • ДВП, ДСП, фанера средней плотности. Колонки из продуктов деревоперерабатывающей промышленности получаются, по мнению многих аудиолюбителей, наиболее качественными и издают мягкие, чистые звуки. Однако используется такой вариант не слишком часто – особенно он был распространен в старых советских акустических системах. Колонки из дерева получаются массивными, поэтому они чаще всего напольные.
  • Дорогие специальные полимеры. Несмотря на худшие показатели звукоизоляции, пластик, разработанный специально для производства колонок, неплохо подходит для формирования корпусов этих устройств. Однако устройства из высококачественного пластика имеют весьма высокую стоимость.
  • Дешевый пластик – обыкновенный полистирол. Такие колонки зачастую совсем не поглощают звук, что приводит к множеству посторонних шумов. На большой громкости гулы и гудения слышны особенно отчетливо.

Изнутри стенки корпуса обычно отделываются дополнительным звукоизоляционным материалом – чаще всего самым простым поролоном. Это позволяет несколько улучшить характеристики даже самого дешевого материала.

Динамики

Динамические излучатели – это главная часть схемы устройства колонок. Именно они занимаются производством звуковых волн. Динамика их заключается в работе подвижной катушки. Как же работает эта часть колонки?

Схема динамика довольно проста, в нее входят самые основные электротехнические части.

Конструкция излучателя

Работает весь этот комплекс деталей также весьма просто. На корпусе колонки надежно закрепляется постоянный магнит – в отличие от электромагнита, это позволяет непрерывно создавать магнитное поле в любых условиях. В дешевых моделях используются старые материалы – магниты из обычного феррита. Более современные, технологичные и дорогие колонки оснащаются качественными неодимовыми магнитами, создающими статичное поле. Несравнимо более высокое качество таких устройств и до сих пор не слишком широкая их распространенность позволяет производителям указывать использование неодима как отличительную особенность своей продукции.

Постоянное магнитное поле окружает катушку из медного провода, находящегося под действием переменного тока, исходящего от электрической сети, аккумулятора или USB-порта в зависимости от типа колонок. Стоит отметить, что устройства работают с высокоуровневыми токами – напряжение измеряется в вольтах, десятках и, в некоторых случаях, даже тысячами вольт, а сила тока – в амперах и десятках ампер. Это создает необходимость для обеспечения линейности сигнала.

Поток электронов модулируется акустическим сигналом и, в соответствие с законами физики, создает вокруг себя электромагнитное поле. Его взаимодействие со статичным полем от постоянного магнита придает катушке динамику. Движение катушки, в свою очередь, приводит к вибрированию диффузорной мембраны, вибрации вызывают колебания воздуха, которые и воспринимаются человеческим ухом как звук.

Материал исполнения мембраны может быть разным: используются как искусственные полимеры, так и натуральные соединения, например целлюлоза. В дорогих моделях колонок может применяться тонкая титановая пластина. От этого параметра, конечно, сильно зависит качество издаваемого динамическим излучателем звука.

Разнообразие динамиков

Динамики различаются по воспроизводимому ими диапазону звуковых частот. Существуют следующие виды излучателей:

  • низкочастотные (сабвуферы) – излучают звук в диапазоне 20-120 Гц;
  • среднечастотные – занимаются воспроизведением основной массы звука, вплоть до 5 кГц;
  • высокочастотные (твиттеры) – излучают самые высокие звуки, от 2 до 20 кГц в зависимости от технических особенностей.
2-х компонентная акустическая система

Все эти динамики различаются не только особенностями исполнения элементов конструкции, но и размерами. Так, сабвуфер обычно самый большой – от величины его диаметра зависит качество исполнения низких частот. Твиттер, наоборот, маленький, чтобы волны получались как можно более короткими.

Усилитель

Колонки могут быть активными или пассивными. В колонки первого типа встраивается собственный усилитель звука – устройство, которое преобразовывает поступающий сигнал, подстраивая его под мощность колонок. Без усиления колонки звучали бы слишком тихо.

Если используемые колонки относятся к пассивному типу, усилитель подключается к ним отдельно посредством акустических кабелей с клеммами. Усилители бывают разными и не только занимаются собственно преобразованием мощности сигнала, но и сбором и объединением сигналов от разных колонок в многоканальных акустических системах. Помимо усилителя, преобразованием может заниматься такое устройство, как ресивер.

Применение правильных материалов, снижение силы искажений звука приводит к существенному повышению качества акустической системы. Инженеры обязаны уделять разработке колонок максимум внимания, ведь колонки должны не просто издавать звук – их задача состоит в том, чтобы правильно создать звуковое поле, соответствующее десятку реальных источников звука, используя всего лишь несколько громкоговорителей.

Другие статьи раздела Колонки: устройство, характеристики

Несмотря на весьма распространенное мнение, что на качество акустической системы влияет буквально каждый…  21128

Ассортимент колонок – устройств, являющихся совокупностью динамических излучателей, их корпусов и…  14022

На удобство пользования акустической системой, а также на сложность подключения ее элементов друг к другу и…  547494

что такое музыкальные акустические колонки? Как выбрать? Круглые, овальные и квадратные, проводные и беспроводные, характеристики

Акустические колонки — это специальные устройства, которые используются для передачи звука. В нашей статье мы подробнее рассмотрим описание колонок, их функции, популярные разновидности и правила выбора оптимальной модели.

Что это такое и для чего нужна?

Музыкальные колонки представляют собой дополнительные устройства, необходимые для передачи и усиления аудиозаписи. Практически все устройства, помимо ПК, работают со встроенными динамиками, однако, на компьютере предустановленные системы вывода отсутствуют, поэтому им требуются колонки. Помимо этого, в колонках нуждаются и такие музыкальные установки, как домашний кинотеатр — считается, что производители искусственно создают потребность в колонках, делая встроенные динамики слабыми.

Основное преимущество колонок — громкость звуковоспроизведения, а также их универсальность. Одни и те же устройства можно подключать и к компьютеру, и к ноутбуку, и к планшету, а также к радиоприемнику, телевизору либо мобильному телефону.

Устройство и принцип работы

Любая колонка устроена так, что ее схема включает несколько основных элементов:

  • динамики — они отвечают за диапазонную активность звучания;
  • корпус — именно в нем размещается один либо несколько динамиков;
  • коррекционные цепи, обеспечивающие снижение помех и шумов;
  • дополнительные контрольные детали — к примеру, индикаторы громкости воспроизведения.

Строение некоторых акустических систем предусматривает усилитель звукового сигнала. Принцип работы колонок простой: сигнал от внешнего источника многократно усиливается до заданной мощности и передается на встроенные динамики. В процессе их работы возникает резонанс, благодаря чему и образуется звук.

Какие бывают?

Не все колонки одинаковы, они могут различаться по конструкционным особенностям, размерам и функциональному использованию. Остановимся подробнее на основных разновидностях таких устройств.

По наличию встроенного усилителя

Колонки могут быть активными и пассивными. Активные устройства содержат встроенный блок, обрабатывающий поступающий от проигрывателя к динамику аудиосигнал — он состоит из непосредственно колонки и усилителя. Использование подобного аппарата позволяет регулировать силу сигнала в динамике. Такая акустика подключается к носителю через провода, это порой вызывает неудобство, однако, благодаря прямому подключению усилителя к колонке качество звуковоспроизведения бывает намного выше.

Нагрев элементов таких аудиосистем гораздо ниже, что обеспечивает длительный период эксплуатации. Подобные модели колонок повсеместно используются для малых аудиторий и домашнего прослушивания.

В пассивных колонках встроенного усилителя нет, по сути, они являются самыми обыкновенными динамиками. Сложность в том, что одни и те же колонки могут давать разное звучание — это зависит от особенностей усилителя. В идеале он должен совпадать с динамиком по своим мощностным параметрам, в противном случае акустика довольно быстро выходит из строя.

Такое оборудование пользуется популярностью в профессиональной сфере, основное их преимущество в том, что они могут быть установлены на расстоянии от системы управления, к примеру, далеко от сцены.

Из недостатков изделия можно отметить быстрое нагревание электронных деталей вследствие повышенной мощности при работе.

По мощности

Мощность является одной из базовых характеристик любого звукового оборудования, именно от нее зависит, насколько громко аудиосистема будет воспроизводить звуки. Выбор колонки по данному признаку во многом зависит от особенностей эксплуатации оборудования. Так, для создания фонового звука на рабочем месте около компьютера будет вполне достаточность моделей с мощностью до 5 Вт. В небольшой комнате будет правильно использовать колонки, дающие от 5 до 20 Вт, а вот для прокачки большого зала или организации дискотеки лучше выбирать оборудование в 50 Вт и более.

По размерам и форме

Современные колонки имеют самые разные геометрические решения, они могут быть представлены такими формами.

  • Правильными фигурами с выраженными углами — это параллелепипеды и кубы. Замечено, что квадратная конструкция улучшает качество звука.
  • Геометрическими моделями с округлыми углами — трапециями и пирамидками, обычно такая форма имеет скорее дизайнерское значение.
  • Овальными либо круглыми — колонка-шар оптимальна для воспроизведения аудиозаписей в широкополосном формате.

По количеству каналов

В зависимости от числа каналов, колонки могут быть одно- и многоканальными. Одноканальные в своей работе используют только одно устройство вывода звука. Это неплохой вариант с доступной стоимостью. Однако трехмерного эффекта подобные колонки не обеспечивают. Многоканальные — такие системы включают сразу несколько колонок под общей системой управления.

Они незаменимы в случае, когда требуется изменение качества звучания и наложения интересных аудиоэффектов для создания эффекта присутствия.

По количеству полос

Для того чтобы звуковая колонка воспроизводила большой частотный диапазон и при этом обеспечивала высокое качество звуковоспроизведения, в нее устанавливают несколько динамиков, действующих в различных диапазонах. В зависимости от их количества, колонки бывают одно-, двух – и трехполосными. Для того чтобы колонка «понимала», на какой из динамиков следует подавать звук, в нее вставляются фильтры-кроссоверы, которые и обрезают сигнал до необходимого каждому динамику диапазона.

В некотором смысле число полос указывает на то, сколько динамиков встроено в колонку, однако, в полной мере это справедливо лишь в том, что касается однополосных систем. В двухполосной, к примеру, динамиков может быть не только 2, но и 3. В первом случае низкие частоты подаются на один динамик, а во втором — сразу на два.

По акустическому оформлению

Акустическое оформление корпуса призвано решать вопрос с ненужными звуками с обратной стороны оборудования. Этот сигнал формируется в противофазе базовому звуку, при отсутствии закрытого корпуса соединяется с ним и существенно ослабляется. Самым простым решением проблемы является герметичный корпус, его внутренние поверхности обшиты звукоизолирующим материалом, благодаря чему звук попросту глушится. При этом за динамиком формируется воздушная подушка, которая сглаживает все резкие движения диффузора и тем самым помогает оборудованию выдерживать повышенные нагрузки.

Из минусов подобного решения можно отметить то, что довольно существенная часть мощности попросту уходит вхолостую: звук приглашается, потому при равных мощностных характеристиках колонки в подобных корпусах будут звучать тише. Фазоинверторный корпус предполагает выведение звука через трубу. В этом случае волна с задней поверхности диффузора переходит на отверстия в такой же фазе, что и базовая с передней панели.

Таким образом, звук многократно усиливается, а мощность колонки используется эффективнее.

Длина волны напрямую зависит от частоты, потому эффект фазоинвертора ощутим только в невысоком диапазоне — обычно на пониженных частотах. Таким образом, решение позволяет слегка расширить и углубить вниз частотные параметры колонок. Рупорное акустическое оформление обычно используется в сочетании с другими типами, хотя в продаже можно найти и на 100% рупорные модели. Подавляющее большинство экспертов относятся к подобным конструкциям с большим скепсисом – причин тому несколько:

  • технологическая и конструктивная сложность, соответственно, повышены требования к качеству сборки оборудования;
  • особенности волн рупорных акустических систем делают довольно низкой объемность звуковоспроизведения;
  • динамический диапазон подобных систем невысок.

Рупорные конструкции дают широкий диапазон характерных призвуков. Впрочем, некоторым аудиофилам такое звучание нравится и принимается за преимущество.

По типу подключения

В зависимости от способа подключения, выделяют проводные и беспроводные колонки. Самый простой вариант — это проводная система. В данном случае для обеспечения связи между самим устройством и колонками используется кабель, однако, это привязывает оборудование к носителю звука, снижает мобильность и создает существенные ограничения при расстановке колонок. В наши дни такие модели считаются устаревшими.

Беспроводные колонки — более современный вариант. Как правило, колонки соединяются через блютуз, Wi- Fi или специальные чип-файлы. Этот способ удобнее, но требует больших энергетических затрат.

По материалу корпуса

Звучание звука во многом зависит от материала, из которого сделан корпус колонки. «Тело» акустической установки должно быть обязательно плотным, чтобы обеспечить необходимый уровень отражения и поглощения волн на разных частотах. Для изготовления колонок могут использоваться такие материалы.

Дерево. Самый лучший для создания акустических установок материал, но при этом и самый дорогой. Цельная древесина обычно востребована для создания продукции элитной категории — это связано с высокой трудоемкостью процесса. Древесина должна тщательно отбираться еще на этапе вырубки, после этого продолжительное время сохнуть в естественных условиях.

Большая часть производственных операций выполняется вручную, потому позволить себе подобные колонки может далеко не каждый покупатель.

Для выпуска более бюджетных моделей используется древесно-стружечная плита. ДСП отлично гасит все звуковые вибрации, но вместе с тем и пропускает сквозь себя звуки. ДСП дешевле дерева, но это далеко не единственное достоинство плиты. Материал характеризуется повышенной плотностью, что позволяет добиться существенного снижения резонансов корпуса. Проблема расслаивания материала с легкостью решается путем обработки поверхности специальными пропитками и эмалями. Учитывая высокие акустические характеристики и ценовую доступность, такие колонки включаются в ассортиментный перечень многих известных производителей. Не менее популярна для изготовления колонок фанера – как правило, используется многослойный материал от 12 слоев. Обладает отличными звукопоглощающими характеристиками, практически не подвержен расслоению и имеет небольшой вес. Однако фанера стоит недешево, поэтому в массовый сегмент такие колонки не запускаются.

МДФ – один из наиболее распространенных материалов для изготовления колонок. МДФ выполняется из высушенных специальным образом древесных волокон, прошедших обработку клеящими веществами с дальнейшим горячим прессованием. Облицовка выполнена синтетическим шпоном. Невзирая на относительную простоту получения материала, плиты среднего типа плотности многократно превосходят древесину по таким показателям, как стойкость к воздействию влаги и механическим повреждениям.

Некоторые стереоколонки производятся из металла, в подавляющем большинстве случаев в ход идут сплавы алюминия. Они обусловливают все необходимые для хорошего звучания характеристики: плотность, а также жесткость и легкость. По мнению некоторых экспертов, алюминий способствует снижению резонанса и тем самым улучшает звучание на высоких частотах. Для того чтобы материал не подвергался действию окисления по мере использования, его покрывают специальной прозрачной пленкой. Все это способствует активному росту интереса производителей аудиосистем к материалу, особенно распространен алюминий для производства всепогодных аудиосистем.

Пожалуй, самым распространенным вариантом является пластик, который применяется в этой отрасли уже довольно давно. Низкая себестоимость и возможность производства колонок самой разной формы позволили наладить массовый выпуск бюджетных колонок.

Впрочем, низкая цена влечет за собой и ряд существенных недостатков — для такого оборудования типичны огрехи в звучании, среднечастотные резонансы, а также дребезжание на высокой и низкой громкости.

Одним из самых дорогостоящих материалов является камень. Это и неудивительно, ведь он обеспечивает практически безупречное отражение звука и отсутствие вибрационных резонансов. Такие материалы используются в производстве колонок для самых притязательных слушателей с высокими финансовыми возможностями.

Довольно оригинальным решением стали колонки из оргстекла. На сегодняшний день выпуск стеклянных изделий освободили только две фирмы — Waterfall и SONY. Этот материал представляет большой интерес, с точки зрения дизайна, но при этом стекло и создает некоторые акустические проблемы, в частности, появление резонансов. Впрочем, производители научились справляться с этой проблемой, наладив выпуск реверенсных моделей.

Дизайн

Что касается дизайна, то чаще всего колонки выполнены в лаконичном декоре — имеют строгую геометрию и сдержанные расцветки. Обычно модели, подключаемые к компьютеру, телевизору и другой стационарной технике выпускаются в черном, сером или белом цвете. Но если речь идет о портативных устройствах — то здесь дизайнерские решения намного шире и интереснее. Такие колонки могут быть красными, оранжевыми, синими, бирюзовыми и желтыми.

Особенно эффектно смотрятся модели для детей, современная промышленность предлагает колонки-игрушки, колонки-чемоданы, колонки-блины, колонки-будильники, колонки-часы и даже колонки-рюкзаки. Они могут быть однотонными или двухцветными, некоторые модели даже украшены принтами. Большой популярностью пользуются колонки с цветомузыкой.

Дополнительные функции

Как известно, современная электроника становится все компактнее, поэтому в коробке с легкостью помещается не только усилитель, но еще и встроенный плеер, а также приспособления для считывания с флешек и микро SD- карт. Как правило, аудиофайлы с внешнего носителя считываются через USB- порт, но имеются и модели с картридерами. Еще одна опция, которая встраивается практически во все современные колонки — это возможность беспроводной связи по блютуз. Она актуальна в ситуациях, когда необходимо передать музыку с планшета или смартфона, не выполняя проводного подключения.

Немало ценится любителями хорошей музыки наличие FM-тюнера, который позволяет слушать радио. Некоторые мультимедийные колонки дополнительно оснащены опцией «часы с будильником», примечательно, что в заданное время они могут издавать сигнал в виде красивой мелодии. Что касается портативных колонок, то некоторые из них допускают использование в качестве мобильного телефона — в этом случае сигнал со смартфона переводится на колонку, и пользователь может спокойно разговаривать, не занимая руки. Такая опция особенно полезна, когда нужно, чтобы в беседе приняли участие несколько человек.

Производители

Практически каждый известный производитель предлагает не одну, а сразу несколько вариантов колонок с различным функционалом. Колонки могут быть плоскими, с ручкой, на колесах, встречаются подвесные, настольные и левитирующие модели, а также низкочастотные или басовые, изделия с оптическим входом, на батарейках, аккумуляторе и проводные. Сделать выбор в пользу какой-то конкретной модели представляется довольно затруднительным. Эксперты рекомендуют сделать упор на выбор конкретной марки с надежной репутацией и хорошими отзывами пользователей. На сегодняшний день самыми лучшими признаны следующие бренды.

  • Yamaha. Японская компания, известная во всем мире с 1887 г. Аудиосистемы этой марки характеризуются высокими технико-эксплуатационными параметрами и стильным дизайном. Линейка моделей предполагает напольные, полочные и потолочные варианты, все они компактны, но в то же время имеют мощное звучание.
  • Canton. Это немецкое предприятие работает с 1972 г. Основная концепция производителя заключается в том, чтобы выпускать комнатные колонки с безупречным звучанием и широкими функциональными возможностями. В последние годы на предприятии упор сделан на Bluetooth-системы, а также беспроводные High- End системы и IP-акустические системы.
  • Heco. Еще один производитель из Германии, который выпускает колонки в соответствии с самыми строгими мировыми стандартами качества. Продукция этого бренда уверенно занимает лидирующие позиции в ТОП-списках и рейтингах благодаря выгодному соотношению цена/качество. Самые последние модели этой марки завоевали рынок четким воспроизведением звуков на разных частотах и исключительной реалистичностью звучания.
  • Dali. Относительно молодой скандинавский бренд. Несмотря на то что компания основана только в 1983 г., ее имя уже стало хорошо узнаваемым у меломанов благодаря высокому качеству звука и гибкой ценовой политике.
  • Pioneer. Компания с мировой известностью, зарегистрированная в Японии в 1938 г. На сегодняшний день название бренда уже скорее стало именем нарицательным, которое ассоциируется с электроникой и техникой самого высокого качества.
  • Mackie. Производитель из США, работающий на рынке аудиосистем с 1969 г. Занимается выпуском акустических систем, а также цифровых и аналоговых микшеров, звуковых карт и других аксессуаров. Основной слоган компании – «звук, как вы его понимаете». При выпуске каждого изделия повышенное внимание уделяется его надежности и функциональности.
  • JBL. Абсолютный лидер на рынке ручных портативных колонок. Американская компания работает с 1946 г. За время существования она представила огромное количество разных серий акустических систем, поэтому в ассортиментном перечне есть как модели премиум-класса, так и довольно бюджетные изделия.
  • APart. Бельгийский производитель, опыт работы которого превышает 2 десятилетия. Компания специализируется на выпуске колонок сложного звучания. Вся изготавливаемая продукция поставляется свыше чем в 80 стран мира.

Как выбрать?

Подавляющее большинство колонок относится к универсальным аудио вариантам. Принятые стандарты позволяют подключать одни и те устройства как к ПК, так и к телевизору с плеером и даже использовать на вечеринках. Но учитывая разницу эксплуатационных условий, колонки подразделяют на несколько категорий. Мобильное оборудование с питанием от USB-порта традиционно применяется для подключения к планшету либо ноутбуку, также их можно установить на велосипед. Такие стерео колонки не могут похвастать высоким качеством звучания, но если громкости встроенной аудиосистемы недостаточно, то колонки смогут решить проблемы со звуковоспроизведением в небольших помещениях. Основное преимущество таких моделей — доступная стоимость.

Для домашнего и игрового оборудования требования немного выше — тут далеко не редкость присутствие дополнительных динамиков и сабвуферов, которые позволяют добиться объемного звучания. Аудиоколонки для hi-fi домашнего компьютера часто содержат дополнительные сателлиты, имеют довольно широкий частотный диапазон и высокую мощность. Соответственно, и стоимость у них достаточно высока.

Если вы можете себе позволить заплатить за качественный звук, то можно присмотреться к портативным моделям — они дают более глубокий звук при поддержании мобильности.

В следующем видео вас ждет сравнение бюджетных колонок Microlab, Edifier и Sven.

Устройство и принцип работы газовой колонки: схема основных узлов

Для решения вопроса по обеспечению жилища горячей водой часто выбор останавливается на газовом водонагревателе проточного типа. Но, чтобы выбрать хорошую модель из множества представленных на рынке, необходимо иметь хотя бы минимальные знания об устройстве и принципе работы газовой колонки.

Способы зажигания газа

У колонок существует несколько типов зажигания, но всех их объединяет одно – основная горелка устройства зажигается с помощью водяного узла, который подает сигнал на подачу газа.

В остальном же все колонки могут иметь следующие виды зажигания.

  1. Зажигание от пьезоэлемента. Вариант ручного управления, при котором на внешней панели устройства расположена кнопка включения. При ее нажатии пьезоэлемент поджигает запальник, от которого зажигается основная колонка. Такой способ зажигания имеет один минус – запальник необходимо выключать вручную. Если этого не сделать, то он будет продолжать гореть, что приведет к перерасходу газа и образованию накипи на стенках трубок.
  2. От батарейки. В таких моделях сначала подается сигнал от штока, а потом электрическая искра осуществляет поджиг. В таких конструкциях роль запальника играют специальные электроды – основная горелка зажигается от них напрямую. Из минусов таких моделей можно отметить необходимость регулярно менять батарейки. Как минимум, это надо делать раз в 10 месяцев, а при регулярном использовании – каждые 2 месяца.
  3. От гидравлической турбины. В некоторых случаях зажигание газа может осуществляться с помощью вращающейся турбины, которая приводится в действие напором воды. В таких колонках основная горелка также зажигается от электрической искры, однако следить за батарейками не нужно. Связано это с тем, что турбина при вращении сама вырабатывает необходимое электричество. Колонки с гидравлической турбиной не слишком распространены в России. Связано это с необходимостью обеспечить достаточный напор в трубах. Колонка будет работать при давлении не менее 0,3 бар. А такое условие обеспечивается далеко не везде.

Читайте также: как включить газовую колонку.

Тип камеры сгорания

Независимо от способа зажигания газа, во всех колонках камеры сгорания могут быть двух типов: открытого или закрытого.

Если конструкция камеры сгорания открытого типа, то в нее воздух попадает напрямую из помещения, а все продукты горения удаляются с помощью обыкновенной вытяжки. Такие устройства обладают несколькими преимуществами:

  • простая конструкция;
  • при работе практически не издает шума;
  • чаще всего электричество им не нужно.

Однако у таких камер есть один существенный недостаток. В том случае, когда вытяжка не работает должным образом, может произойти загрязнение воздуха в комнате.

Закрытые камеры сгорания характерны для газовых колонок с турбиной. Конструкция таких камер, за исключением труб для подачи и вывода воздуха, полностью герметична. Подается воздух с помощью встроенных вентиляторов, а удаляется через дымоход.

Закрытая камера сгорания в колонке полностью герметична

Закрытая конструкция камеры сгорания свойственна более современным моделям колонок с автоматическим режимом работы. Благодаря наличию различных датчиков такие модели считаются наиболее безопасными.

Датчики безопасности – где располагаются и для чего необходимы

Любая газовая колонка при неправильном использовании может представлять опасность. Связано это с тем, что она одновременно подключена к трубопроводам газо- и водоснабжения, которые даже по отдельности могут создать проблемы. Специально для предотвращения опасностей в устройствах предусмотрены датчики и клапаны, которые в случае возникновения проблем отключают устройство и перекрывают подачу воды и газа.

Стандартные газовые колонки способны выдержать резкий скачок давления воды до 10-12 бар, что значительно превышает напор в городских трубопроводах водоснабжения. Однако при давлении в 0,2 бара и ниже устройство попросту не будет работать.

Важно! Перед тем, как покупать колонку, обязательно нужно ознакомиться с ее основными характеристиками. Особое внимание важно уделить тому, при каком напоре воды она будет работать.

Все современные модели колонок оснащены различными датчиками. Можно выделить следующие разновидности.

  1. Датчик тяги. Располагается в узле подсоединения дымохода к колонке. Отключает устройство, если нет тяги.
  2. Газовый клапан. Если возникают проблемы с подачей газа, отключает колонку. Располагается в патрубке подачи газа.
  3. Датчик ионизации. Необходим для отключения устройства в том случае, когда пламя гаснет при действующей подаче газа. Находится в камере сгорания.
  4. Датчик пламени. Если в процессе поджига пламя не появляется, то датчик блокирует подачу газа. Располагается в камере.
  5. Клапан сброса. С его помощью производится отключение подачи воды при резком скачке давления. Расположен в патрубке подачи воды.
  6. Датчик потока. Выключает устройство, если прекращается подача воды.
  7. Температурный датчик. Располагается на трубах теплообменника. Датчик необходим для того, чтобы контролировать нагрев воды. Если температура будет превышать +85°С, то он отключает горелку.
  8. Датчик давления. Если в трубах подающих воду падает давление, датчик отвечает за отключение колонки.

Устройство агрегата

Газовые водогрейки, независимо от фирмы производителя, имеют похожие составляющие, наличие которых у разных моделей может отличаться незначительно. Для примера, можно рассмотреть устройство газовой колонки Нева.

Устройство аппарата снаружи

Схема газовой колонки приведена на рисунке ниже.

Схема газовой колонки

Передняя часть и боковины водонагревателя закрываются кожухом из металла (1). На фасаде аппарата имеется смотровое окно (2) для визуального контроля за работой агрегата. Под окошком располагаются регуляторы: ручка, регулирующая расход газа (3) и регулятор расхода воды (4). Между ручками располагается ЖК дисплей (5), который отображает значение температуры воды, подающейся к потребителю.

В самом низу аппарата располагаются патрубки для подачи воды и ее вывода, а также для подачи газа. На правой стороне водонагревателя имеется патрубок (6), к которому подключается холодная вода из водопровода, а слева – подсоединяется труба (7) для отвода нагретой жидкости. Рядом с ней, но немного ближе к центру, имеется патрубок (8). К нему подключается шланг, соединяющий колонку с газовой магистралью, а в некоторых ситуациях — к баллону с газом. На самом верху водогрейки, находится фланец (9) для подсоединения газоотводной трубы (дымохода).

Все элементы агрегата закрепляются на металлической основе (10), выполняющей функцию задней стенки аппарата. На ней проделано 2 отверстия для подвешивания агрегата на стену с помощью кронштейнов.

Похожую конструкцию имеет и новая модель газовой колонки Астра.

Внутреннее устройство агрегата

Теперь рассмотрим, как устроена газовая колонка изнутри, при снятом внешнем кожухе. Как уже было сказано выше, патрубки под номерами 6, 7 и 8 предназначены для подсоединения холодной воды, отвода нагретой и подключения газа.

Водяной блок агрегата (12) соединяется с патрубком подачи воды (6). Из водяного блока выходит шток (13), на котором крепится ручка для регулировки напора воды. Ниже располагается цилиндрическая деталь (14), имеющая на стенках насечку. Она выполняет функцию пробки, извлекаемую для слива жидкости с аппарата, если потребуется его ремонт. Также пробка имеет предохранительный клапан, открывающийся при избыточном давлении в водопроводе.

В центре агрегата находится блок электронного управления (16). От него в разные стороны выводятся провода, идущие к различным элементам агрегата и датчикам.

Устройство колонки изнутри

Слева, симметрично блоку воды — размещен газовый (17). Оба модуля и собраны так, что представляют собой единую конструкцию. Из него, как и из водяного, выходит шток (18) для настройки подачи газа. Посередине между газовым патрубком и регулирующим краном расположен клапан (19) (электромагнитный).

Также на газовом блоке имеется микровыключатель (15), который прижимается специальным толкателем, когда он выключен. Выше можно увидеть коллектор (20), соединенный с газовым блоком с помощью патрубка, одетого на фланцы. Коллектор крепится к корпусу с помощью 2 винтов (21). В задней части коллектора располагаются сопла. Через них подается газ на горелку (22), имеющую 10 рядов. На передней части коллектора закреплена пара элементов, схожих по внешнему виду, но выполняющих разные роли. Справа – искрообразующая свеча (23), разжигающая горелки, а слева – датчик пламени (24).

Выше коллектора находится теплообменник из меди (25). Он как раз и отдает тепло, полученное от сгорания газа, проходящей через него воде. Справа к теплообменнику подсоединяется водяной узел (26), а с левой стороны — патрубок для отвода нагретой воды (27). Крепится модуль теплообмена к корпусу агрегата с помощью 2 винтов (28). На патрубке для отвода нагретой воды установлено 2 датчика. Верхний (29) защищает водогрейку от перегрева, а тот, что ниже (30) — служит в качестве термометра. От него идут провода к ЖК дисплею, закрепленному на кожухе агрегата.

Наверху аппарата установлено устройство для отвода отработанных продуктов горения (31). Благодаря системе различных по форме перемычек, поток горячих отработанных газов направляется в сторону канала дымохода. Слева установлен датчик тяги (32), имеющий связь с датчиком перегрева (29) посредством электрической цепи. Внизу корпуса водонагревателя находится блок (34) для 2-х элементов питания (батареек). Для крепления внешнего кожуха аппарата с двух сторон корпуса имеются места для вкручивания винтов (33).

Схема внутреннего устройства газовой колонки Оазис ничем не отличатся от приведенной выше, разве что наличием переключателя “зима-лето” на передней панели. Он предназначен для отключения половины работающих горелок в летний период для экономии газа.

Вам может быть интересно: как отремонтировать газовую колонку.

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы газовой колонки, нужно вначале рассмотреть, какой системой безопасности она оснащена. Когда агрегат пребывает в выключенном состоянии, электричества управляющий блок (16) не получает, так как цепь разорвана в микровыключателе (15). Пластина выключателя прижимается толкателем, и, пока это происходит, он находится в отключенном состоянии.

Электромагнитный клапан (19) также закрыт и перекрывает подачу газа от входного патрубка, поскольку на него не поступает питание. Но это не единственное место, перекрывающее газ — он еще перекрывается с помощью пружинного клапана, который располагается в газовом модуле (35). Нерабочее состояние клапана характеризуется прижатием прокладки тарелки к седлу, что обеспечивает полное перекрытие подачи горючей смеси к коллектору.

Водяная секция состоит из двухкамерного модуля (36), в просторечии называемого “лягушкой”, с эластичной мембраной из резины. С помощью специального канала камеры “лягушки” могут сообщаться. Когда подача воды отключена, давление в камерах выравнено, и мембрана находится в положении равновесия.

Принцип работы колонки газовой

Вода к теплообменнику подается через нижнюю часть камеры. Наверху установлен шток с тарелкой, изготовленной из пластика, которая прилегает к мембране. Шток выходит наружу через отверстие в середине, по направлению к блоку газа. Напротив данного штока, в газовом модуле, находится такой же, но соединенный с пружинным клапаном, к которому прикреплен толкатель, идущий от выключателя.

Что происходит при пуске воды

Как работает газовая колонка, если отрыть воду? При открывании на точке потребления (водозабора) крана с водой, происходит следующее.

  1. При прохождении потока жидкости через “лягушку”, в ее камере создается разрежение. Резиновая мембрана под действием повышенного давления выгибается и выталкивает тарелку. Последняя передает толкающее движение на шток. Шток водяного модуля толкает расположенный напротив шток газового модуля (37).
  2. Далее толкатель, имеющий связь со штоком, больше не держит пластину выключателя, и она отпускается. При этом выключатель замыкает цепь, и электропитание начинает поступать в электронный управляющий модуль из секции с батарейками.
  3. Движение штока также заставляет отжаться пружину механического клапана, вследствие чего тарелка отходит от седла, и канал подачи газа к коллектору становится открытым.
  4. Электромагнитный клапан, получив питание от батареек, открывается и не препятствует прохождению газа через пружинный клапан по направлению к коллектору.
  5. Тем временем блок управления вырабатывает и направляет в свечу (23) электрический импульс для создания искрового разряда, способного разжечь пламя. При штатном срабатывании всех узлов — горелка загорается.

Процесс розжига контролируется датчиком ионизации (24). В случае, когда горелка не загорается в течение 6-7 секунд, то, чтобы избежать накопления высокой концентрации взрывоопасной смеси, электронный модуль, не получив импульса от датчика, перекроет подачу газа. При наличии горения, датчик сформирует импульс на отключение свечи зажигания. Если после начала работы водонагревателя пламя погаснет, то и импульс от датчика перестанет приходить в модуль управления, после чего он незамедлительно отреагирует на это перекрытием газа с помощью электромагнитного клапана.

Выполнение всех этих функций в газовой колонке Нева возможно только при соблюдении одного условия: цепь между двумя датчиками не должна быть разорвана, а именно — между температурным датчиком контроля воды на выходе (29) и датчиком тяги (32). Эти реле соединены последовательно, и их контакты находятся в замкнутом состоянии, когда датчики находятся в рабочем состоянии. Поэтому, чтобы на управляющий модуль поступало питание, оба датчика должны замыкать цепь.

Если в дымоотводном блоке образуется слабая тяга, то продукты сгорания, благодаря особой конструкции газоотводящего блока, не могут пройти по направлению к центральному каналу, и направляются в боковые полости. Поскольку слева располагается температурный датчик, он «обнаружит» внезапный подъем температуры, разорвав цепь подачи питания на управляющий модуль. Это приведет к остановке подачи горючей смеси и отключению горелок.

По аналогии срабатывает и реле, которое размещено на патрубке для отвода нагретой воды из теплообменника. Когда вода нагреется до 90°С, а это считается критическим уровнем, то цепь питания электронного блока будет разорвана.

Работа при выключении воды

Когда подача воды отключается, происходит следующее.

  1. Происходит уравновешивание давления в камерах «лягушки». Возвращение мембраны из резины на место вызывает движение тарелки, подсоединенной к толкателю в соответствующем направлении до начального положения.
  2. При возвращении штока освобождается тарельчатый клапан, надежно перекрывающий подачу горючего.
  3. В это же время толкатель начинает прижим пластины выключателя, вследствие чего происходит разрыв цепи, питающей модуль управления.
  4. Поскольку электромагнитный клапан после отключения управляющего блока не получает электричества, то он также закрывается.

Таким образом, отключение воды вызывает запуск цепочки процессов, которые в автоматическом режиме выключают водонагревательный аппарат. Для наглядности на фото ниже показаны основные узлы агрегата (вид снизу), влияющие на его работу (нумерация сохранена и добавлена новая позиция, под номером 40 – толкатель микровыключателя).

Основные узлы колонки газовой

Информационный дисплей (38) также подключен к электронной схеме управления водонагревателем и температурным датчиком (39) на выходном патрубке с помощью нескольких проводов. Дисплей играет только информационную роль и не участвует в работе и настройке газового водонагревателя.

Агрегат способен работать и при отключенном ЖК дисплее, например, после снятия внешнего кожуха, на котором он закреплен.

Подводя итог вышесказанному, можно сказать, что газовая колонка является достаточно сложным и надежным при эксплуатации аппаратом. За многие годы существования данных агрегатов, их конструкция изменилась ненамного, разве что для более удобного управления в аппаратах стали использоваться электронные узлы управления и контроля.

Принцип работы колонки управления задвижками

Колонка управления задвижками — относится к металлоконструкциям, это система узлов и механизмов предназначенная для изменения положения запорных элементов(открыто-закрыто) , в частности задвижек, в отдаленных, или трудно доступных для их управления (открытия-закрытия) местах, в основном это места залегания трубопроводов под землей на глубине, иногда, доходящей до 7 метров.

По виду привода колонки различают: с электрическим приводом и ручным. Колонки с ручным приводом просты по своей конструкции, это собственно сама колонка и штанга. Колонки с электрическим приводом имеют более сложную конструкцию, состоящую из подставки(основания), штанги, переходника, вала приводного и вала кулачкового.

Схема

Работа колонки управления заключается в следующем: во внутренней части, в корпусе устройства, которое смонтировано на поверхности вмонтирован приводной вал, который, при поступлении на него крутящего момента от маховика электропривода, передает вращательное движение при помощи штанги на рычаг, или поворотное колесо задвижки, заставляя двигаться запорный механизм вверх, или вниз, открывая, тем самым, или закрывая задвижку.

Для создания более эффективной передачи крутящего момента от электрического привода на запорный механизм, в конструкции колонки предусмотрено применение подшипников. В основном, это устройство монтируется непосредственно над задвижкой, на одной совмещенной вертикальной оси.

Но конструкция колонок предусматривает их установку и под углом до 30 градусов относительно запорной системы задвижки.

Для достижения этой задачи, в конструкции колонки предусмотрено устройство всевозможных шарниров. Кроме того, если задвижка значительно удалена от электрического привода, то существует возможность установки специальных удлинителей, эффективно сказывающихся на функциональности системы. 

Готовую продукцию желательно маркировать краской яркого цвета. Колонки управления задвижками широко применяются в устройстве систем водоснабжения, в канализационных системах. Однако важным условием применения колонок в этих системах и обязательным к исполнению является то, что прокладка таких трубопроводов должна производится на глубинах не более семи метров.

Используемые материалы

Материалы применяемые в производстве колонок, зависят от среды в которой они будут работать. Это могут быть: сталь ст-20, сталь ст-09г2с и нержавеющие стали различных марок.Не редко возникает необходимость переоборудования задвижки для изменения параметров дистанционного управления.

В этом случае разборка самой задвижки не требуется, маховик электропривода состыковывается со штангой при помощи специальных скоб, этот способ возможен при ручном приводе. При варианте с использованием электрического привода, привод просто демонтируется и закрепляется непосредственно на подставке колонки управления задвижкой.

Цены на колонки управления задвижками могут отличаться в зависимости от их производителя, материалов применяемых в их производстве, соответственно размеров и многих других параметров, однако выгодно приобретать колонки оптом, в таком случае цена существенно снижается. На нашем сайте цены и наличие на складе можно посмотреть здесь.

Колонки — «ЭлектроМирАвто»

Автомобильные колонки – казалось бы, что в них сложного? Они же просто воспроизводят звук – ответят многие. Но не все так просто. Автомобильные колонки — это устройства, которые имеют множество параметров, от которых зависит качество звучания. Разберем виды и типы колонок, укажем основные моменты, на которые необходимо обращать внимание при выборе колонок.

Итак, определим понятие: автомобильные колонки (автомобильные динамики). Автомобильные колонки – устройства, позволяющие воспроизвести звук, идущий в виде электрического сигнала от магнитолы или от усилителя. В автомобильных динамиках есть специальные отверстия, для крепежа колонок в дверях, задней полке, на подиумах.

Как видно на картинках, у автомобильных колонок есть разные варианты расположения отверстий. Чем большую мощность выдает колонка, тем больше в корпусе колонки отверстий для крепления автомобильного динамика к двери.

Как работает колонка и от чего отталкиваться при выборе автомобильных колонок?

Автомобильные динамики работают за счет взаимодействия электрического магнитного поля с постоянным магнитным полем.

Диффузор динамика – это та часть колонки, которая колеблется и преобразует электрический сигнал в звуковое давление, или звук. Диффузор механически соединен с катушкой, на которую подается электрический сигнал с магнитолы или с усилителя. Катушка, прикрепленная к диффузору и помещенная в постоянное магнитное поле — это и есть принцип работы всех автомобильных динамиков. Меняющийся звуковой сигнал меняет значения электрического магнитного поля катушки, которая помещена в постоянное магнитное поле. Из-за этого, катушка пытается выскочить вверх или вниз. Этого не происходит, так как катушка качает диффузор, ход которого ограничен гофрой диффузора и центрирующей шайбой.

Зная принцип работы, теперь обозначим главные критерии при выборе хороших колонок:

  • Материал диффузора,
  • Размер магнита,
  • Сопротивление катушки (сопротивление колонки, сопротивление динамика),
  • Монтажный размер динамика и проставки,
  • Материал корзины динамика (материал корпуса динамика, рама-каркас динамика).

Итак, что же предлагают нам производители колонок?

Материал диффузора

Чем эластичнее, легче и прочнее материал диффузора, тем лучше звучание динамика.

Поэтому, расставим материалы в порядке убывания по эффективности. На первых местах современные материалы и далее по убыванию, в скобках небольшие пояснения.

  • тканный кевлар с пропиткой (СЧ-головки B&W),
  • легкие металлы (алюминий, титан, магний; hi-fi системы)
  • комбинированные диффузоры (распространено). Пример: Hexacone: трехслойный- Kevlar+Nomex+Kevlar,
  • полипропилен (большинство колонок),
  • бекстрен (распространено),
  • бумажная масса (распространено).

На картинках колонки расположены в порядке списка.

Наибольшую популярность имеют колонки c диффузором из полипропилена. Это колонки известных всем марок: Sony, Pioneer, Hertz, Alpine, JBL, Morel, Helix, Acv. Данный материал хорошо зарекомендовал себя с потребительской стороны.

Размер магнита

Эта характеристика мощности колонки второстепенная, так как нигде не указан размер магнита как характеристика колонки. Если и указывают, то для подчеркивания особой мощности динамика. В железе мощность катушки колонки пропорциональна размеру магнита этой же колонки. Вспомним про работу колонок. Для раскачки диффузора необходима катушка. Чем большую мощность может выдержать катушка (чем громче колонка), тем большее электрическое магнитное поле она наведет в пространстве. А для взаимодействия (раскачки колонки) необходимо постоянное магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем катушки и качает ее. Постоянное магнитное поле создает магнит, который находится сзади автомобильных колонок. Чем мощнее колонка, тем внушительнее магнит этой колонки.

Сопротивление катушки

Сопротивление катушек автомобильных колонок стандартное и = 4 Ом.

В случаях, когда необходима особая мощность, производители автомобильных колонок делают катушки с сопротивлением 2 Ома.

Монтажный размер колонки и проставки колонок

Выбирая колонки, убедитесь, что размер корзины колонки позволит установить ее в штатное место.

При замене штатных колонок, необходимо убедиться, что колонки не имеют проставок (не «выдвинуты» из дверного выреза вперед в пластиковом корпусе). Ели колонки стоят плотно в дверных панелях, то проставок нет. Если же, колонки выдвинуты вперед, то для установки новых автомобильных динамиков потребуются проставки.

Проставки – это деревянные или пластиковые кольца, имеющие размеры под различные диаметры колонок, толщиной порядка 1-3 см (в зависимости от модели машины и степени «выноса» колонки). Если не поставить данные проставки, то стекло при опускании вниз, заденет колонку.

Материал корзины динамика

В большинстве колонок используется штампованная из стали корзина колонки. Достаточно прочная и легкая. Но, под воздействием мощных звуковых колебаний, корзина начинает вибрировать, внося искажения в звук. Этот эффект не заметен.

Но, если речь идет про дорогую звуковую систему, то применяют колонки с литой корзиной (алюминиевая). Такая корзина очень прочная и жесткая, а главное – однородная структура металла не позволяет такой корзине колебаться при воспроизведении мощного звука.

Производим установку колонок в FORD; установка колонок в AUDI; установка колонок в TOYOTA; установка колонок в MITSUBISHI; установка колонок в Volkswagen; установка колонок в CITROEN; установка колонок в RENO; установка колонок в BMW; установка колонок в Mercedes; установка колонок в Nissan; установка колонок в Lada, и т.д.

Производим установку колонок на катерах и яхтах, установка колонок на квадроциклах.

Сабвуферы.

Сабвуфер – устройство для воспроизведения низких частот. Сабвуфер воспроизводит бас. В автомобильных аудиосистемах установка сабвуфера позволяет не нагружать колонки в дверях и задней полке басами, повысить громкость звучания и чистоту.

Сабвуферы делятся на два типа:

  • Активные,
  • Пассивные.

Первая группа сабвуферов называется активными так как, в корпусе сабвуфера уже вмонтирован усилитель, который усиливает сигнал от магнитолы и передает его на сабвуфер.

Вторая группа называется пассивные сабвуферы, так как в корпусе таких сабвуферов не предусмотрен встроенный усилитель. Пассивные сабвуферы подключаются к внешним усилителям.

Активные сабвуферы не могут похвастаться особо мощным басом, но в их преимуществе компактность.

Пассивные сабвуферы способны выдать очень хороший бас – ведь усилитель ставим внешний и в возможностях выбора мощности усилителя ничем не ограничены.

Для активных и пассивных сабвуферов характерна одна черта: чем мощнее бас, тем больше габариты и вес колонок (больше и размер короба).

Производим установку сабвуферов в FORD; установка сабвуфера в AUDI; установка сабвуфера в TOYOTA; установка сабвуфера в MITSUBISHI; установка сабвуфера в Volkswagen; установка сабвуфера в CITROEN; установка сабвуфера в RENO; установка сабвуфера в BMW; установка сабвуфера в Mercedes; установка сабвуфера в Nissan; установка сабвуфера в Lada, и т.д.


автомобильный сабвуфер ACV, автомобильный сабвуфер MYSTERY, автомобильный сабвуфер BLAUPUNKT, автомобильный сабвуфер Calcell, автомобильный сабвуфер Pioneer, автомобильный сабвуфер Sony, автомобильный сабвуфер EDGE, автомобильный сабвуфер Hertz, автомобильный сабвуфер LANZAR, автомобильный сабвуфер MOSCONI, автомобильный сабвуфер DLS, автомобильный сабвуфер soundstream, автомобильный сабвуфер Rockford Fosgate, автомобильный сабвуфер Nakamichi, автомобильный сабвуфер ALPINE, автомобильный сабвуфер MIMO, автомобильный сабвуфер SONY, автомобильный сабвуфер MAC AUDIO.

Принцип работы акустической системы — информационные технологи

В большинстве акустических систем преобразование электрических сигналов в звуковые осуществляется с помощью электродинамических головок (динамики). Принцип действия электродинамических головок основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита с проводом звуковой катушки. При протекании токов звуковой частоты по проводу под влиянием электродинамической силы катушка громкоговорителя попеременно втягивается и выталкивается из кольцевого зазора магнита в зависимости от направления тока. В свою очередь звуковая катушка механически соединена с излучателем — диффузором, который и создает в пространстве сгущения и разрежения воздуха, т.е. акустические волны. 

Динамики акустической системы помещаются в корпус. Сам корпус имеет очень важную функцию, потому что акустическая волна, излучаемая передней поверхностью диффузора, находится в противофазе с акустической волной, излучаемой обратной (тыльной) стороной диффузора, эти две волны при работе динамической головки в открытом пространстве могут гасить друг друга. Для того чтобы исключить явление взаимного гашения этих волн, головки помещают в корпус, основным назначением которого и является устранение взаимодействия волн от тыльной и передней поверхностей диффузора. Электродинамические головки, разделительные фильтры и усилители, помещенные в корпус, образуют звуковую колонку (но не каждая колонка может иметь фильтры и усилители внутри).

Качество воспроизведения зависит и от размера колонки. Чем больше колонки, тем выше ее качество воспроизведения. Все потому что вследствие малых размеров колонки упругость воздуха внутреннего объема корпуса отрицательным образом влияет на качество излучаемых системой низких частот. Упругость воздуха дает уменьшение гибкости подвеса диффузора низкочастотного громкоговорителя, находящегося в корпусе колонки. Уменьшение гибкости подвеса, в свою очередь, существенно повышает резонансную частоту громкоговорителя. А это отрицательно влияет на качество воспроизведения низких частот. Таким образом, колонки малых размеров просто физически не способны удовлетворительно воспроизводить самые низкие частоты. Кроме всего, для большего качества звучания необходимо обеспечить жесткость корпуса.

Как работают столбцы? — SRS Engineering HomeSRS Engineering Home

Дистилляция — это процесс, используемый для разделения смеси двух (или более) компонентов до исходного состояния путем нагревания смеси до температуры между их соответствующими точками кипения.

Например, при атмосферном давлении вода кипит при 212ºF, а этанол кипит примерно при 176ºF. Если смесь воды и этанола нагреть примерно до 195ºF, этанол закипит и превратится в пар, который затем будет собран и конденсирован.Вода отделится и останется в виде жидкости.

Для повышения эффективности этого процесса используется ректификационная колонна фракционирования. Посмотрите на картинку ниже, чтобы лучше понять, как работают столбцы.

Дистилляционная колонна состоит из ряда установленных друг на друга тарелок. Жидкое сырье, содержащее смесь двух или более жидкостей, поступает в колонну в одной или нескольких точках. Жидкость течет по пластинам, а через отверстия в пластинах поднимаются пузырьки пара. Когда жидкость движется по колонне, пар несколько раз контактирует с ней из-за нескольких тарелок — критический процесс в дистилляционных колоннах.Жидкая и паровая фазы контактируют, поскольку одна молекула высококипящего материала переходит из паровой фазы в жидкую за счет выделения энергии, а другая молекула низкокипящего материала использует свободную энергию для перехода из жидкой фазы в паровую.

В основании ректификационной колонны находится большой объем жидкости, состоящей в основном из жидкости с более высокой температурой кипения (в нашем примере это будет вода). Из базы вытекает часть этой жидкости, часть которой нагревается в котле и возвращается в колонну.Это называется закипанием.

 

 

 

 Фото колонны фракционирования сырой нефти. Демонстрирует сложенные пластины

Внутренние элементы для набивной колонны

 

Часть пара выходит из верхней части колонны и возвращается в жидкое состояние в конденсаторе. Часть этой жидкости возвращается в колонну в виде флегмы, а оставшаяся часть представляет собой головной продукт или дистиллят.Паровая и жидкая фазы на данной пластине приближаются к тепловому давлению и равновесию состава в степени, зависящей от эффективности пластины.

По сути, горячая смесь закачивается на дно. Колонна действует как теплообменник, отводя тепло от паров по мере их подъема. Некоторые из них конденсируются обратно в жидкости и падают обратно в колонку.

Температура постепенно снижается по мере продвижения вверх по колонке. Разные группы углеводородов конденсируются на разной высоте – самые тяжелые внизу, самые легкие вверху.Конечный продукт находится в исходном состоянии.

Чтобы узнать больше о дистилляционных колоннах SRS , и фракционирующих колоннах , нажмите здесь

 

Чтобы просмотреть PDF-версию этой страницы для печати 

Дистилляционная колонна – Основное оборудование для дистилляции и работа

Дистилляционная колонна является важным элементом, используемым при перегонке жидких смесей для разделения смеси на составные части или фракции на основе различий в летучести.Ректационные колонны используются как в небольших лабораторных дистилляциях, так и в крупных промышленных дистилляциях.


Типы дистилляционных колонн

Существует много типов дистилляционных колонн, каждая из которых предназначена для выполнения определенных типов разделения, и каждая конструкция отличается по сложности.

Колонны периодического действия

В периодическом режиме сырье в колонну вводится порциями. То есть в колонну загружают «партию», а затем проводят процесс дистилляции.Когда желаемая задача достигнута, вводится следующая порция корма.

Непрерывные колонны

Колонны непрерывного действия, напротив, обрабатывают непрерывный поток сырья. Никаких перерывов не происходит, если нет проблем с колонной или окружающими технологическими установками. Они способны работать с высокой пропускной способностью и являются наиболее распространенными из двух типов. Мы сосредоточимся только на этом классе столбцов.

Типы сплошных колонн

Непрерывные колонны могут быть дополнительно классифицированы в соответствии с..

характер корма, который они перерабатывают

  • двоичный столбец — фид содержит только два компонента
  • многокомпонентная колонка — фид содержит более двух компонентов

количество имеющихся у них потоков продукции

  • столбец с несколькими продуктами — столбец содержит более двух потоков продуктов

где выходит дополнительный корм, когда он используется для облегчения разделения

  • экстрактивная перегонка – когда дополнительное сырье появляется в нижнем потоке продукта
  • азеотропная перегонка – когда дополнительное сырье появляется в верхнем потоке продукта

тип внутренних элементов колонны

  • тарельчатая колонна, в которой используются тарелки различной конструкции для удерживания жидкости, чтобы обеспечить лучший контакт между паром и жидкостью и, следовательно, лучшее разделение
  • насадочная колонна, в которой вместо тарелок используются «насадки» для улучшения контакта между паром и жидкостью

Основные компоненты дистилляционных колонн

Дистилляционные колонны состоят из нескольких компонентов, каждый из которых используется либо для передачи тепловой энергии, либо для улучшения передачи материала.
Типичная дистилляция содержит несколько основных компонентов.

  • вертикальная оболочка, в которой осуществляется разделение жидких компонентов
  • внутренние детали колонны, такие как тарелки/тарелки и/или насадки, которые используются для улучшения разделения компонентов
  • ребойлер для обеспечения необходимого испарения для процесса дистилляции
  • конденсатор для охлаждения и конденсации паров, выходящих из верхней части колонны
  • барабан для орошения, предназначенный для сбора конденсированного пара из верхней части колонны, чтобы жидкость (флегму) можно было рециркулировать обратно в колонну

Вертикальный кожух содержит внутренние компоненты колонны и вместе с конденсатором и ребойлером составляет дистилляционную колонну.Схема типичной дистилляционной установки с одним потоком сырья и двумя потоками продукта показана ниже.

Основные операции и терминология

Жидкая смесь, которая должна быть обработана, известна как сырье, и ее обычно вводят где-то в середине колонны на тарелку, известную как питающая тарелка. Подающая тарелка делит колонну на верхнюю (обогащающую или ректификацию) секцию и нижнюю (отпарную) секцию. Сырье стекает вниз по колонне, где собирается на дне ребойлера.

Тепло подается в ребойлер для образования пара. Источником подвода тепла может быть любая подходящая жидкость, хотя на большинстве химических заводов это обычно пар. На нефтеперерабатывающих заводах источником нагрева могут быть выходные потоки других колонн. Пар, поднятый в ребойлере, повторно вводится в устройство в нижней части колонны. Жидкость, удаляемая из ребойлера, называется кубовым продуктом или просто кубовым продуктом.

Пар движется вверх по колонне и, выходя из верхней части блока, охлаждается конденсатором.Сконденсированная жидкость хранится в сборном сосуде, известном как флегмовый барабан. Часть этой жидкости возвращается обратно в верхнюю часть колонны, и это называется обратным холодильником. Конденсированная жидкость, удаляемая из системы, известна как дистиллят или головной продукт.

Таким образом, существуют внутренние потоки пара и жидкости внутри колонны, а также внешние потоки исходных материалов и потоков продуктов в колонну и из нее.

Часть 1: Что такое дистилляционные колонны..

Часть 2: Внутренние элементы колонны


Изображение предоставлено Национальным энергетическим центром передового опыта Государственного колледжа Бисмарка.

Дистилляционная колонна – обзор

4.2.3 Колонны

Дистилляционные колонны (ректификационные колонны) состоят из нескольких компонентов, каждый из которых используется либо для передачи тепловой энергии, либо для улучшения переноса материала. Типичная дистилляционная колонна состоит из нескольких основных частей:

Вертикальная колонна, в которой осуществляется разделение компонентов.

Внутренние детали колонны, такие как тарелки, тарелки или насадки, используемые для улучшения разделения компонентов.

Ребойлер для обеспечения необходимого испарения в процессе дистилляции.

Конденсатор для охлаждения и конденсации пара, выходящего из верхней части колонны.

Барабан для орошения для хранения конденсированного пара из верхней части колонны, чтобы жидкость (флегму) можно было рециркулировать обратно в колонку.

Вертикальный кожух содержит внутренние устройства колонны, вместе с конденсатором и ребойлером образует ректификационную колонну (рис. 4.6).

Рисунок 4.6. Отдельные части атмосферной дистилляционной колонны.

Источник : Speight, J.G. 2007. Химия и технология нефти 4 -е издание . CRC Press, Taylor & Фрэнсис Групп, Бока-Ратон, Флорида.

В установке для перегонки нефти жидкая смесь исходного сырья обычно вводится ближе к середине колонны на тарелку, известную как питающая тарелка. Эта тарелка делит колонну на верхнюю (обогащающую, ректификационную) секцию и нижнюю (отпарную) секцию.Сырье стекает вниз по колонне, где собирается на дне ребойлера. Тепло подается в ребойлер для образования пара. Источником подвода тепла может быть любая подходящая жидкость. На большинстве химических заводов это обычно пар, а источником нагрева могут быть выходные потоки других колонн. Пар, поднятый в ребойлере, повторно вводится в устройство в нижней части колонны. Жидкость, удаляемая из ребойлера, называется кубовым остатком.

Пар движется вверх по колонне; когда он выходит из верхней части устройства, он охлаждается конденсатором.Сконденсированная жидкость хранится в сборном сосуде, известном как флегмовый барабан. Часть этой жидкости возвращается обратно в верхнюю часть колонны, и это называется обратным холодильником. Конденсированная жидкость, удаляемая из системы, известна как дистиллят или головной продукт. Таким образом, существуют внутренние потоки пара и жидкости внутри колонны, а также внешние потоки сырья и потоки продуктов в колонну и из нее.

Колонна разделена на несколько горизонтальных секций металлическими тарелками или пластинами, каждая из которых эквивалентна дистилляционному аппарату.Чем больше тарелок, тем больше повторная перегонка, а значит, тем лучше фракционирование или разделение смеси, подаваемой в колонну. Колонна для фракционирования сырой нефти может иметь диаметр 13 футов и высоту 85 футов, высота определяется по общей формуле:

c=220d2r

r — количество остатка, выраженное в долях исходного сырья (Nelson, 1943).

Подача в типичную колонну поступает в зону испарения или мгновенного испарения, зону без тарелок.Большинство лотков обычно располагаются над этой областью. Однако подача в барботажную колонну может осуществляться в любой точке сверху вниз с тарелками выше и ниже точки входа. Это, конечно, зависит от типа сырья и желаемых характеристик продуктов.

4.2.3.a Тарельчатые колонны

Тарельчатая колонна обычно сочетает в себе открытый проточный канал с водосливами, сливными стаканами и теплообменниками. Свободное поверхностное течение над тарелкой нарушается выходящими через перфорированную тарелку пузырьками газа; с возможной утечкой жидкости, капающей через верхний поддон.

Обычно лотки представляют собой горизонтальные, плоские, специально изготовленные металлические листы, которые размещаются на определенном расстоянии в вертикальной цилиндрической колонне. Тарелки состоят из двух основных частей: (1) часть, где происходит контакт пара (газа) и жидкости – зона контакта и (2) часть, где происходит разделение пара и жидкости после контакта – зона сливного стакана .

Классификация лотков основана на:

1.

Тип пластины, используемой в зоне контакта.

2.

Тип и количество стояков, образующих зону стояков.

3.

Направление и путь жидкости, протекающей по контактной поверхности лотка.

4.

Направление потока пара (газа) через (отверстия в) пластине.

5.

Наличие перегородок, набивки или других дополнений к зоне контакта для улучшения сепарационных характеристик лотка.

Обычные типы пластин, для использования в контактной зоне :

1.

Колпачковые тарелки , в которых колпачки устанавливаются над стояками, закрепленными на пластине (рис. 4.5). Колпачки бывают самых разных размеров и форм, круглые, квадратные и прямоугольные (туннельные).

2.

Сито лотков с отверстиями разной формы (круглые, квадратные, треугольные, прямоугольные (прорези), звезда), отверстиями разного размера (примерно от 2 мм до 25 мм) и несколькими пробойниками. узоры (треугольные, квадратные, прямоугольные).

3.

Клапан Тарелки также доступны с клапанами различных форм (круглые, квадратные, прямоугольные, треугольные), размеров, веса (легкие и тяжелые), размеров отверстий, а также в виде фиксированных или плавающих клапанов. .

Тарелки обычно имеют один или несколько сливных стаканов. Используемый тип и количество в основном зависят от площади сливного стакана , необходимой для обработки потока жидкости. Однопроходные тарелки — это те, которые имеют один сливной стакан, доставляющий жидкость из тарелки выше.Это единственная барботажная зона, через которую проходит жидкость, чтобы вступить в контакт с паром, и один сливной стакан, через который жидкость проходит на поддон ниже.

Тарелки с несколькими сливными стаканами и, следовательно, несколькими проходами для жидкости могут иметь несколько геометрий компоновки. Сливные трубы могут идти параллельно от стены к стене или могут быть повернуты на 90 или 180 градусов на последовательных тарелках. Схема компоновки сливного стакана определяет расположение пути потока жидкости и направление потока жидкости в зоне контакта тарелок.

Предпочтение направления пара, протекающего через отверстия в пластине, заставит жидкость течь в том же направлении. Таким образом, можно управлять расходом и направлением потока жидкости, а также высотой жидкости. Наличие перегородок , экранной сетки или антизапотевающих матов , незакрепленных или закрепленных набивок и/или добавление других устройств в контактную зону может быть полезным для улучшения контактных характеристик лотка, и, следовательно, его эффективность разделения.

Наиболее важным параметром тарелки является ее эффективность разделения, и при проектировании и эксплуатации тарельчатой ​​колонны важны четыре критерия. Для обеспечения требуемого разделения:

1.

Уровень эффективности тарелки в нормальном рабочем диапазоне.

2.

Расход пара на «верхнем пределе», т. е. максимальная паровая нагрузка.

3.

Скорость пара на «нижнем пределе», т.е.д., минимальная паровая нагрузка.

4.

Падение давления в лотке.

Производительность разделения тарелки является основой производительности колонны в целом. Основная функция дистилляционной колонны заключается в разделении потока сырья на (как минимум) один верхний поток продукта и один нижний поток продукта. О качестве разделения в колонне можно судить по чистоте верхнего и нижнего потоков продукта. Спецификация уровней примесей в верхнем и нижнем потоках и степень извлечения чистых продуктов задают критерии для успешной работы ректификационной колонны.

Очевидно, что на эффективность тарелки в первую очередь влияет конкретный рассматриваемый компонент. Это особенно справедливо для многокомпонентных систем, в которых эффективность каждого компонента может быть разной из-за его различных коэффициентов диффузии, диффузионных взаимодействий и различных коэффициентов десорбции. Скорость потока пара также является фактором эффективности тарелки. Обычно увеличение скорости потока увеличивает эффективную скорость массопереноса, одновременно уменьшая время контакта.Эти противодействующие эффекты приводят к примерно постоянному значению эффективности тарелки в ее нормальном рабочем диапазоне. При приближении к своему нижнему рабочему пределу лоток начинает «плакать» и теряет эффективность.

4.2.3.b Насадочные колонны

Насадочная колонна аналогична реактору с орошаемым слоем, в котором пленка жидкости стекает вниз по поверхности насадки, контактируя с восходящим потоком газа. Небольшой фрагмент геометрии упаковки можно точно проанализировать, предполагая периодические граничные условия.Это позволяет откалибровать модель пористой среды для большого сегмента насадки.

Набивка в дистилляционной колонне создает поверхность, по которой растекается жидкость. Это обеспечивает большую площадь поверхности для массообмена между жидкостью и паром.

Различия между дистилляционными, отпарными и экстракционными колоннами

Разделение жидких компонентов является важной процедурой в промышленных процессах. От нефтехимической переработки до очистки сточных вод и фармацевтического производства — наличие безопасного и эффективного метода удаления соединений важно для обеспечения чистого и экологически безопасного побочного продукта.

Существует множество различных методов разделения жидкостей — каждый имеет свои плюсы и минусы, а также области применения, для которых они лучше всего подходят. В этом руководстве по методам разделения жидкости мы сравниваем различия между дистилляционными, отпарными и экстракционными колоннами и объясняем, как работает каждая из них.

Перегонка

Дистилляция является наиболее распространенным способом удаления загрязняющих веществ из сточных вод, образующихся в результате промышленных процессов. В качестве метода разделения жидкость-жидкость цель дистилляции состоит в том, чтобы разделить жидкую смесь, также называемую сырьем, на ее составляющие, изолируя желаемый продукт от различных загрязнителей.

В любом жидком веществе, таком как побочный продукт сточных вод химических и промышленных производственных процессов, содержится множество различных химических компонентов. Каждая химическая составляющая имеет свою температуру кипения или уровень летучести, который различается в зависимости от природы вещества.

Как работает метод дистилляции?

Метод дистилляции для разделения жидких компонентов основан на применении тепла. Поскольку каждая жидкая составляющая имеет свою собственную точку кипения и уровень летучести, применение тепла постепенно поднимает эти вещества до их точки кипения, превращая их в пар, который удаляет их из исходной жидкой смеси.Поскольку жидкая смесь постепенно доводится до кипения, компоненты с самой низкой температурой кипения удаляются первыми и легче всего.

Например, вода кипит при 212 градусах по Фаренгейту, а этанол кипит при 173 градусах по Фаренгейту. Нагревая водно-этанольную смесь до 195 градусов по Фаренгейту, вы можете преобразовать этанол из жидкого состояния в пар, эффективно удаляя его из смеси и оставляя после себя только воду.

Процесс дистилляции происходит в колонне — элементе оборудования, предназначенном для содержания исходного сырья, подачи к нему тепла, конденсации летучих веществ и сбора отделенных компонентов.В своей простейшей форме дистилляционное оборудование состоит из трех основных компонентов:

  1. Колонна: Колонна представляет собой контейнер, содержащий корм, который вводится в середину контейнера. Контейнер соединен с выходным источником, который позволяет проходить испаряемым компонентам, также называемым дистиллятом. Колонна также содержит несколько других компонентов, таких как тарелки или насадки, которые помогают дополнительно разделить компоненты сырья для повышения чистоты.
  2. Конденсатор: Конденсатор находится над колонной.Он охлаждает пар и возвращает его в поток жидкости, который собирается в отдельный контейнер, называемый флегмовым барабаном. Поток жидкости, полученный из испарившихся и сконденсированных компонентов, называемый обратным холодильником, возвращается обратно в колонну.
  3. Ребойлер: Источник тепла, называемый ребойлером, нагревает смесь внутри колонны до соответствующей температуры.

В зависимости от химических свойств самого сырья и желаемого продукта ректификационная колонна может различаться размерами и диаметром, а также уровнем давления внутри колонны и температурой нагрева и охлаждения смеси.Все эти переменные определяют, как построить дистилляционную колонну, соответствующую типу обрабатываемого сырья. Таким образом, дистилляционные колонны могут стать исключительно более сложными, чем описанная выше простая колонна.

Преимущества дистилляции

Дистилляция хорошо работает с жидкими смесями, которые имеют высокую относительную летучесть, что означает значительную разницу в уровнях летучести между продуктом и его загрязнителями. Кроме того, дистилляцию можно использовать для любого сырья, состоящего из одного или нескольких компонентов, что делает ее полезной в промышленных условиях, когда на продукт влияет множество загрязнителей.

Для получения максимально чистого дистиллята можно установить несколько питающих контейнеров в ряд, увеличивая уровни концентрации летучих веществ в смеси на каждом этапе. Создание дистилляционной колонны, позволяющей проводить несколько стадий цикла тепло-конденсация, повышает чистоту конечного продукта.

Недостатки дистилляции

Метод дистилляции для разделения жидкостей труднее осуществить со смесями, имеющими низкую относительную летучесть.Когда химические компоненты имеют аналогичный уровень летучести по сравнению с самим продуктом, их труднее изолировать с помощью нагревания, потому что они имеют такие же точки кипения. В этом случае для достижения большей точности необходимы специальные методы. Вещества с самыми высокими точками кипения никогда не могут быть полностью удалены из смеси и остаются в виде остатка в сырье. Таким образом, дистилляция никогда не может обеспечить 100% разделение.

Помимо несовершенного разделения, одним из основных недостатков метода дистилляции является то, что он потребляет огромное количество энергии во время процессов нагрева и конденсации.В результате метод дистилляции менее желателен в промышленных условиях, обрабатывающих большие объемы сырья. Кроме того, эксперты по безопасности предупреждают, что дистилляция может быть опасной из-за большого количества кипящей жидкости под давлением, присутствующей в дистилляционной колонне. Может произойти тепловое расширение, что может привести к возгоранию или взрыву.

Зачистка

В чем разница между десорбцией и дистилляцией? Основное различие заключается в методе, используемом для разделения компонентов корма.В то время как при перегонке используется тепло для выпаривания летучих веществ в пар, а затем их конденсация и удаление, при десорбции используются принципы абсорбции.

Абсорбция — это химический процесс, при котором молекулы в объемной фазе — жидкой или твердой — переносятся в газообразное вещество. Применительно к отгонке инженеры используют пар в качестве газа, поглощающего молекулы жидкости. В отпарной колонне молекулы жидкости, отделяемые от сырья, поглощаются водяным паром, эффективно отделяя их от целевого продукта.

Другим термином для очистки паром является скруббер, который относится к тому, как составляющие молекулы «вычищаются» из сырья. Отгонку с водяным паром также иногда называют дистилляцией с водяным паром, хотя дистилляция представляет собой другой химический процесс. Как и дистилляция, отгонка паром также используется для удаления летучих веществ, таких как этанол, метан, бензол или гексан, из сырья, особенно в ситуациях, когда эти соединения угрожают здоровью и безопасности окружающей среды, например, при загрязнении воды или воздуха.

Как работает метод зачистки?

Все колонны для удаления загрязняющих веществ работают по одному и тому же принципу — конструкция колонны постепенно отделяет компоненты от собираемого и удаляемого сырья. Хотя методы дистилляционной и отпарной колонны схожи, они отличаются несколькими ключевыми моментами.

В отличие от метода перегонки, при котором сырье вводится в середину колонны, в методе отпарки сырье вводится в верхнюю часть отпарной колонны.Пар, представляющий собой газообразную кипящую воду, вводится снизу отпарной колонны. Это называется противоточной конструкцией, поскольку пар и сырье вводятся с противоположных концов колонны.

По мере того, как исходный материал течет сверху вниз по колонне, он омывает пористый набивочный материал или тарелки, предназначенные для увеличения контактной поверхности, где встречаются пар и исходный материал. По мере поступления пара в сырье летучие вещества с самой низкой температурой кипения будут сначала поглощаться паром при контакте с ним.Летучие вещества с более высокой температурой кипения не будут подвергаться этому процессу, но если они имеют более низкую растворимость в воде, они все равно будут поглощаться паром и удаляться с ним.

Пар, содержащий абсорбированные соединения, выходит из верхней части колонны, где он обычно собирается, конденсируется и очищается. Однако иногда он выбрасывается прямо в атмосферу, если это безопасно.

Преимущества зачистки

Паровая отпарка является жизненно важным процессом в нефтехимической промышленности, поскольку она резко снижает количество выбрасываемых загрязняющих веществ.Промышленные перерабатывающие предприятия должны принимать серьезные меры предосторожности для предотвращения выделения летучих органических соединений (ЛОС) в воздух или источники воды. Паровая зачистка является высокоэффективным методом для достижения этих целей экологической устойчивости.

Помимо пользы для планеты, отгонка паром также является высокоэффективным методом удаления ЛОС по сравнению с другими методами — степень удаления ЛОС достигает 99 % или выше, в зависимости от конструкции. В то время как метод дистилляции ограничен температурами кипения каждого соединения, паровая десорбция не имеет таких ограничений.Хотя паровая отпарка не может изначально поглотить все органические соединения из сырья, последующий процесс очистки может увеличить общую скорость очистки.

Паровая зачистка также является экономичным долгосрочным вариантом. Поскольку для кипячения и охлаждения сырья не требуется большого количества энергии, общие эксплуатационные расходы на отпарные колонны остаются ниже, чем на дистилляционные колонны. Это делает паровую десорбцию выгодной инвестицией для промышленных предприятий, постоянно перерабатывающих большие объемы сырья.

Недостатки зачистки

Основным недостатком паровой отпарки являются высокие первоначальные капиталовложения. Чтобы максимизировать эффективность паровой отпарки, инженеры должны проектировать отпарные колонны очень высокими, чтобы вместить много слоев насадки или тарелок, которые увеличивают площадь поверхности контакта между сырьем и паром.

Дополнительные затраты на необходимые материалы и рабочую силу повышают общую стоимость строительства отпарной колонны, что иногда может быть сдерживающим фактором для предприятий, стремящихся минимизировать первоначальные затраты.Однако снижение эксплуатационных расходов с течением времени из-за более низкого энергопотребления может компенсировать более высокие первоначальные инвестиции в отпарную колонну.

Добыча

Экстракция — это третья форма разделения жидкостей на составляющие. Экстракция отличается как от дистилляции, так и от обработки паром тем, что при ней не используется кипящая вода или пар для облегчения отделения соединений от жидкостей. Вместо этого он опирается на существующее химическое свойство каждого вещества — уровни растворимости.

Каждое вещество имеет различный уровень растворимости в воде в зависимости от его органического состава. Некоторые вещества, например минералы, хорошо растворяются в воде, то есть легко растворяются. Некоторые химические растворители, используемые в промышленном производстве, обладают чрезвычайно низкой растворимостью, то есть не растворяются в воде.

Как и все методы разделения, целью экстракции является удаление летучих органических соединений или других компонентов из сырья. Добавляя в смесь растворитель, сырье можно разделить на составляющие в зависимости от того, насколько хорошо или плохо они смешиваются с растворителем.Вещества, которые хорошо смешиваются с растворителем, эффективно экстрагируются растворителем, оставляя после себя вещество, которое не смешивается с растворителем.

Экстракционные колонны чаще всего используются для опреснения воды, очистки сточных вод или разделения продуктов нефтехимии.

Как работает метод извлечения?

Как и в других формах разделения, метод экстракции использует колонку, также известную как экстракция без перемешивания. Однако существуют и другие формы экстракции, включая экстракцию в смесителе-отстойнике и центробежную экстракцию, которые считаются методами экстракции с перемешиванием.

Существует несколько различных конструкций экстракционных колонок, но все они работают по одному и тому же принципу. В экстракционной колонне колонна содержит сырье, добавляется растворитель, и компоненты разделяются по мере того, как растворимые молекулы попадают в растворитель. Поскольку оставшееся сырье представляет собой более тяжелую жидкость, оно стекает в нижнюю часть колонны. Растворитель представляет собой более легкую жидкость, и он всплывает к верхней части колонны вместе с собранными растворимыми веществами.

Колонна позволяет отделить слой растворителя, содержащий растворитель, от исходного слоя, при этом верхний слой растворителя можно экстрагировать из желаемой оставшейся жидкости.Экстракционные колонны не имеют внутренних движущихся частей, а вместо этого содержат внутренние механизмы для разделения сырья на этапы диспергирования.

Существует три конструкции экстракционных колонн:

  • Распылительная колонна: Простейшая форма экстракции, распылительная колонна просто извлекает тяжелую жидкость из легкого жидкого растворителя, вводя их в колонку противотоком.
  • Ситчатая колонна: Содержащие несколько слоев перфорированных тарелок, ситчатые колонны постепенно обеспечивают контакт сырья с растворителем, улучшая смешиваемость растворимых веществ и растворителя.
  • Колонка с насадкой: Набивочный материал в центре колонки способствует образованию капель или смешиванию сырья и растворителя.

Преимущества извлечения

Во многих отношениях экстракция представляет собой гораздо более простой процесс разделения жидкости, чем дистилляция или десорбция. Добавляя растворитель, вы позволяете собственным химическим свойствам вещества выполнять работу по разделению. Нет необходимости в ребойлерах или конденсаторах, а отсутствие внутренних движущихся частей делает экстракционные колонны более простыми в обслуживании и с меньшим риском поломки.

Простые экстракторы, такие как распылительные колонны, также относительно недороги в изготовлении и эксплуатации, так как их конструкция и эксплуатация невелики. Кроме того, их работа не требует огромных затрат энергии.

Ситчатые и насадочные колонны могут быть очень эффективными. В частности, конструкция колонны с ситчатыми тарелками хорошо подходит для увеличения размеров, что означает, что она может работать с большими объемами.

Недостатки извлечения

Недостатки экстракционных колонн зависят от конструкции.Поскольку нет внутреннего механизма, способствующего смешиванию, распылительные колонны считаются неэффективным способом разделения жидкостей, а это означает, что они не очень хорошо подходят для операций с высокой производительностью. Аналогичным образом, дизайн упакованных столбцов эффективен только тогда, когда задействованы ограниченные этапы, поэтому он плохо масштабируется.

Несмотря на более низкие эксплуатационные расходы и затраты на строительство, экстракционные колонны требуют значительного количества растворителя для работы в больших объемах. Растворители могут быть дорогими в таких больших количествах, поэтому этот дополнительный шаг увеличивает стоимость.

Выберите MACH Engineering для индивидуальных решений очистки

Выбор правильного метода разделения жидкости важен для достижения максимальной эффективности и производительности. Лучший метод разделения жидкости должен быть экономически эффективным и иметь высокую скорость разделения, удаляя как можно больше летучих органических соединений.

Мы в компании MACH Engineering знаем, что каждое предприятие имеет свои потребности в разделении жидкостей. Наша команда инженеров-конструкторов разработает индивидуальное решение для паровой зачистки, которое подойдет именно вам.Для получения дополнительной информации о наших услугах по проектированию и установке, свяжитесь с нами сегодня.

Колоночная хроматография – принцип, методика, применение

Что такое колоночная хроматография?

Колоночная хроматография описывается как полезный метод, при котором вещества, подлежащие выделению, помещаются в самую верхнюю точку колонки, загруженной адсорбентом (неподвижной фазой), и проходят через колонку с различными скоростями, зависящими от сродства каждого вещества к адсорбент и растворитель или смесь растворителей, и обычно собираются в растворе по мере того, как они проходят из колонки в разное время.

Двумя наиболее распространенными примерами неподвижных фаз для колоночной хроматографии являются силикагель и оксид алюминия, в то время как органические растворители считаются наиболее распространенными подвижными фазами.

Принцип колоночной хроматографии

Основным принципом колоночной хроматографии является адсорбция растворенных веществ из раствора с помощью неподвижной фазы и последующее разделение смеси на независимые компоненты.

В момент, когда подвижную фазу вместе со смесью, которую необходимо выделить, подают сверху колонны, движение отдельных компонентов смеси происходит с различной скоростью.

Компоненты с более низкой адсорбцией и сродством к неподвижной фазе выводятся быстрее по сравнению с более высокой адсорбцией и сродством к неподвижной фазе. Компоненты, которые движутся быстро, удаляются первыми, а компоненты, которые движутся медленно, элюируются последними.

Адсорбция молекул растворенного вещества на колонке происходит обратимо. Темп движения компонентов сообщается как:

R f = расстояние, пройденное растворенным веществом / расстояние, пройденное растворителем 

Где R f называется коэффициентом замедления

Диаграмма колоночной хроматографии (изображение изменено с https://bitesizebio.com/29947/основы-хроматография-колонка/ )

Компоненты типичной хроматографической системы, использующей газовую или жидкую подвижную фазу, включают:

  • Неподвижная фаза – Как правило, это твердый материал, обладающий хорошими адсорбционными свойствами и подходящий для разделения аналитов. Он не должен создавать препятствий потоку подвижной фазы.
  • Подвижная фаза и система доставки – Эта фаза состоит из растворителей, дополняющих неподвижную фазу.

Подвижная фаза действует как растворитель, проявляющий агент (способствует разделению компонентов в образце с образованием полос) и элюирующий агент (удаляет из колонки компоненты, которые отделились в ходе эксперимента).

Для жидкостной хроматографии: Длина 2–50 см и внутренний диаметр 4 мм, изготовлены из нержавеющей стали

Для газовой хроматографии: Длина 1–3 м и внутренний диаметр 2–4 мм, изготовлены из стекла или нержавеющей стали

Материал колонки и ее размеры очень важны для поддержки стационарной фазы и обеспечения эффективного разделения.

  • Инжекторная система — Отвечает за доставку тестовых образцов в верхнюю часть колонки по воспроизводимой схеме.
  • Детектор и самописец – Обеспечивает непрерывную регистрацию присутствия аналитов в элюате по мере их выхода из колонки.
    Обнаружение основано на измерении физического параметра (например, адсорбции в видимом или УФ-диапазоне).
    На самописце каждый отдельный аналит представлен пиком.

Коллектор на дне помещается в нижний конец колонки, предназначенной для сбора разделенных аналитов.

Стадии колоночной хроматографии:

  1. Подготовка колонки
  • В основном колонка состоит из стеклянной трубки с соответствующей стационарной фазой стационарная фаза упакована.
  • После заполнения колонки сверху помещается бумажный диск, чтобы избежать нарушения неподвижной фазы при введении образца или подвижной фазы.
    Нарушение неподвижной фазы (адсорбирующего слоя) приводит к неравномерным полосам разделения.

 Два типа подготовки колонки, известные как методы набивки, а именно:

  1. Техника сухой упаковки – Необходимое количество абсорбента добавляется в виде мелкого сухого порошка в колонку, и растворитель свободно течет через колонку до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие.
  2. Метод мокрой насадки – Суспензию адсорбента готовят вместе с подвижной фазой и заливают в колонку.
    Считается идеальной техникой для упаковки.

Перед использованием колонку следует тщательно промыть и полностью высушить.

  1. Введение пробы
  • Проба (смесь компонентов) растворяется в минимальном количестве подвижной фазы.
  • В одно мгновение образец вводится в колонку и в верхней части колонки поглощается.
  • В процессе элюирования отдельный образец может быть выделен из этой зоны.
  1. Метод элюирования

Благодаря этому методу отдельные компоненты полностью отделяются от колонки.

Процесс элюирования можно проводить двумя методами:

  1. Метод изократического элюирования – на протяжении всей процедуры используется растворитель той же полярности или такого же состава растворителя.

Пример: использование только хлороформа

  1. Метод градиентного элюирования – на протяжении всей процедуры разделения используются растворители с постепенно увеличивающейся полярностью или повышенной силой элюирования.

Пример: Бензол → Хлороформ → Этилацетат → Хлороформ

  1. Обнаружение компонентов
  • В случае, если смесь, разделенная в процедуре колоночной хроматографии, представляет собой окрашенные соединения, то контролировать процесс разделения несложно.
  • В случае если разделяемые соединения бесцветны, то мелкие фракции элюента последовательно собирают в маркированные пробирки. Тщательной ТСХ определяется состав каждой фракции.

Типы колоночной хроматографии
  1. Колоночная адсорбционная хроматография – Метод разделения, при котором разделяемые соединения (растворенные вещества) удерживаются или адсорбируются на поверхности адсорбента (неподвижная фаза).
  2. Колоночная хроматография – Основана на разнице коэффициентов распределения отдельных компонентов смеси, где неподвижная и подвижная фазы находятся в жидком состоянии.
  3. Колоночная гель-хроматография – Здесь разделение осуществляется через колонку, заполненную гелем и обладающую пористой неподвижной фазой. Его также называют Эксклюзионная хроматография
  4. Колоночная ионообменная хроматография – В основе лежит заряд молекул. Разделение происходит, когда молекулы притягиваются к противоположно заряженной неподвижной фазе.
  5. Газовая хроматография (ГХ)
  6. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)

Колоночная хроматография использует Колоночная хроматография

— один из универсальных методов очистки и разделения твердых и жидких веществ.

Основные приложения:

  1. Для выделения активных компонентов
  2. Для разделения смесей соединений
  3. Для удаления примесей или проведения процесса очистки
  4. Для выделения метаболитов из биологических жидкостей
  5. Для оценки лекарств в лекарственных формах или неочищенных экстрактах

Источники:

  1. http://www.rnlkwc.ac.in/pdf/study-material/physiology/column%20chromatography.pdf
  2. https://www.biomadam.com/types-of-column-chromography
  3. https://microbenotes.com/column-chromatography/

Chemistry Online @ UTSC

Введение

Хроматография (от греческого χρώμα: цветность, цвет и γραφειν: графеин писать) — это собирательный термин для набора лабораторных методы разделения смесей. Он заключается в пропускании смеси, растворенной в «подвижной фазе», через стационарную фаза, которая отделяет измеряемый аналит от других молекул в смеси на основе дифференциального разделения между подвижной и неподвижной фазами.Незначительные различия в коэффициенте распределения соединения приводят к дифференциальному удерживание на неподвижной фазе и, таким образом, изменение разделения.

Хроматография может быть препаративной или аналитической. Целью препаративной хроматографии является разделение компонентов смесь для дальнейшего использования (и, таким образом, является формой очистки). Аналитическая хроматография обычно выполняется с меньшим количества материала и предназначен для измерения относительных пропорций аналитов в смеси.Эти два понятия не являются взаимоисключающими.

Что такое колоночная хроматография?

Колоночная хроматография

— это препаративная методика, используемая для очистки соединений в зависимости от их полярности или гидрофобности. В колоночной хроматографии смесь молекул разделяется на основе их дифференциального распределения между подвижными молекулами. фаза и стационарная фаза.Для этого метода можно использовать столбец другого размера.

Установка микроколонки (используется для образцов менее 200 мг).

В качестве колонки используется пастеровская пипетка, и обычно для разделения смеси используется 1 г адсорбента (т.е. диоксид кремния/оксид алюминия).

  1. Возьмите пипетку Пастера и ~1 г кремнезема или оксида алюминия.
  2. Установите пипетку Пастера так, чтобы она была прямой, и закрепите ее зажимом.Небольшое количество стекловаты следует поместить в основание пипетки с помощью другой пипетки Пастера или проволоки. Это делается для того, чтобы предотвратить попадание мелких частиц. Затем в пипетку добавляли диоксид кремния через воронку с коротким стержнем. Верхняя часть силикагеля должна быть плоской/ровной. Если кремнезем не плоский, осторожно постучите пипеткой по столу, пока она не уровней (этот метод называется сухой загрузкой).
  3. Вы можете использовать колонку с небольшим зажимом, чтобы сделать запорный кран для контроля скорости потока (в нашем случае это не обязательно).
  4. В верхнюю часть колонки можно добавить небольшое количество песка (высотой около 2 мм), чтобы облегчить загрузку пробы. (это поможет образцу плавно пройти через колонку). В этом случае слой песка наверху также должен быть плоским.
  5. Смочите колонку с помощью подходящего растворителя/растворителей (гексан в случае с видео).Помогает уплотнить колонну (мокрая загрузка). В этот момент колонка не может быть сухой (вы должны постоянно добавлять растворитель в колонку и поддерживать ее поверхность влажной, пока не закончите эксперимент).
  6. Соберите фракции, используя промаркированные пробирки или флаконы.
  7. Поместите колонку в контейнер с надписью PASTEROUS PIPETTES WASTE.

Процедуры колоночной хроматографии

Загрузка микроколонки

  1. Получите разделяемую смесь и убедитесь, что она не превышает 200 мг.Если он закончился, используйте только 200.
  2. Растворите смесь в подходящем растворителе. Используйте как можно меньше растворителя, чтобы облегчить загрузку и чтобы иметь более тонкую полосу при работе с колонкой (вам нужно это для хорошего разделения).
  3. Когда уровень растворителя сравняется с уровнем песка, растворитель следует добавить в колонку с помощью другого стеклянная пипетка.Убедитесь, что образец равномерно добавлен в колонку, чтобы была тонкая полоса для разделения.

Запуск микроколонки

  1. После того, как образец полностью пройдет сквозь песок и почти коснется адсорбента, добавьте растворитель для элюирования. осторожно к колонке, чтобы свести к минимуму нарушение твердой фазы и песка.
  2. Продолжайте добавлять элюирующий растворитель в колонку так, чтобы она оставалась влажной на протяжении всего процесса сбора/элюирования.

Сбор фракций для микроколонки

  1. После добавления растворителя для элюирования используйте пробирки для сбора фракций и ТСХ для анализа собранные фракции. (Чтобы убедиться, что у вас есть продукт, который вы хотите) Также меняйте пробирки больше часто, когда близко связанные полосы выходят из колонки, чтобы получить надлежащее разделение.
  2. Также маркируйте собранные вами фракции.

Что мы используем для установки столбца? (стандартный протокол)

Колоночная хроматография состоит из двух отдельных фаз: твердой фазы и подвижной фазы. Обычно кремнезем или оксид алюминия используются в качестве твердой фазы для установки колонки. В этом эксперименте мы использовали силикагель в качестве твердой среды.Для того чтобы настроить колонку, взвесь, состоящая из адсорбента вместе с подходящим растворителем, обычно неполярным растворителем, смешивают вместе. Суспензия должна быть хорошо перемешайте, чтобы удалить все пузырьки воздуха, в противном случае образец не будет равномерно течь в колонке. Приготовленную суспензию затем добавляют в колонку. Песок также необходим наверху, чтобы облегчить загрузку образца.

Сколько кремнезема следует использовать?

Обычно мы используем следующее уравнение: Скоро появится из-за технических ошибок Поскольку мы находимся в миллиграммовой шкале, нам не понадобится много кремнезема, поэтому мы решили разделить с помощью микроколонки.

Подготовка колонки:

Микроколонку можно подготовить с помощью пипетки Пастера. Стеклянная вата вставлена ​​в нижнюю часть пастеровской пипеткой, чтобы кремнезем не вытекал из колонки. Убедитесь, что нижняя часть колонки плоская, чтобы обеспечить ровное разделение. Затем в колонку добавляют диоксид кремния. Убедитесь, что верхняя часть колонки с силикагелем также уровне, иначе это может привести к неравномерному разделению.С помощью металлического шпателя постукивайте по колонке, пока уровень кремнезема плоский. Сверху добавляется морской песок, чтобы экстракт работал одновременно. Колонка следует промывать неполярным растворителем для уплотнения кремнезема. После смачивания колонки растворителем, он должен оставаться влажным. Продолжайте добавлять растворитель в колонку и никогда не позволяйте ему высохнуть. Если столбец высыхает, разделение будет неравномерным, что приведет к неточным результатам.

Выбор правильного растворителя для работы с колонкой

Обычно неполярный растворитель используется для загрузки колонки при использовании силикагеля в качестве твердой среды. Перед использованием вашего элюирующего растворителя, его нужно было протестировать с помощью ТСХ, чтобы получить значение Rf около 0,3.

Загрузка столбца

Когда уровень растворителя почти достигнет уровня песка, можно добавить сырую смесь. равномерно в верхней части столбца.Сделайте полосу как можно тоньше, чтобы обеспечить хорошее разделение. Избегать соприкосновение с твердой кремнеземной средой при добавлении сырой смеси. Как только экстракты достигают кремнезема, вы можете добавить больше растворителя для элюирования.

Сбор фракций:

Убедитесь, что имеется достаточное количество пробирок для сбора соединений и достаточное количество растворителя для работы колонки.Не забудьте собрать фракции, как только образец будет загружен, потому что некоторое соединение может двигаться в той же скорости, что и растворитель. Чрезвычайно важно провести ТСХ фракций, чтобы убедиться, что правильные соединения выделяются. Также следите за тем, чтобы ваша колонка никогда не высыхала во время сбора. обработать. При использовании градиентной колонки важно сначала начать с наиболее неполярного растворителя, а затем затем соответственно увеличить полярность.

Колонка с набивкой

и колонка с лотком

Колонка с набивкой и колонка с лотком

Колонка с набивкой и колонка с лотком

Выбор колонны с тарелками или колонны с насадкой можно сделать на следующих основа :

Пластинчатые колонны
  1. Пластинчатые колонны могут работать с широким диапазоном расходов газа и жидкости.
  2. Эффективность тарелки можно предсказать более точно
  3. Работа колонны тарелки значительно плавнее.
  4. Система охлаждения может быть предусмотрена в тарельчатой ​​колонне.
  5. Пластинчатая колонка обеспечивает поэтапный контакт.
  6. Когда жидкость вызывает загрязнение или отложение твердых частиц, даже если лоток забит, его легче очистить, и над пластиной можно предусмотреть смотровые люки.
Пластинчатые колонны Тарелка (лоток)

Набивная колонка
  1. Колонны с насадкой больше подходят для работы с малой производительностью.
  2. Насадочные колонны особенно полезны в области вакуумной дистилляции.Здесь падение давления в колонне имеет первостепенное значение для минимизации давления и температуры в нижней части колонны.
  3. Для разделения чувствительных к теплу материалов подходят насадочные колонки, так как удержание жидкости низкое.
  4. Если проблема связана с коррозией, единственным решением может быть упаковка.
  5. Падение давления на единицу длины меньше в насадочной колонне.
  6. Насадочная колонка обеспечивает непрерывный контакт между паровой и жидкой фазами.
  7. Набивные колонны подходят для работы с системой пенообразования.
  8. Современные высокопроизводительные захваты доступны практически из любого материала.
  9. Общий вес набивной колонки меньше за счет использования насадки малого веса и большой емкости.
Набивная колонна с другой насадкой упаковка структуры

Недостатки
Пластинчатые колонны
  1. Система вспенивания снижает производительность тарельчатых колонн. Для подавления пены можно использовать антивспениватели.
  2. Очень высокая задержка жидкости. Поэтому падение давления очень велико.
  3. Для агрессивных жидкостей стоимость тарельчатой ​​колонны слишком высока из-за использования устойчивого к коррозии материала.
  4. Требуемая поддерживающая конструкция стоит дорого.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.