Термостат для определения кинетических параметров экзотермических реакций

 

Изобретение касается исследования или анализа материалов с помощью тепловых средств. Цель изобретения - повышение точности и достоверности испытаний, увеличение эксплуатационной надежности. В термостате, содержащем корпус 1 термосного типа, теплоемкий газопроницаемый насадок, осевой вентилятор с электроприводом, основной электронагреватель 27, терморегулятор 8 и регистрирующий прибор 24, в полости между крыльчаткой вентилятора и датчиком 7 терморегулятора 8 установлен дополнительный электронагреватель , между теплоемким насадком и крыльчаткой вентилятора концентрично наружной поверхности насадка установлена вертикальная перегородка , снабженная эжекционными отверстиями и Перегородкой. Тепло (Л

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

pg 4 G 05 D 23/30

ПЬтКЛп ; ..;„-.:-;;.;-.Д

Е. БЛ 1С, i,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А-А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

; (21) 4157496/24-24 (22) 04. 11.86 (46) 15. 01. 89. Бюл. М 2 (71) Высшая инженерная пожарно-техническая школа (72) Я.С. Киселев и В.Я. Киселев (53) 621 ° 555(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 628472, кл. G 05 D 23/ 19, 1978 °

Я.С. Киселев и др. Особенности самовозгорания сухих казеинатов.

Разработка технологии и использование растворимых молочно-белковых концентратов, вып. 38. — Труды всесоюзного

: научно-исследовательского института молочной промышленности.-M. Пищевая промышленность, 1975, с. 38. (54) ТЕРМОСТАТ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ

РЕАКЦИЙ

„„ЯО„„1451668 А1 (57) Изобретение касается исследования или анализа материалов с помощью тепловых средств. Цель изобретения повьппение точности и достоверности испытаний, увеличение эксплуатационной надежности. В термостате, содержащем корпус 1 термосного типа, теплоемкий газопроницаемый насадок, осевой вентилятор с электроприводом, основной электронагреватель 27, терморегулятор 8 и регистрирующий прибор 24, в полости между крыльчаткой вентилятора и датчиком 7 терморегулятора 8 установлен дополнительный электронагреватель, между теплоемким на- садком и крыльчаткой вентилятора концентрично наружной поверхности насадка установлена вертикальная перегородка, снабженная эжекционными отверстиями и перегородкой. Тепло1451668 емкий насадок выполнен в виде двух. соосных концентрических газопроницаемых цилиндров, образующих кольцевую буферную полость статического давления. Над реакционным каналом установлена крышка 22 с дросселирующими отверстиями 23. Вал осевого вентилятора снабжен подшипниковым узИзобретение относится к технике исследования или анализа материалов с помощью тепловых средств, в частности к устройствам для определения склонности к тепловому самовозгоранию твердых дисперсных и волокнистых веществ и материалов, и может быть ис-. пользовано в химической, пищевой, топливной и других отраслях промышленности, а также в сельскохозяйственном производстве.

Цель изобретения — повышение точности и достоверности испытаний, увеличение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 изображена конструктив15 ная схема ермостата, HB фиг. 2— сечение А»А на фиг. 1.

Термостат содержит теплоиэолированный корпус 1 термосного типа с горизонтально расположенными плоскопараллельными дном и крышкой и вертикальной боковой поверхностью в форме замкнутой логарифмической спирали, вертикальную перегородку 2, снабженную эжекционными отверстиями 3, и перегородку 4, которые делят полость термостата на зону 5 ввода и смешения наружного воздуха с циркулирующим теплоносителем и зону 6 стабилизации изотермической среды. В зоне 5 ввода и смешения расположены датчик

7 терморегулятора 8, дополнительный электронагреватель 9 и крыльчатка

10 осевого вентилятора. Вал 11 осевого вентилятора выполнен полым со сквозным осевым отверстием 12 и снабжен подшипниковым узлом, установленным на боковой стенке корпуса 1 термостата. В корпусе 13 подшипникового узла по периметру присоединительного фланца выполнены радиальные отверстия

14, а между корпусом 1 термостата и лом, разобщен с валом электродвигателя и выполнен полым, причем в месте прохода полого вала сквозь корпус 1 термостата образован кольцевой зазор, а в корпусе подшипникового узла по периметру присоединительного фланца выполнены радиальные отверстия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. наружной поверхностью полого вала 11 в месте прохода последнего образован кольцевой зазор 15, В зоне 6 стабилизации иэотермической среды с равномерным зазором относительно внутренней боковой поверхности термостата и перегородки 2 расположены два вертикальных соосных концентрических газопроницаемых цилиндра, изготовленные из теплоемкого материала,- первый 16 и второй 17. Между цилиндрами 16 и

17 образована кольцевая буферная полость 18 статического давления. По оси цилиндра 16 выполнен центральный сквозной реакционный канал 19. Торцовые поверхности газопроницаемых цилиндров 16 и 17 изолированы от крьппки и дна термостата прокладками 20 из материала с низким коэффициентом теплопроводности. Загрузочное отверстие 21 выполнено соосно и одного диаметра с реакционным каналом 19 и снабжено крышкой 22 с дросселирующими отверстиями 23. В качестве термочувствительного датчика регистрирующего прибора 24 применена дифференциальная термопара 25, причем "холодный" спай термопары установлен в кольцевой полости t8 а "горячий" в центре испытуемого образца 26 по оси реакционного канала 19. Основной нагреватель 27 равномерно уложен внутри термосной оболочки корпуса 1 термостата и эапитан через источник

28 тока с регулируемым напряжением на выходе Привод вентилятора осуществляется посредством клиноременной передачи от электродвигателя 29 с регулируемой частотой вращения.

Термостат работает следующим образом.

1451668

При работе вентилятора во фронте вращения крыльчатки 10 создается перепад давлений, под действием которого наружный воздух подсасывается через радиальные отверстия 14 корпуса 13 подшипникового узла и через кольцевой зазор 15 поступает внутрь термостата в зону 5. Одновременно происходит приток наружного воздуха через сквоз- 1О ное отверстие 12 полого вала 11. Таким образом, омывая внутреннюю и наружную поверхности полого вала 1!,, наружный воздух снижает теплонагруженность подшипникового узла вентилятора. Образовавшаяся в зоне 5 смесь свежего воздуха с циркулирующим теплоносителем тангенциально вводится в зону 6 стабилизации изотермической среды. Центробежная сила, возникающая при вращательно-поступательном движении потока в кольцевом пространстве, образованном внешней поверхностью цилиндра 17, внутренней поверхностью корпуса термостата н вогнутой поверх- 25 ностью перегородки 2, сепарирует воздушную смесь: воздух, имеющий большую относительную плотность вследствие более низкой температуры отбрасывается к периферии потока и соприкасается со стенками термостата, Турбулентное движение потока и преимущественный контакт с нагретыми стенками термостата более холодных слоев способствуют быстрому выравниванию температуры циркулирующей

35 среды, а перегородка 4 вентилятора и эжекционные отверстия 3 обеспечивают поддержание постоянной окружной скорости воздушного потока в зоне 6 стабилизации изотермической среды, Окончательная стабилизация температурного поля происходит при прохождении воздуха сквозь стенки теплоемкого газопроницаемого цилиндра 17.

Пройдя сквозь стенки цилиндра 17; изотермическая воздушная среда поступает в кольцевую полость 18, которая

I выполняет функции буферной полости статического давления и служит для стабилизации температурного поля внутри реакционного канала 19 в момент загрузки и выгрузки испытуемого образца 26, Внутренний газопроницаемый цилиндр 16 обладает большим гидрав5 лическим сопротивлением по отношению к внешнему цилиндру 17 и служит для выравнивания скоростей потока по сечению реакционного канала 19. Прокладки 20 препятс: вуют теи..с ьо«у контакту теплоемкого насадка (гилиндров

16 и 17) с внутренней поверхностью корпуса термостата, что существенно снижает искажающее воздействие внешних недетерминирован -.ых тепловых нс точников на изотермичность среды в реакционном канале 19. Интенсивность удаления продуктов термического разложения испытуемого образца 26 и кратность воздухообмена в реакционном канале 19 во время ведения анализа задаются проходным сечением дросселируйщих отверстий 23 крышки

22 реакционного канала. формула изобретения

1. Термостат для определения кинетических параметров экэотермических реакций, содержащий теплоизолированный корпус с равномерно распределенным на его внутренней поверхности основным нагревателем, подключенным к источнику тока, установленные в полости теплоизолированного корпуса, соединенной с окружающей средой, первый газопроницаемый цилиндр, изготовленный из теплоемкого материала, с выполненным в нем центральным каналом для размещения образца, и крыльчатка осевого вентилятора, подключенного к электродвигателю с регулируемой частотой вращения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности испытаний, он снабжен дополнительным нагревателем, установленным между газопроницаемым цилиндром и крыльчаткой осевого вентилятора, а концентрично наружной поверхности газопроницаемого цилиндра установлена вертикальная перегородка с выполненными в ней эжекционными отверстиями, соединенная с перегородкой, установленной между крыльчаткой и стенкой теплоизолированного корпуса, причем первый газопроницаемый цилиндр размещен во втором гаэопроницаемом цилиндре, выполненном из теплоемкого материала, с образованием кольцевой буферной IIoлости статического давления между обоими газопроницаемыми цилиндрами, а полость центрального. канала соединена с окружающей средой через дросселирующие отверстия.

2. Термостат по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

1451668

Составитель Н. Мирная

Корректор M-Самборская

Техред А. Кравчук Редактор А. Orap !

Заказ .7079/46 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. ул. Проектная, 4 повышения надежности и точности термостата, в нем вал осевого вентилятора снабжен подшипниковым узлом, ра" зобщен с валом электродвигателя, причем в месте прохода вала через стенку теплоизолированного корпуса образован кольцевой зазор, а в корпусе подшипникового узла по периметру присоединительного фланца выполнены радиальные отверстия.