Автоматические седиментационные весы

 

Жя 61117

Класс 421, 25о2

42А, 11о

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С. Я. Стародубцев

АВТОМАТИЧЕСКИЕ СЕДИМЕНТАЦИОННЫЕ ВЕСЫ

Заявлено 19 сентября 1940 г. 3a № 35392 в Народный Комиссариат химической промышленности СССР

Весовой метод седиментометрического анализа является бесспорно лучшим методом, а осуществление его на приборах типа весов Одена или Ринда дает удовлетворительную точность измерений. Однако такие весы не получили распространения вследствие сложности конструкции и дороговизны их изготовления.

Согласно настоящему изобретению, предлагаются автоматические седиментационные весы, отличительной особенностью которых является применение пружинного противовеса, соединяющего грузовое коромысло с подвижным стержнем кремальеры, связанной с пишущим приспособлением.

Кремальера при этом приводится в движение электродвигателем, управляемым импульсами от электрических контактов весов.

Пружинный противовес сглаживает вертикальные колебания и дает возможность непосредственного перемещения пишущего приспособления для записи кинетики процесса седиментации.

Устройство предлагаемых весов схематически изображено на чертеже.

К коромыслу обычных лабораторных (технических) или аналитических весов с одной стороны (справа) вместо чашки весов подвешивается специальный диск, который погружается в цилиндр 2 с исследуемои суспензией Диск — стеклянный, жестко связанный с тонким стеклянным стержнем 1, служащим для его подвеса (диск и стержень могут быть и металлические, парафинированные против коррозии в водной среде) .

С другой стороны (слева) вместо чашки весов подвешивается маленькая чашечка 8, а на крючок у ее дна подвешивается тонкая чувствительная пружина 4, которая нижним своим концом связывается с подвижным стержнем кремальеры 5, укрепленной на доске весов.

¹ á1117

На стойке весов слева укрепляется металлическая пластинка б, на которой помещается клемма 7, и на изоляторе — клемма 8. Последняя имеет снизу платиновую пластинку и устанавливается над коромыслом, над платиновой иглой 9. Таким образом, этот контакт 8 — 9 замыкает гок между проводами, подведенными к клеммам. В случае агатовых призм у весов клемма 7 связывается мягким проводничком с центром коромысла.

Ocb кремальеры 5 связывается с осью электродвигателя 10. Эта связь осуществляется при помощи металлического шланга, прикрепленного к муфтам, насаженным на оси мотора и кремальеры. Муфта на оси мотора делается разрезной со стягивающим кольцом, развинчиванием которого легко достигается возможность холостого хода оси кремальеры.

Замыкание тока на питание двигателя производится при помощи реле И. Реле — соленоидное, с ртутным вакуумным контактом 14 питается непосредственно от сети 120 в, или от трансформатора 12 в, при соответствующей катушке для тока 4 — 12 в. Включение реле и двигателя ясно из схемы, изображенной на чертеже.

Работа прибора при проведении опыта изучения седиментации суспензии осуществляется следующим образом.

Погруженный в цилиндр с суспензией диск, уравновешенный на коромысле весов некоторым натяжением пружины 4, и тарирующими разновесками, помещаемыми на чашечку 8, опускается по мере оседания твердой фазы суспензии; равновесие весов при этом нарушается, благодаря чему замыкается контакт 8 — 9 Тогда срабатывает реле 13, ртутный контакт 14 которого замыкает ток на электродвигатель 10; происходит поворот оси кремальеры 5, отчего стержень кремальеры опускается, а происходящее при этом натяжение пружины приводит коромысло весов снова в равновесие, контакт 8 — 9 размыкается и работа реле и электродвигателя прекращается. При дальнейшем оседании суспензии равновесие вновь нарушается, вновь замыкается контакт на реле, вновь срабатывает двигатель и натяжением пружины вновь восстанавливается равновесие, Такие периодические «шаги» кремальеры повторяются до практически полного оседания твердой фазы.

Стержень кремальеры связывается с укрепленным на кронштейне 15 рычагом 15 при помощи штифта 17, свободно передвигающегося в прорези в пластинка рычага. На другом конце рычага на свободно передвигающихся по пластинке рычага салазочках 18 укрепляется перо для самопишущего приспособления. Укрепленный на салазочках штифт скользит в прорези рейки 19, которая устанавливается на стойке 20, где помещается барабан 21 с часовым механизмом.

Если при вышеописанном проведении опыта перо привести в соприкосновение с миллиметровой бумагой, укрепленной на вращающемся барабане 21, то прибор будет производить автоматическую запись кинетики седиментации (кривой оседания). При этом достаточно знать время начала и конца опыта, чтобы по установленному таким образом масштабу графика иметь возможность полностью охарактеризовать изучаемую суспензию.

Запись кривых может быть сделана в различном масштабе: по ординате — в зависимости от длины левого плеча рычага (до пера), а по абсциссе — в зависимости от скорости вращения барабана или изменения высоты оседания суспензии (H) .

Перед началом проведения опыта следует установить при холостом ходе оси кремальеры равновесие весов при минимальном зазоре контакта, с диском, погруженным в чистую среду (нулевая точка), а затем № 61117 весы арретировать, далее связать кольцом ось кремальеры с осью двигателя, привести перо самопишущего аппарата в соприкосновение с бумагой на барабане, после чего вместо цилиндра со средой установить на то же, заранее отмеченное место такой же цилиндр с изучаемой суспензиеи, налитой до той же высоты Н, и весы дезарретировать; затем засекают время начала опыта, когда первый раз сработают реле и двигатель. В дальнейшем вся работа прибора будет проходить автоматически.

Пружины для прибора могут быть легко изготовлены из тонких стальных струн; в зависимости от диаметра и числа витков они будут различной чувствительности. Следовательно, на одном и том же приборе могут анализироваться суспензии с разнообразной концентрацией.

На этом же приборе можно проводить и исследование эмульсий.

Для этого лишь необходимо контакт установить под коромыслом и перевернуть кремальеру так, чтобы ось ее (с трипкой) была с другой стороны, и тогда прибор будет работать не на опускание, а на подъем диска.

Как показывают проведенные автором опыты на опытном экземпляре прибора, работа таких автоматических седиментационных весов очень надежна и дает прекрасные результаты. Особенно благоприятно практическое отсутствие вертикальных качаний диска, что является результатом применения пружины, и поэтому отпадает необходимость установки усложняющих конструкцию электромагнитных амортизаторов, как у весов Одена. Ртутный контакт и инерция электродвигателя обеспечивают такое время срабатывания, которое необходимо лишь для минимального шага.

Предмет изобретения

Автоматические седиментационные весы с коромыслом, снабженным электрическими контактами, служащими для подачи импульсов управления при нарушении равновесия, отличающиеся тем, что, с целью перемещения пишущего приспособления для записи кинетики процесса седиментации на вращающемся барабане, грузовое коромысло снабжено пружинным противовесом, соединенным с подвижным стержнем кремальеры, связанной с пишущим приспособлением и приводимой в движение электродвигателем, управляемым подаваемыми импульсами. № 61117

Редактор А. П. Бидевкин Техред T. П. Курилко

Корректор И. А. Шпынева

Подп, к печ 15.И-62 г. Формат бум, 70 108 />< Объем 0,35 изд. л.

Зак. 6612 Тираж 200 Цена 5 коп.

ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, M. Черкасский пер., д. 2/6.

Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, 14.