Автоматический газовый волюмометр

 

Союз Советским

Соцмапмстическнк республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (61). Дополнительное к авт. свнд-ву 3 (22) Заявлено 140477 (21) - 474466/18 с присоединением заявки Я (23) Приоритет

Опубликовано 25.0479.Бюллетень

Дата опубликования описания 250 й. Кл. й

G 01 N 7/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

УДК 54327. (088.8) (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕВИя В. Н. Трегубон, А, П. Платонов и P . Н. Штейнман (71) ЗаяВНтЕЛЬ Отделение Ордена Ленина института химической физики

AH СССР

i 5 4) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ГАЗОВЫЙ B0JHOHOtII1ETP

Изобретение относится к области физико-химических исследований, веществ, в частности, к устройствам для исследования кинетики газовыделения (газопоглощений) при химических реакциях, и янляется усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. 9 347630.

В основном изобретении по Ю ант.св. Р 347630 описан автоматический газовый волюмометр, содержащий реакционный сосуд, соединенный посредством подводящей магистрали с рабочей камерой переменного объема, снабженной датчиком из.;енения объема и подсоединенной к одному входу датчика изменения давления, при этом датчик изменения объема жестко связан с датчиком дифференцирующего устрой- 2 ства, охваченного обратной связью по скорости с усилителя, на входе которого. включен преобразователь давления в электрический сигнал (1).

Рабочая камера переменного объема выполнена на базе сильфона и кинематически связана с электродвигателем, обеспечивающим изменение объема пропорционально изменению давления, что ЗО позволяет исследонать кинетику газовыделения (газопоглощения) при постоянном давдении

Одним иэ недостатков изнестного устройства является то, что оно не .позволяет исследовать процессы, происходящие в замкнутом (постоянном) объеме. Кроме того, оно не позволяет работать при данлениях, отличающихся от атмосферных, и рассчитано на относительио кратковременные измерения, поскольку второй вход датчика изменения давления сообщается с атмосферой, и изменения атмосферного давления вносят существенные погрешности в результаты измерений. Выполнение рабочей камеры на базе сильфона не позволяет иметь высокую чувствительность устройства в случае исследонания малых и медленных гаэовыцелений (гаэопоглощений), например, до

0,1 см эа 10 час, так как при таком

Э конструктивном выполнении объем рабочей камеры превышает более чем на порядок объем измеряемых гаэовыделений, кроме того, погрешность на результаты измерения вносит нелинейность изменения объема сильфона при его деформации.

6584

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений.

Это достигается тем, что автоматический газовый волюмометр по авторскому свидетельству СССР 9347630 . дополнительно снабжен емкостью переменного объема и краном, соединяющим рабочую камеру переменного объема с емкостью переменного объема, подсоединенной ко второму эходу датчика изменения давления. 10

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где изображена схема устройства.

Волюмометр содержит реакционный сосуд 1, соединенный через кран 2 и трубопровод 3 с рабочей камерой 4 переменного объема и с одним входом датчика 5 изменения давления, связанного с преобразователем б разности давления н электрический сигнал, вы-, 20 полненным, например, íà базе механотрона, Второй вход датчика изменения давления 5 соединен с емкостью переменного объема 7, подсоединенной через кран 8 к рабочей камере переменного объема 4.

Рабочая камера переменного объема

4 и.емкость переменного объема 7 выполнены в виде цилиндров с калиброванными поршнями 9 и 10, кинематически связанными соответственно посредством винтовых передач 11 и 12, через зубчатые передачи 13 и 14 с эл".ктродвигателями 15 и 16, которые подсоединены через переключатель 17 к выходу усилителя 18, включенного в цепи преобразователя б разности давления н электрический сигнал. С зубчатыми передачами 13 и 14 кинематически связаны счетчик 19 визуального отсчета и через двухстороннюю муфту 40 сцепления 20 — подвижные контакты реохордов 21 и 22. При этом двухсторонняя муфта сцепления 20 сблокирова37 4 менного объема 7 расположены в термостате 27, Для предварительной настройки устройства и установки соотношений объемов рабочей камеры переменного объема 4 и емкости переменного объема 7 служит приспособление

28, выполненное в виде микрометрического винта.. Ha реакционном сосуде 1 установлен кран 29, через который производят откачку газа (воздуха) и устанавливают заданное рабочее давление.

Устройство работает следующим образом.

Эагружают в реакционный сосуд 1 навеску исследуемого вещества. При открытых кранах 2,8 и 29 устанавливают заданное рабочее давление и соотношение начальных объемов рабочей камеры переменного объема 4 и емкости переменного объема 7. В случае проведения исследований газовыделения (гаэопоглощения) при постоянном давлении закрывают краны 29 и 8, а переключатель 17 устанавливают в положение, при котором включен элект,.одвигатель 15, а подвижные контакты реохордов 21 и 22 кинематически связаны с зубчатой передачей 13 посредством двухсторонней муфты сцепления 20, устанавливаемой н рабочее положение переключателем 17.

Выделяющийся иэ навеСки вещества газ поступает по трубопроводу 3 в рабочую камеру 4 переменного давления и в датчик 5 изменения давления.

Разность давления посредством преобразователя б преобразуют в электричес- кий сигнал, поступающий через усилитель 18 на -электродвигатель 15, который через зубчатую передачу 13 и винтовую передачу 11 перемещает поршень 9, изменяя объем рабочей камеры 4 переменного объема. При этом на измерительном мосте 23 снимают сигнал изменения объема, а на дифференцирую50

60 на с переключателем 17, что позволяет вести регистрацию и запись изменений как н рабочей камере переменного объема 4, так и в емкости переменного объема 7. Реохорд 21 включен в измерительный мост 23 для снятия сигнала регистрации объема, à реохорд 22 — в схему дифференцирующего устройства 24 для снятия сигнала изменения скорости газовыделения, которое с измерительным мостом 23 включены н регистрирующее устройство 25.

Для улучшения динамических характеристик измерений усилитель охвачен обратной связью, включающей тахометрический мост 26. Кроме того, сигнал обратной связи может быть использован в дифференцирующем устройстне 24 .для получения сигнала изменения скорости газовыделения. Для исключения температурной погрешности рабочая камера переменного объема 4, датчик изменения давления. 5 и емкость перещем устройстве 24 — сигнал изменения скорости газовыделения, которые поступают на регистрирующее устройство 25.

В случае проведения исследований газовыделения (газопоглощения),при постоянном объеме закрывают краны 29 и 8, а переключатель 17 устанавливают в положение, при котором включен электродвигатель 16, а подвижные контакты реохордов 21 и 22 кинематически связаны с зубчатой передачей 14 посредством двухсторонней муфты сцепления 20, устанавливаемой н рабочее положение переключателем 17. В этом случае объем рабочей камеры 4 переменного объема остается постоянным, а изменяется объем емкости 7 переменного объема, чем компенсируют разность давлений н рабочей камере 4 и емкости 7. Регистрацию и измерение объема и скорости газовыделения (газопоглощения) производят, как и н

659

Формула .изобретения

Составитель С. Беловодченко

Редактор A.Àáðàìîâ Техред О.Андрейко Корректор A.Áëàñeíêî

Заказ 2043/37 Тираж 1089 Подписное

gHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 случае исследования, при постоянном давлени ..

Оснащение устройства дополнительной емкостью 7 переменного объема и краном 8, соединяющим ее с рабочей камерой 4, позволяет в широких пределах регулировать чувствительность 5 и измеряемый объем выделяющего газа.

Так, например, если установить начальный объем рабочей камеры 20 миллилитров и начальное давление, равное 1 атмосфере, то при гаэовыделе- 10 нии из исследуемой навески, например, 20 миллилитров конечное давление возрастает до 2 атмосфер.

Изменив начальный объем до 1 мил-.. лилитра при тех же гаэовыделениях и начальном давлении, равном 1 атмосфере, конечное давление практически возрастает в 10 раз и составит 20 атмосфер.

Известно, что атмосферное давление меняется в диапазоне от средней величины до 104. Предложенное техническое решение исключает влияние изменения давления окружающей среды на точность результатов измерений, позволяет повысить точность измерений 25 до 10% и проводить исследования как

437 6 при любом постоянном давлении, так и при постоянном заданном объеме, т.е. расширяет диапазон проводимых измерений. При этом можно варьировать в широких пределах скорость нарастания давления при исследованиях, что позволяет определять критическое давление, при котором прекращается процесс газовыделения для данного вещества или реакции.

Автоматический газовый волюмометф по авт.св. Р 347630, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диагчэона измерений, он дополнительно снабжен емкостью переменного объема и краном, соединяющим рабочую камеру переменного объема с емкостью переменного объема, подсоединенной ко второму входу датчика изменения давления.

Источники информации, принятые во внимайие при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 347630, кл. G 01 N 7/18, 1970.