Устройство для исследования кинетики быстрых химических реакций

 

." с .

О П И С А Н -И--Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сачоэ Советскнк

Соцнапнстнческнк

Респубанк (»l 658470

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29,12,75 (21) 2305216/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетОпубликовано 2504,79. Бюллетень ¹15

Дата опубликования описания 280479 (5!) М. Кл.

G N 31/00

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий (53) УДЫ

543.4: 543.5 (088. 8) (72) Авторы Е. 11. Бражников, A. A Иванов, Б. A. Русин, E. К. Руссиян, йЗОбрЕтЕИИя М. П. Семенова-)Kyxoaa, B. Л. Тальрозе, Е. Л, франкевич и A. С. Шаломеев (7!) заявитель

Институт химической физики (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ

БЫСТРЫХ ХИИИ -1ЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Изобретение относится к устройствам для исследования кинетики жидкофазных химических реакций струевым методом с автоматическим сканированием вдоль потока реагирующей смеси.

Известны устройства для исследования кинетики жидкофазных химическихх реакций стру евым мет одом, с одержащие реакционную камеру, на входе которой установлен смеситель растворов реагентов, связанный каналами с блоком подачи растворов реагентов в заданном соотношении. О ходе химического процесса судят по изменению какого-либо физического параметра (оптической плотности, температуры, электропроводности и др.), по длине реакционной камеры вдоль потока, для чего устройство снабжают детектирующей системой со сканированием (1) .

Указанные устройства сложны в изготовлении и не обеспечивают достаточной степени синхронизации процесса сканирования с подачей реагентов.

Также известно устройство для исследования кинетики быСтрык химических реакций, содержащее проточную реакционную камеру в виде трубки, смеситель, блок подачи реагентов с подВижнымя элементами, выполненными в виде плунжеров или цилиндров, и детектирующую систему (2) .

Для перемещения детектирующей системы вдоль потока реагирующей смеси в реакционной камере устройство снаб— жено приводом со ступенчатым или плавным изменечием скорости и синхронизируют его работу с подачей растворов реагентов в реакционную камеру, что усложняет конструкцию устройства.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что реакционная камера со смесителем расположена на одном иэ подвижных элементов, причем ось реакционной камеры совпадает по направлению с осью подвижного элемента, а детектирующая система установлена неподвижно. Внутри подвижных элементов выполнены каналы для подачи реагентов в смеситель.

При перемещении плунжеров (или цилиндров) растворы реагентов иэ полостей цилиндров по каналам подаются через смеситель в реакционную камеру, которая перемещается вместе с подвиж- ным элементом относительно неподвижной детектирующей системы. Таким образом, осуществляется сканирование

6584 70 реакци онн ой камеры вдоль потока реа гирующей смеси. Е3 связи с этим отпадает необходимость в приводе детектирующей системы и схемы синхронизации движения, что упрощает конструкцию и улучшает синхронизацию процесса сканирования с подачей растворов реагентов.

На фиг. 1 показан схематично общий вид предложенного устройства в продольном разрезе;на фиг.2 — соединение штока с плунжером; на фиг. 3 — 10 соединение смесителя со штоком и реакционной камерой.

Предлагаемое устройство содержит двухступенчатый цилиндр одностороннего действия, состоящий иэ большего цилиндра 1 и меньшего цилиндра 2, двухступенчатый плунжер, состоящий из плунжера 3 меньшего диаметра и плун>кера 4 большего диаметра, соединенного с приводом 5 возвратно-посту20 пательного движения. Плунжер 3 меньшего диаметра соединен со штоком б через уплотнительную прокладку 7. На конце штока 6 герметично установлен с помощью гайки 8 и прокладки 9 смеситель 10 эжекционного типа, к которому приклеена реакционная камера 11, выполненная в виде капилляра из прозрачного материала, например кварцевого стекла. Цилиндры 1 и 2 снабжены термостатирующими рубашками 12 и

13 и присоединены друг к.другу фланцами 14 и 15 через уплотнительную прокладку 16. Кольцевые полости 17 и

18 цилиндров 1 и 2, заполняемые раст.воРами реагентов, соединены через шту-.35

Ъеры 19 и 20 с трубопроводами 21 и 22, снабженными запорными вентилями 23 и

24, и имеют устройства для удаления воздуха 25 и 26. Смеситепь 10 сообщен с полостью 17 через канал 27 и ради- 40 альные каналы 28 в штоке 6, а с полостью 18 — через канал 29 в трубке

30, снабженной выступами 31 для центрирования ее в канале 27, канал 32 и радиальные каналы 33 в плунжере 3.

Один конец трубки 30 герметично соединен со штоком 6 в месте его крепления к плунжеру 3, а другой выполнен в виде сопла и является одним из элементов эжекционного смесителя 10. Для герметизации полостей 17 и 18 от атмосферы и друг от друга цилиндры 1 и

2 снабжены двухступенчатыми уплотнениями 34, 35 и 36 с дренированием.

Детектирующая система 37, выполненная, например, фотометрической, установлена неподвижно таким образом, что,когда шток б вдвинут в цилиндр 2, зондирующий луч света проходит через участок канала реакционной камеры 11 удаленный от смесителя 10, а при вы- 60 движении штока 6 луч последовательно сканирует поток реагирующей смеси вдоль канала по направлению к смеси T GJIIO 1 0

Работает устройство следующим образом.

Полости 17 и 18 цилиндров ) и 2 заполняют растворами реагентов через трубопроводы 21 и 22 при открыть:х вентилях 23 и 24 и при выдвинутых плунжерах 3 и 4. Воздух из полостей

17 и 18 выходит в атмосферу через устройства для удаления воздуха 25 и 26. Закрывают вентили 23 и 24 и выдерживают растворы реагентов в цилиндрах 1 и 2 в течение времени, достаточного для их согревания или охлах<дени я до заданной температуры.

После чего закрывают устройства для удаления воздуха 25 и 26 и приводом

5 вдвигают плун>керы 3 и 4 в цилиндры

1 и 2. Раствор реагента из полости

17 поступает в смеситель 10 по каналам 28 и 27, а из полости 18 — по каналам 33, 32 и 29.

Смесь реагентов из смесителя 10 поступает в реакционную камеру 11.

По мере прохождения потока реагирующей смеси, от входа реакционной камеры 11 к ее выходу реагенты взаимодействуют друг с другом, что приводит к изменению какого-либо физического параметра реагирующей смеси (оптической плотности, температуры, электропроводности и др.) .

Детектирующая система 37, относительно которой перемещается реакцион— ная камера 11, фиксирует это, что позволяет характеризовать скорость химической реакции.

Процесс сканирования детектирующей системой потока реагирующей смеси осуществляется в предлок<енном устройстве без применения самостоятельных приводов, а синхронизация сканирования производится автоматически, так как подача реагирующей смеси совмещается с перемещением реакционной камеры, а следовательно, и эоны реакции детектирующей системы.Формула изобретения

1. Устройство для исследования кинетики быстрых химических реакций, содержащее проточную реакционную камеру в виде трубки, смеситель, блок. подачи реагентов с подвижными элементами, выполненными в виде плунжеров или цилиндров, и детектирующую систему о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, реакционная камера со смесителем расположена на одном из подвижных элементов, причем ось реакционной камеры совпадает по направлению с осью подвижного элемента, а детектирующая система установлена неподвижно.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что внутри подвижных элементов выполнены каналы для подачи растворов реагентов в смеситель.

658470

Фи 8 2

Фиг.Ю

Составитель Н. Алимова

Редактор А. Абрамов Техред С.Мигай K екто О. Билак орр р

Тираж 1089 Подпи сн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 30 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2046/39

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источни ки ин(„ ормации прин ятые Во внимание при -экспертизе

1.Колдин Е. Быстрые реакции в растворе. М., Мир, 1966, с.39 — 50.

2. Заявка Р 2185480/26, кл. G 01 N 31/00,,октябрь 1975, по которой принято положительное ре щние о выдаче авторского свидетельства.