Устройство для исследования кинетики химических реакций

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ВТВЛЬСТВУ (щ881584 (61) Дополиительмое к авт.сеид-ву Р 218514 (22) Заявлено 021079 (21) 2826305/23-26 (5ЦМ. Кл.з

G 01 N 21/28 с присоединением заявки ¹. (23) Приоритет—

ГосударетвеииыЯ комитет

СССР оо яеааи изобветеии4 и открыти4

Опубликовано 1511.81; 6 оляетеиь ¹ 42 !

Дата опубликования описания 15,1181

1 (53) УДК 541.127 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л.Я. Шестаковский и В.В. Анненков

Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения AH СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ

ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Изобретение относится к устройствам для исследования кинетики быстрых химических реакций и может быть использовано для изучения растворов спектрофотометрическим методом.

По основному авт. св. известны устройства для исследования кинетики химических реакций (12.

Однако в таких устройствах возможно попадание воздуха через запорные

10 вентили, что приводит к снижению точности, а также к движению растворов в период регистрации.

Известно также устройство для исследований химических реакций, со- 15 держащее проточную кюаету, стоп-блок, блок подачи реагентов и пневмопушку (2). ъ

Недостатками известного устройства являются низкая производительность 20 из-за значительной затраты времени на подготовительные операции (переключение плунжеров, возвращение в исходное положение стоп-блока и настройка стоп-блока на расчетный обьем) недостаточная надежность точность вследствие заедания плунжеров подающего блока, вызванного. несовпадением направления силы удара пневмопушки с осями плчнжеоов. что, З0 в свою очередь, приводит к увеличению мертвого времени, а следовательно, к потере информации о6 исследуемой реакциит возможность потери ценных реагентов из-эа упрощения переключения плунжеров подающего блока нз подготовительного положения в рабочее (исходное), вызванного большим количеством операций по обслуживанию устройства, при которых возможны ошибки, приводящие к смешиванию исходных реагентов с прореагировавшими.

Цель изобретения — повышение точности н ускорение исследования, повышение удобства эксплуатация и надежности работы эа счет направления силы удара поршня пневмопушки по осям плунжеров и устранение их пере- косов

Цель достигается тем, что устройство снабжено программатором подготовительных операций, выполненным в виде установленных на плунжерах зубчатых колес, и находящейся в зацеплении с ними двусторонней подпру жиненной зубчатой рейки, в которой выполнен паз под блокировочный кулачок, торцы плунжеров со стороны пневмопушки снабжены сферами, а

881584 стоп-блок снабжен стержневым толкателем поршня, причем устройство дополнительно снабжено собачкой, установленной над кулачком.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 вид A на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение

Б-Б на фиг. 2.

Устройство для исследования кинетики химических реакций включает блок подачи 1 с рабочими объемами

2, соединенными подводящими каналами 3 с резервуарами 4 и отводящими каналами 5 со смесителем 6 реагентов. Плунжеры 7 размещены в рабочих объемах и связаны между собой перекладиной 8, имеющей осевой зазор относительно плунжеров. На плунжерах 7 установлены зубчатые колеса

9, входящие в зацепление с двусторонней подпружиненной зубчатой рейкой 10, специальные пружины ll закреплены своими концами на плунжерах

7 и перекладине 8. Плунжеры снабжены продольными пазами 12, соединяющими при повороте плунжеров соответствующий объем блока подачи с подводящими и отводящими каналами. В рейке 10 выполнен паз 13, охватывающий при заполнении рабочих объемов реагентами кулачок 14, на котором установлена собачка 15. Торцы плунжеров 7 снабжены сферами 16.

Через смеситель б блок подачи 1 герметично соединен с рабочей кюветой

17, имеющей окна иэ оптически прозрачного материала. С одной стороны проточной кюветы расположен источник света 18, с другой — фотоумножитель

19, сигнал с которого подается на осциллограф 20. В корпусе стоп-блока

21 расположен поршень 22, ход которого ограничен упором 23 с микрометрическим отсчетным механизмом

24 и толкателем 25. Электрический контакт 26 установлен в стоп-блоке для запуска развертки осциллографа синхронно с остановкой потока.

Пробка 27 закрывает сливной канал стоп-блока. Пневмопушка блока подачи реагентов состоит иэ корпуса

28, поршня 29, баллона 30 сжатого газа и запорного устройства 31.

Устройство работает следующим образом.

После удаления воздуха из каналов и установления регистрирующей системы на нуль по одному из реагентов перемещают перекладину 8, вдвигая плунжеры 7 и блок подачи до упора, а затем сверху вниз нажимают на рейку 10 (фиг. 3). При движении вниз рейка вращает зубчатые колеса

9. которые поворачивают вокруг своих осей плунжеры 7 до установки пазов

12 напротив подводящих каналов 3 °

Выдвигая плунжеры из блока подачи до упора в поршень 29, заполняют рабочие объемы 2 соответствующими реаd0

65 реагентов. Повышается удобство обслуживания, так как независимо от внимания экспериментатора устройство производит необходимые действия в строгой последовательности, задаваемой программатором. гентами из резервуаров 4. В этот момент паэ 13 охватывает кулачок 14, который не позволяет рейке подняться вверх и повернуть плунжера до полного заполнения рабочих объемов реагентами. Рейка, перемещаемая вместе с перекладиной, проходит вдоль кулачка. В конце хода паэ 13 рейки 10 освобождается от кулачка

14. Спиральные пружины 11, которые были закручены при повороте поршней раскручиваются и вращают поршни с зубчатыми колесами 9. Колеса поднимают рейку вверх. При этом пазы 12 устанавливаются напротив отводящих каналов (исходное положение) и соединяют их с рабочими объемами реагентов. Закрывают сливной канал стоп-блока пробкой 27 и по микрометрическому отсчетному механизму

24 устанавливают упор 23 в положе20 ние, определяющее объем подаваемых реагентов. Затем открывают запорное устройство 31, чем включают пневмопушку,и под действием сжатого воздуха (газа) поршень 29, воэдейст вуя через сферы 16, перемещает плун жеры в блок подачи. Реагенты из рабочих объемов по отводящим каналам

5 протекают через смеситель б в стоп-блок 21 под поршень 22 и резко поднимают его вместе с толкателем

25 до упора 23; при остановке поршня упором 23 происходит мгновенное торможение потока. Одновременно буртик толкателя 25 включает синхронизирующий контакт 2б и запускает развертку осциллографа 20, регистрирующего прохождение реакции в растворе, находящемся в кювете 17.

Цля подготовки к проведению следующего испытания реакции реагентов

40 необходимо открыть пробку 27, нажать на толкатель 25 вниз до упора, нажать рейку 10 вниз, перекладину вернуть к пневмопушке до упора, закрыть запорное устройство 31, подать в блок сжатый газ, закрыть пробку 27.

Собачка 15 не позволяет переместить перекладину с плунжерами назад без опущенной вниз рейки, т.е. без поворота плунжеров для связи рабочих объемов с подводящими каналами.

Введение в устройство для исследования кинетики химических реакций программатора подготовительных операций и толкателя позволяет в 4 — 5 раз увеличить производительность исследовательских работ, повысить надежность устройства, исключив-ошибки при обслуживании устройства, приводящие к потере дорогостоящих

881584

Формула изобретения

Повышение надежности работы устройства происходит эа счет сферических торцов плунжеров, направляющих силу удара поршня пневмопривода по осям плунжеров, что исключает перекос и заедание плунжеров, уменьшая этим мертвое время. Программатор также позволяет установить строго определенные объемы исследуемых реагентов /точные дозы реагируемых растворов) и исключить попадание пузырьков воздуха в рабочие объемы устройства эа счет установления жесткой траектории движений при подготовке устройства к работе.

1. Устройство для исследования кинетики химических реакций по авт. св. В 218514, о т л и ч а ю щ е- 20 е с я тем, что, с целью повышения точности и ускорения исследований, повышения удобства эксплуатации и надежности работы за счет направления силы удара поршня пневмопушки по осям плунжеров и устранения их перекосов, оно снабжено программатором подготовительных операций, выполненным в виде установленных на плунжерах зубчатых колес и находящейся в зацеплении с ними двухсторонней подпружиненной зубчатой рейки, в которой выполнен паз под блокировочный кулачок, торцы плунжеров со стороны пневмопушки снабжены сферами, а стоп-блок снабжен стержневым толкателем поршня.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено собачкой, установленной над кулачком.

Источники информациии, принятые во внимание при экспертизе

1. Колдин Е. Быстрые реакции в растворе. М., "Ичр", 1966, с. 5354, рис. 12 а.

2. Авторское свидетельство СССР

9 218514, кл. G 01 N 21/28, 1968.

ВНИИПИ Заказ 9957/65

Тираж 91 О. Подписное

Филиал ППП "Па те н т ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4