Ячейка для смешения сыпучего и жидкого веществ в калориметре Советский патент 1989 года по МПК G01K17/00 

Изобретение огносигся к тенлофизичес- ким измерениям а именно к калориметрическим измерениям тепла взаимодействия сыпучего и жидкого вен1еств, и может быть исио.чьзовано в кондуктивиых ка.юриметрах.

Цель изобретения - повьпиенпе точности измерения теплового :)ффекта взаимодействия еыпучего и жидкого веп1еств кондук- тивным калориметром за счет у.тучшения теплопередачи от смененных в ячейке веи1еств камере калориметра при одновременно.м уиро- И1ении собственно калориме1ра.

Иа фиг. 1 изображена предлагаемая ячейка; на фиг. 2 - размещение ячейки в калориметре до смешения; на фиг. 3 - ячейка в момент смешивания.

На фиг. 1 - фиг. 3 изображены стакан 1, сыпучее вешество 2, нробка-чашка 3, жидкость 4, конченый K. iaiian 5 КОНУСНОГО

доннсич) отверстня нробки-чашки, конусный В1,1стуи 6 стакана ячейки, крьппка 7 нроб- кн-ча1пки, отверстия 8 в крьпнке пробки-чаи1- ки. HiTOK клапана 9, кноика К) П1тока, иру- жина И, конусный рассеивате.1ь 12 к.паиаиа, камера 13 калориметра с донным выстуном, сопряженным с донным выстуном стакана ячейки, теиломер 14, крыпжа каме11ы 15. отверстие 16 в крьинке njaxrbi камеры, HITOK 17 крьпики иахты каме)ы. кнопка ип о- ка нробки 18 камеры, пружина иггока ка. ю риметра 19 и термостатир е. б,1ок-теп,1о- отвод 20.

Ячейка (фиг. 1) состоит из номешас - мого в камеру 13 калориметра стакана 1 с конусным выстуном 6 и пустотелой пробкой-чашкой 3, донное конусное отверстие которой заперто нодиружииенным конусным клананом 5, имеющим конусньн рассеиваСП

СП

о

оо

гель 12 и U1TOK, выходящий череа центральное отверстие 8 и крышку 7 пробки- чашки 3 и заканчивающийся кнопкой 10, между которой и крышкой 7 установлена чаетичио сжатая ифужина 11.

Камора 13 калориметра нмеет донный конусный выступ, сонряженный с донным конусным выступом 6 стакан 1 ячейки. Сыпучее вещество 2 помещают в стакан 1 ячейки вне калориметра. Жидкость 4 заливают в пробку-чашку 3 также вне калориметра через одно из нецентральных отверстий 8 в крьиике пробки-чан1ке 3. Таким образом, ячейка обеспечивает первоначальное разделение сыпучего и жидкого веществ, смен иваемы. затем в ячейке калориметра нажатием на кнопку 10 nJTOKa, прн угом конусный клапан 5 с рассекателем 12 опускается, открывая донное отверстие в нробке-чан1ке 3 и иозволяя жидкости из пробкп-чап1ки слиться на сыпучее BCHiecTHO в стакане ячейки.

Яче11ка работает следуюн1им образом.

Ячейку 1 сборе устанавливают (фиг., 2) в камеру 13 кало|)иметра , Н1а.та которой закрьпшетси к| )ьппкой с подпружиненным 1НТОКОМ 17, установленным в центральном отверстии 16 крьипки камеры 15.

Для смещения веществ (фиг. 3) пажима- ют на кнопку штока 17 ша.хты камеры. Шток 17, опустивнп1сь, иажпмает на кнопку К) иггока конусного клапана 5, в результате чего жидкость из пробкп-чащ- ки 3 сливается в стакан 1 ячейки, сме- П1ивая ис1Пз1туемые вещества.

11реим щество предлагаемой ячейки (по сравнению с известными) обусловлено су- П1ественным увеличением нлощади тенлонере- дачп от смешанны.х в стакане веществ через стакан к камере калориметра и уменьшением толщины слоя смешанны.х веществ между теп,:1онрипицаюninми новерхностями стакана ячейки, т. е. улучшенной теплопередачей от сме1нанных в стакане ячейки веществ к камере калориметра.

Высоту донного конуспого выступа 6 стакана 1 ячейки выбирают больп1е задан- Hoi o уровня смеп1анных веществ в кольцевом зазоре стакана 1 ячейки, а само задание этого уровня обеспечивается контролем масс сыпучего вещества и жидкости. Отпощеппе внутреннего диаметра стакана 1 к диаметру основания донного ко)1усного выступа ( стакана оптимально в п|)еделах от 1,7 до 2,5. Если OTHonienne меньше 1,7, то слишком возрастает глубина с, 1оя сыпучего вещества в кольцевом зазоре в стакане 1 ячейки, а если это отно- 1пепие больп1е 2,5 то слин1ком уменынает- ся п. ющадь теплопередачи. Оптимально и отношение в пределах от 0,9 до 1,1 диамет- la рассеивителя 12 к диаме 1ру (н пования

5

0

5

0

5

0

5

0

5

конусного выступа 6 стакана 1. Если это отнощение меньше 0,9 или больше 1,1, то жидкость из нробки-чашки 3 сливается на сы нучее вещество в кольцевом зазоре стакана неравномерно.

Угол конусности рассеивателя 12 оптимален в пределах от 40 до 50°, так как при большем угле конусности жидкость 4 из пробки- чашки 3 при опускании конусного клапана 5 с рассеивателем 12 попадает на стенки стакана 1, а при меньщем угле конусности попадает па конусный донный выступ 6 стакана 1.

Выполнение пробки-чашки, клапана, штока и рассеивателя из гидрофобного материала обеспечивает полный слив жидкости из пробки-чашки и соблюдение заданного значения жидкотвердого отношения с требуемой точностью.

Выполнение стакана ячейки из материала, не смачиваемого продуктами взаимодействия испытуемых веществ, позволяет использовать ячейку многократно, что имеет значительный экономический эффект.

Измерения с ячейкой смещения позволяют новысить точность определения тепловой мопиюсти взаимодействия сыпучего и жидкого веществ.

Формула изобретения

1.Ячейка для смешения сыпучего и жидкого веществ в калориметре, содержащая размешенный в камере калориметра стакан с пустотелой пробкой-чапжой, имеющей донное конусное отверстие для запорного конусного кланана, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения теплоты взаимодействия смеп1иваемых в стакане ячейки веществ за счет улучщенин теплопередачи от сме1папнь:.1х в стакане ячейки веществ к камере, донья стакана и камеры вынолнены в виде сопряженных конусных выступов, а клапан снабжен конусной пробкой с рассеивателем на подпружиненном штоке, проходящем через центральное отверстие пробки-чашки и заканчивающемся кнопкой, причем высота донного конусного выступа стакана больше заданного уровня смепшваемых в стакане веществ,отношения внутреннего диаметра стакана к диаметру рассеивателя и к диаметру основания донного выступа стакана составляют соответственно 1,7-2,5 и 0,9-1,1, а угол конусности рассеивателя - в пределах 40-50°.

2.Ячейка по п. 1, отличающаяся тем, что пробка-чап1ка и клапан с рассеивателем и штоком вынолнены из гидрофобного материала.

3.Ячейка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения многократного использования ячейки,стакан ячейки выполнен из материала, пе смачиваемого продуктами взаимодействия смешанных в ячейке веществ.

7 S

фиг I

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано в кондуктивных калориметрах. Цель изобретения - повышение точности измерения теплоты взаимодействия смешиваемых в ячейке веществ за счет улучшения теплопередачи от смешанных в ячейке веществ к камере калориметра. Ячейка содержит вертикальный стакан, вставленную в стакан на часть его высоты чашку с налитой в нее жидкостью и конусную пробку, закрывающую конусное отверстие в конусном дне чашки. Стакан выполнен с центральным конусным выступом дна, крышка чашки снабжена отверстиями, в том числе центральным. Пробка сверху снабжена штоком, проходящим через центральное отверстие в крышке чашки и заканчивающимся кнопкой. Между кнопкой и крышкой чашки размещена частично сжатая пружина, снизу пробка снабжена конусным рассеивателем. При этом чашка, пробка с рассеивателем и штоком выполнены из гидрофобного материала, а стакан ячейки - из материала, не смачиваемого продуктами взаимодействия смешанных в ячейке веществ. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

(риг.2

фигЗ

1в

15