Лабораторный стенд Домрина А.Ф. для обработки фотоматериалов Советский патент 1992 года по МПК G03D3/00 

Изобретение относится к лабораторному оборудованию с активным термостатиро- ванием рабочего объема, в частности к устройствам подготовки фоторастворов и к фотообрабатывающим устройствам для создания однородного температурного поля в рабочем объеме и стабилизации температуры фотохимических растворов и промывочной воды перед фотообработкой и в процессе ее.

Известен лабораторный стенд для химико-фотографической обработки, представляющий собой единичный проявочный бак, стабилизация температуры в котором осуществляется путем уменьшения тепловых потерь через стенки корпуса и путем их возмещения с помощью нагревателя. Для этого бак выполнен из материала с низким коэффициентом теплопроводности (например, из полиуретана) и армирован материалом с высоким коэффициентом отражения тепла (например, алюминием). Внутрь проявочного бака введен электронагреватель, выполненный, например, в виде трубчатого электронагревателя.

Недостатком этого лабораторного стенда является невозможность обеспечения заданной однородности температурного поля, в частности требуемой объемной изотер- мичности обрабатывающего раствора при

XI

01

сл го

00

колебаниях температуры внешней среды, что связано с локальным подведением тепла с помощью электронагревателя к обрабатывающему раствору,

Кроме того, неэффективное использование рабочего объема бака, часть которого занята электронагревателем, приводит к необходимости увеличения количества обрабатывающего раствора. Все это ухудшает эксплуатационные характеристики лабораторного стенда.

Известен лабораторный стенд для быстрой обработки фотоматериалов, представляющий собой камеру обработки, имеющую форму параллелепипеда, размеры которого соответствуют формату обрабатываемого фотоматериала. В верхней части устройства имеется светонепроницаемая крышка, которая снимается при загрузке фотоматериала. Постоянство температуры обрабатывающего раствора поддерживается с помощью водяной рубашки, окружающей камеру обработки. Вода, подаваемая в водяную рубашку, нагревается электрическим нагревателем, снабженным терморегулятором. Перед началом работы в камеру обработки заливается необходимое количество обрабатывающего раствора и после до- ведения температуры его до регламентированной в полной темноте загружается экспонированный фотоматериал.

Недостатком этого лабораторного стенда является длительный выход на установочный режим, обусловленный необходимостью нагрева большого объема жидкости водяной рубашки и значительного объема обрабатывающего раствора. Кроме того, недостаточная однородность поля температур водяной рубашки, связанная с наличием в ней застойных зон, не обеспечивает требуемую равномерность нагрева обрабатывающего раствора, Все это ухудшает эксплуатационные характеристики лабораторного стенда.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее размещенные в корпусе N последовательно установленных односекционных термостатируемых рабочих камер, гдеМ 1,2m

k, а также датчик температуры и нагреватель.

Недостатком этого лабораторного стенда является значительная тепловая инерционность теплоносителя водяной бани, вызывающая длительность выхода устройства на установочный тепловой режим. Из- за плохих условий теплопередачи от нагревателя к слоям фотораствора вблизи фотоматериала в устройстве также невозможно быстрое достижение регламентированного режима фотообработки Кроме того, необходимость в создании принудитель- ной циркуляции теплоносителя в резервуаре для повышения равномерности 5 нагрева рабочих камер, требует наличия в устройстве нагнетателя рабочей среды и необходимости управления им в процессе работы устройства, Недостатком является также необходимость в наполнении его ре0 зервуара перед каждой фотообработкой водой и слива этой воды после окончания фотообработки с последующей чисткой его стенок, что повышает трудоемкость работ. Цель изобретения - улучшение эксплуа5 тационных характзристик путем сокращения времени обработки и облегчения обслуживания.

Поставленная цель достигается тем, что в известном лабораторном стенде для обра0 ботки фотоматериалов, содержащем размещенные в корпусе N последовательно установленных односекционных термоста- тируемых рабочих камер, где N 1,2,..., гпk, а также датчик температуры и нагре5 ватель, нагреватель термически связан с донной областью корпуса, а донная область корпуса и боковые стенки односекционных термостатируемых рабочих камер выполнены полыми, вакуумированными и соединен0 ными между собой.

Постасленная цель достигается также тем, что односекционная термостатируемая рабочая камера выполнена в виде вертикального бака для обработки или горизон5 тальной кюветы для обработки.

Поставленная цель достигается также тем, что односекционная термостатируемая рабочая камера выполнена в виде емкости для запасной рабочей среды.

0 Поставленная цель достигается также тем, что односекционная термостатируемая рабочая камера выполнена в виде емкости для промывающей среды.

Поставленная цель достигается также

5 тем, что N последовательно установленных односекционных термостатируемых рабочих камер размещены в р параллельных между собой рядах, а нагреватель выполнен плоским, или в виде стержня и установлен

0 соответственно на внешней поверхности донной области корпуса или в заглушенном трубчатом углублении донной области кор- пуса.

На фиг, 1 изображено предложенное

5 многосекционное устройство, общий вид. разрез; на фиг. 2 - односекционное устройство в форме вертикального бака, общий вид, разрез; на фиг. 3 - то же, в форме горизонтальной кюветы, общий вид, разрез; на фиг. 4 - многосекционное устройство в

форме фототермостата с секциями в виде несъемных емкостей для рабочей среды, общий вид, разрез; на фиг, 5 - односекцион- ное устройство в форме промывочной емкости, общий вид, разрез.

Предложенный лабораторный стенд включает в себя общий корпус 1 (фиг. 1-5) с термостатируемой рабочей камерой, выполненной либо односекционной (секции 2,3,4 соответственно на фиг. 2,3,5), либо содержащей несколько последовательно расположенных секций 3-5 (фиг. 1) или 5 (фиг. 4), предназначенных для проведения различных или идентичных лабораторных операций,напримеропераций химико-фотографической обработки. Корпус 1 выполнен теплопроводным, металлическим, например, из нержавеющей стали или из титана. По форме корпус 1 и секции 2-5 (фиг, 1-5) рабочей камеры могут быть произвольными. В частности, секция 2 (фиг. 2) рабочей камеры может быть выполнена в форме вертикального обрабатывающего бака прямоугольного или круглого сечения. Секция 3 (фиг. 1,3) может быть также выполнена в форме горизонтальной кюветы. Кроме того, секция 4 (фиг. 1, 5) может быть выполнена в виде промывочной емкости. Наконец, секция 5 (фиг. 1, 4) может быть выполнена в виде емкости для рабочей среды (например, для запасного фотохимического раствора).

Днище рабочей камеры выполнено полым, образующим полость 6 (фиг. 1-5). Боковые стенки секций рабочей камеры также выполнены полыми с полостями 7. Полости 6 днища и полости 7 боковых стенок секций рабочей камеры выполнены сообщающимися между собой. Днище рабочей камеры и боковые стенки ее секций образуют единую тепловую трубу, испаритель которой 6 выполнен в виде днища, а конденсатор 7 - в виде системы боковых стенок секций. Испаритель 6 и конденсатор 7 тепловой трубы образуют замкнутый герметичный корпус, из которого удален неконденсирующийся газ. Тепловая труба выполнена безфитиль- ной гладкостенной (термосифонного типа). Однако возможна и тепловая труба, на внутренней поверхности корпуса которой расположена капиллярно-пористая структура - фитиль (не показано). Загерметизированный металлический корпус тепловой трубы заполнен рабочей жидкостью 8 (фиг. 1-5), например, водой, служащей в качестве теплоносителя, способного эффективно переносить тепло в интервале температур 40-180°С, достаточном для работы устройства. Рабочая жидкость 8 должна находиться в полости тепловой трубы как в жидкой, так

и в паровой фазе. В тепловую трубу заправлено такое количество рабочей жидкости 8, при котором она занимает 15-25% объема ее внутренней полости. Испаритель б тепловой трубы предназначен для поглощения теплоты, испаряющейся рабочей жидкостью 8, а конденсатор 7 - для ее выделения кондерсирующимся паром рабочей жидкости. Тепловая труба является самостоятель0 ным контуром циркуляции теплоносителя, испытывающего фазовые переходы (испарение - конденсация).

С донной областью 6 рабочей камеры термически связан нагреватель 9 рабочей

5 жидкости 8, являющийся одним из элементов системы нагрева секции 2-5 рабочей камеры. Нагреватель 9 выполнен резистивным, электроизолированным от окружающей среды и образует единый задат0 чик температуры рабочей жидкости 8 в рабочем объеме исполнителя 6 тепловой трубы. В одном из вариантов конкретной реализации лабораторного стенда нагреватель 9 (фиг. 1, 3, 5) выполнен плоским, съем5 ным, размещен с внешней по отношению к полости 6 днища стороны и установлен на тепловой контакт с испарителем 6 тепловой трубы. В другом варианте реализации устройства нагреватель 9 (фиг. 2, 4) выполнен в

0 виде стержня и установлен в заглушенном трубчатом углублении 10 испарителя 6 тепловой трубы на тепловой контакте ним. При этом конструктивно нагреватель 9 может быть выполнен по любой известной схеме.

5 Для обеспечения форсированного прогрева рабочей жидкости 8 (фиг. 1-5) в пусковом режиме работы устройства нагреватель 9 может быть выполнен в виде двух автономных, пускового и рабочего, нагревательных

0 элементов (не показаны). При использовании нагревателя 9 (фиг. 2,4) в виде стержня для регулирования его мощности может быть предусмотрена также возможность введения этого стержня внутрь трубчатого

5 углубления 10 на разную глубину.

Электронагреватель 9 (фиг. 1-5) является частью системы термостабилизации, в которую входит также датчик температуры 11 и внешний блок контроля и регулирования

0 температуры (не показан). Датчик температуры 11 может быть любым известным устройством, установленным внутри любой из секций 2-5 рабочей камеры. Датчик температуры 11 и нагреватель 9 электрически свя5 заны с внешним блоком контроля и регулирования температуры, сигналы которого используются для управления током обмотки нагревателя 9.

Другим важным элементом системы термостабилизации секций 2-5 рабочей камеры является кожух 12, выполненный из теплоизоляционного материала, например, пенополиуретана или винипласта. Кожух 12 может также содержать и несколько слоев теплоизолятора (не показаны), среди которых могут быть и теплоотражающие экраны, Оболочка кожуха 12, плотно облегающая рабочую камеру (корпус 1), помимо теплоизоляционных свойств обеспечивает и высокую механическую прочность устройства, являясь его несущей конструкцией, к которой крепятся рабочие камеры 2-5. Кожух 12 может содержать съемные элементы 13 (фиг. 1, 3), закрывающие нагреватель 9, необходимые при замене вышедшего из строя нагревателя 9.

Секции 2-4 (фиг. 1-3, 5) рабочей камеры сверху могут быть закрыты легко снимаемыми крышками (не показаны), выполненными также из теплоизоляционного материала. Секции 5 (фиг. 1, 4) закрыты теплоизолирующими пробками 14. Секции 2-5 (фиг. 1, 2) снабжены сливными патрубками 15.

Промывочная емкость 4 (фиг. 5), кроме сливного патрубка 15, снабжена патрубком 16 центрального водоснабжения. Промывочная емкость 4 включает в себя также элементы циркуляции промывочной воды, выполненные, например, в виде направляющего раструба 17 с одним (верхним) открытым торцом, стенки которого расположены эквидистантно относительно боковых стенок секции. Раструб 17 разделяет рабочий объем промывочной емкости 4 на две основные ее полости, центральную полость 18 обработки и периферийную полость 19 нагрева воды.t

Секции 3-5 (фиг. 1) рабочей камеры расположены в один ряд. Однако, секции многосекционной рабочей камеры могут быть расположены и в несколько параллельных рядов (не показано).

Устройство работает следующим образом.

Лабораторный стенд устанавливают на рабочем месте таким образом, чтобы обеспечивался подвод воды из водопровода и слив отработанных растворов самотеком и воды под напором в канализацию. В исходном состоянии внешний блок контроля и регулирования температуры не включен, все крышки и трубки 14 (фиг, 1, 4) сняты. Секции 2-5 (фиг. 1-5) рабочей камеры заполняют обрабатывающими растворами, При температуре окружающей среды существенно более низкой, чем регламентированная режимом обработки форсируют выход устройства в заданный температурный режим. При подаче с помощью блока контроля и регулирования температуры необходимого напряжения на пусковой и/или рабочий нагреватель 9 и протекании электрического тока по его обмотке нагреватель 9 нагревается, а от него нагревается нижняя стенка

полого днища 6 рабочей камеры, являющаяся теплоприемной поверхностью испарителя тепловой трубы. Подводимое к испарителю б тепло передается через его стенку к теплоносителю - рабочей жидкости

08 (воде). На поверхности рабочей жидкости 8 происходит испарение. Пар под действием разности концентраций переносится в конденсатор 7 тепловой трубы, где за счет переохлаждения конденсируется. Таким об5 разом конденсация пара осуществляется на внутренних боковых стенках и днище секций 2-5 рабочей камеры. Образовавшийся конденсат под собственным весом возвращается по гладкой структуре стенки тепло0 вой трубы термосифонного типа или под действием сил поверхностного натяжения по капиллярно-пористой структуре обычной тепловой трубы в испаритель 6. Вследствие того, что в тепловой трубе происходит пере5 дача скрытой теплоты парообразования, испаритель 6 может передавать конденсатору

7большие тепловые потоки, Парообразный теплоноситель в щелевых полостях, окружающих секции 2-5 рабочей камеры, конден0 сируясь на стенках этих секций, передает им свое тепло. Стенки секций 2-5 передают полученное тепло рабочей среде, заполняющей внутренний объем этих секций, Вакуу- мирование полостей б и 7 тепловой трубы

5 дает возможность парам рабочей жидкости

8равномерно заполнять объем этих полостей, выравнивая концентрированный тепловой поток, излучаемый нагревателем 9, по площади поверхности секций 2-5 рабочей

0 камеры. Пары рабочей жидкости 8 в тепловой трубе начинают интенсивнее конденси- роваться на более холодных участках стенок секций 2-5, что приводит на этих участках к повышению интенсивности тепломассооб5 мена. Причем тепло подводится в большей степени к участкам поверхности секций 2-5, смоченных рабочей средой, залитой в эти секции. Это интенсифицирует теплообмен- ные процессы и повышает однородность по0 ля температур в рабочем объеме.

Термостабилизация рабочей среды (фотохимического раствора и воды) в секциях 2-5 рабочей камеры автоматически поддерживается блоком контроля и регулирования

5 температуры путем отключения электронагревателя 9 от источника напряжения при достижении рабочей средой (фотохимическим раствором или водой) заданной температуры обработки и последующего его подключения к источнику при снижении

температуры раствора ниже заданной величины за счет рассеяния тепла баком в окружающую среду. При использовании датчика температуры 11 рабочей среды с собственной теплоемкостью, существенно меньшей теплоемкости набухшего фотослоя, тепловая постоянная времени связи между нагревателем 9 и датчиком температуры 11 значительно меньше псстоянной времени между нагревателем 9 и фотослоем. Поэто- му датчик температуры 11 будет практиче- ски безынерционно реагировать на изменения температуры рабочэй среды в секциях 2-5.

По окончании полного цикла обработки, рабочие растворы секций 2-5 рабочей камеры сливают с помощью патрубков 15 слива. Устройство готово к последующей эксплуатации, описанной выше.

Секции 2, 3 (фиг. 2, 1) рабочей камеры (или часть из них) в полной темноте или при неактиничном освещении заправляют экспонированным фотоматериалом (не показан), который и обрабатывают в соответствии с любым известным регламен- том, осуществляя перемешивание фоторастворов любыми известными средствами.

Полость обработки 18 секции Л (фиг. 5) загружают промываемым фотоматериалом {не показан). В полость нагрева 19 через патрубок 16 водоснабжения подают проточную воду из водопровода. Поднимаясь в полости 19, вода нагревается и через край направляющего раструба 17 переливается в полость обработки 18, осуществляя промыв- ку фотоматериала. Отработанная вода сливается в канализацию через патрубок 15.

Полости емкостей 5 (фиг. 4.1) для рабочей среды заполняют, вынув пробки 14 из горловин емкостей, соответствующими за- пасными обрабатывающими растворами и вновь закрывают пробками 14. После прогрева обрабатывающих растворов в емкостях 5 до требуемой температуры нужное количество раствора сливается в мензурку через патрубок слива в донной части каждой емкости 5.

Применение предложенного технического решения позволяет создать обрабатывающие устройства с широкой гаммой форм и размеров без существенных изменений в конструкции и технологии изготовления и одновременно уменьшить относительные габариты термостатов устройств Использование предложенного устройства позволяет обеспечить высокую степень изотермично- сти объема рабочей камеры, обусловленную сплошной и развитой тепловыделяющей поверхностью и симметричным температурным полем нагревателя. Предложение

сокращает время выведения устройства на требуемый тепловой режим и дает возможность быстро доводить растворы до готовности. Использование предложенного устройства позволит облегчить обслуживание его и повысить культуру производства, исключив необходимость заправки устройства перед работой теплоносителем и последующего слива его. Стенки корпуса и рабочей камеры, благодаря применению коррозионностойкой стали или титана, имеют высокую химическую стойкость и механическую прочность, а следовательно обладают долговечностью. Предложенный способ подвода теплового потока в рабочую камеру увеличивает надежность и ресурс работы нагревателя. Возможность быстрого съема и установки нагревателя обеспечива ют ремонтопригодность устройства. Все это улучшает эксплуатационные характеристики лабораторного стенда.

Формула изобретения

1.Лабораторный стенд для обработки фотоматериалов, содержащий размещенные в корпусе N последовательно установленных односекционных термостатируемых

рабочих камер, где N 1,2т...,К, а также

датчик температуры и нагреватель, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем сокращения времени обработки и облегчения обслуживания, в нем нагреватель термически связан с донной областью корпуса, а донная область корпуса и боковые стенки односекционных термостатируемых рабочих камер выполнены полыми, вакуумиро- ванными и соединенными между собой.

2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что односекционная термостатируемая рабочая камера выполнена в виде вертикального бака для обработки или горизонтальной кюветы для обработки.

3.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что односекционная термостатируемая рабочая камера выполнена в виде емкости для запасной рабочей среды.

4.Стенд по п. 1. отличающийся тем, что односекционная термостатируемая рабочая -камера выполнена в виде емкости для промывающей среды.

5.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что N последовательно установленных односекционных термостатируемых рабочих камер размещены в р параллельных между собой рядах.

6.Стенд по п. 1. отличающийся тем, что нагреватель выполнен плоским или

в виде стержня и установлен соответственно на внешней поверхности донной области

корпуса или в заглушенном трубчатом углублении донной области корпуса.

Использование: в устройствах подготовки фоторастворов и к фотообработке. Сущность изобретения: устройство включает в себя корпус 1 с термостатируемой рабочей камерой, выполненной одно- или многосекционной с секциями 3-5. Корпус выполнен теплопроводным, металлическим. Корпус и секции 3-5 могут иметь произвольную форму. Днище рабочей камеры выполнено полым, содержащим полость 6. Боковые стенки секций рабочей камеры также выполнены полыми с полостями 7. Полости 6 и 7 сообщаются между собой. Полости 6 и 7 заполнены рабочей жидкостью 8. С донной областью 6 рабочей камеры термически связан резистивный нагреватель 9 жидкости 8. Нагреватель 9 выполнен плоским и размещен на внешней поверхности днища или в виде стержня и установлен в заглушенном трубчатом углублении испарителя. Внутри любой из секций установлен датчик температуры 11. Корпус 1 помещен в теплоизоля- ционный кожух 12, который может содержать съемные элементы 13, закрывающие нагреватель 9. Секции 3,4 могут быть закрыты крышками, а секции 5 - пробками 14, Секции 2-5 снабжены сливными патрубками 15. Промывочная емкость 4 снабжена патрубком водоснабжения и направляющим раструбом, служащим элементом циркуляции воды и разделяющим рабочий объем емкости 4 на центральную полость обработки и периферийную полость нагрева воды. 5 з.п. ф-лы, 5 ил. Ё

// J 15

/J

фиг. 1

Фиг. 2

со

sr

CM

in

Ю

r

tf

Рч

Ю

04

Фиг. 5

12