Аналитический автоклав Советский патент 1993 года по МПК B01J3/04 

Изобретение относится к лабораторному оборудованию для аналитической химии, а именно к устройствам для подготовки проб к анализу материалов с применением агрессивных сред и повышенных давлений.

Для сокращения времени пробоподго- товки и повышения надёжности и безопасности в работе предлагается аналитический автоклав следующей конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что в аналитическом автоклаве, включающем металлический корпус с крышкой, герметизирующее устройство, размещенное в крышке и расположенную в корпусе фторопластовую реакционную камеру с замковым беспрокладочным уплотнением, металлический корпус с крышкой выполнены с плоскими фланцами с радиальными пазами, образующими дренажные каналы, снабжен запорной муфтой а виде плоскопараллельных полуколец с цилиндрической обоймой с упорными скобами, а герметизирующее устройство снабжено выпускным клапаном с возвратной пружиной, который выполнен в виде упруго фиксируемого в крышке корпуса стопорного кольца и аксиально расположенного в клапане винтового штока и снабжен сопрягаемой с его нижним торцом центральной частью плоской диафрагменной пружиной с металлическим бандажом, так, что пружина установлена на металлическом бандаже, охватывающем

00 Ю

О

00

ю

со

крышку фторопластовой реакционной камеры, при этом реакционный стакан снабжен утолщенным фланцем, а замковое уплотнение реакционной камеры расположено на уровне дренажных каналов корпуса и выполнено в виде сопряженных двух цилиндрических и двух конических поверхностей, а крышка реакционной камеры на боковой поверхности выполнена с симметричными глухими пазами, образующими дренажные каналы реакционной камеры, стопорное кольцо клапана выполнено плоским с конической кромкой, а между фланцем реакционного стакана и корпусом размещена тепловая прокладка.

Для повышения коррозионной стойкости автоклава, сохранения прочности при снижении массы металлические детали автоклава выполнены из титановых сплавов. Для повышения метрологических характеристик анализа реакционная камера дополнительно снабжена сменными фторопластовыми насадками, выполненными в виде автономных вкладышей различной конфигурации: закрытых пеналов для спектральных графитовых электродов, штатива для графитовых кювет, пробирки.

Сущность изобретения заключается в том, что заявляемая совокупность признаков: форма крышки и корпуса, наличие дренажных каналов, конструкция запорной муфты, герметизирующего устройства и выпускного клапана, а также форма и расположение реакционной камеры в совокупности со сменными насадками позволяет повысить скорость пробоподготовки в t ,5-2,5 раза за счет сокращения продолжительности работ по сборке - разборке и техобслуживанию автоклава и сократить технологический цикл (нагрев - выдержка - охлаждение) за счет уменьшения толщины стенок фторопластовой реакционной камеры в 5-6 раз;

обеспечить полную безопасность работ с автоклавом, включая и аварийные ситуации эа счет применения выпускного клапана автоматического действия, полностью исключающего разрушение автоклава благодаря его высокой способности (0,03-0,01 с);

увеличить общий срок службы в 2-3 раза за счет выполнения металлических деталей из титановых сплавов, стойких к кислотной коррозии, а также благодаря конструктивным особенностям герметизирующего устройства и замка уплотнения реакционной камеры в сочетании с бандажом и тепловой прокладкой;

повысить метрологические характеристики анализа благодаря совмещению операций вскрытия и концентрирована пробы

для различных методов инструментального анализа за счет применения сменных фто- ропластовых насадок, выполненных в виде автономных вкладышей различной конфигурации.

На фиг.1 показан автоклав {продольное сечение); на фиг.2 - А-А на фиг.1; на фиг.З показана нижняя часть автоклава {продольное сечение) с реакционной камерой, снабженной сменной насадкой в виде рюмки; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.5 показана нижняя часть автоклава (продольное сечение) с реакционной камерой, снабженной сменными насадками в виде пробирок;

5 на фиг.6 - сечение В-В на фиг.5; на фиг.7 показана нижняя часть автоклава (продольное сечение) с реакционной камерой, снабженной сменными насадками в виде закрытых пеналов для спектральных графи0 товых электродов; на фиг.З - сечение Г-Г на фиг.7; на фиг.9 показана нижняя часть автоклава (продольное сечение) с реакционной камерой, снабженной штативом для графитовых кювет, на фиг. 10 - сечение Д-Д на

5 фиг.9.

Автоклав (см.фиг.1 и 2) включает металлический корпус 1 и крышку 2, выполненные с плоскими фланцами, соединяемыми запорной муфтой в виде плоскопараллельных

0 полуколец 3 с центрирующими штифтами 4 и цилиндрической обоймой 5, снабженной упорными пружинными скобами 6.

В крышке 2 размещены: герметизирующее устройство в виде винтового штока 7,

5 сопрягаемого нижней кромкой с центральной частью плоской диафрагменной пружины 8 периферией, опертой на металлический бандаж 9 и выпускной клапан 10с возвратной пружиной 11,в теле которого расположено

0 стопорное кольцо 12, упруго фиксируемое наружной конической поверхностью в кольцевой проточке 13 крышки 2. В корпусе 1 на тепловой прокладке 14 и донной вставке 15 размещены фторопластовая реакционная ка5 мера, состоящая из стакана 16 и крышки 17. Стакан 16 выполнен тонкостенным с утолщенном фланцем 18. Крышка 17 камеры имеет прямоугольную кольцевую канавку 19 на фланцевой части, а на боковой поверхно0 сти - симметричные глухие пазь 20, образующие дренажные каналы камеры. Замковое уплотнение камеры образуется при сочленении прямоугольной кольцевой канавки 19 фланца крышки с фасонным торцом фланца

5 18 стакана, выполненными в виде сопряженных двух цилиндрических и двух конических поверхностей.

Для надежной работы выпускного клапана в автоклаве предусмотрена система дренажных каналов, включающая пазы 20

крышки камеры, кольцевой зазор 21, радиальные отверстия 22 стыка фланцев крышки 2 и корпуса 1, боковые зазоры 23 между стыками полуколец 3.

Реакционная камера автоклава может включать сменные фторопластовые насадки в виде автономных вкладышей различной конфигураций (фиг.З, 4, 5, 6, 7, 8,9, 10).

Устройство работает следующем образом (фиг. 1 и 2). Анализируемую пробу поме- щаютв реакционный стакан 16 и заливают растворяющий агент, закрывают крышкой 17. после чего проводят сборку и герметизацию автоклава. Затем устанавливают автоклав на нагреватель и выдерживают при заданной температуре согласно конкретной методике пробоподготоаки, при атом все процессы проходят в замкнутом объеме под воздействием температуры и давления.

Предлагаемый автоклав позволяет по высить скорость анализа в 1,5-2,5 раза, общий срок службы автоклава увеличитьв 2-3 раза, массу автоклава уменьшить в 2-3 раза, а также обеспечить полную безопасность работы с автоклавом Автоклав прошен промышленные испытания и готов к серийному изготовлению в 1992 г.

Формула изобретения

1. Аналитический автоклав, включающийметаллический корпус с крышкой, rep- метизирующве устройство, размещенное в крышке, и расположенную в корпусе фтороп- ластовую реакционную камеру с замковым уплотнением, включающую реакционный стакан и крышку камеры, отличающий- с ятем, что, с целью повышения скорости

пробоподготовки, безопасности и удобства эксплуатации, металлический корпус с крышкой снабжены плоскими фланцами с радиальными пазами, образующими дренажные каналы корпуса, и запорной муфтой, выполненной в виде плоскопараллельных полуколец с цилиндрической обоймой и упорными скобами, а герметизирующее устройство снабжено выпускным клапаном с возвратной пружиной, который выполнен.в виде упругофиксируемого в крышке корпуса стопорного кольце и аксиально расположенного в клапане винтового штока и снабжен сопрягаемой с его нижним торцом цельной частью плоской диафрагмениой пружиной с металлическим бандажом так, что пружина установлена на металлическом бандаже, охватывающем крышку фторопла- стовой реакционной камеры, при этом реакционный стакан снабжен утолщенным фланцем, а замковое уплотнение реакционной камеры расположено на уровне дренажных каналов корпусе и выполнено в виде сопряженных двух цилиндримеских и двух конических яоевркностой. в крышка реакционной камеры на боковой поверхности выовразуомрмм дренажные немалы реакци2. Автоклав no n.t, отличающийся тем, что стопорноекольцо клапана выполнено плоским е ижичвской кромкой.

3. Автоклав по я.1, о т п и ч а ю щи и с я тем, что он снабжен тепловой прокладкой, размещенной между фланцем реакционного стакана и корпусом.

фигЗ

1820869

А А

ФигМ

в

L

1

д

1

г

Использование: для лробоотбора при .анализе материалов с применением агрессивных сред и повышенных давлений. Сущность изобретения: автоклав включает металлический корпус с крышкой. Герметизирующее устройство размещено в крышке. В корпусе расположена фторопластовая реакционная камера с замковым уплотнением. Реакционная камера включает реакционный стакан и крышку камер. Металлический корпус с крышкой снабжены плоскими фланцами и запорной муфтой. Плоские фланцы выполнены с радиальными пазами. Радиальные пазы образуют дренажные каналы корпуса. Запорная муфта выполнена в виде плоскопараллельных полуколец с цилиндрической обоймой и упорными скобами. Герметизирующее устройство снабжено выпускным клапаном с возвратной пружиной. Клапан выполнен в виде упруго фиксируемого в крышке корпуса стопорного кольца и винтового штока. 2 з.п.ф-лы, 10 ил.

Фиг 7

г-г

фигЮ