ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1970 года по МПК G01N5/02 

Устройство относится к приборам, применяемым в аналитической химии для исследования процессов ионообмена.

Известно весоизмерительное устройство (весы Мак-Бена), которое измеряет изменение (веса сорбента в процессе сорбции, а но кривой изменения веса сорбета судят о кинетике сорбции.

Известно также весоизмерительное устройство (ПВП-2), осно.ванное на измерении веса среды, протекающей через чувствительный элемент в виде У-образной трубы. Оно содержит также узел шарнирного подвеса чувствительного элемента, узел противовеса, пневматическую компенсационную систему взвешивания чувствительного элемента и измерительный монометрический прибор.

Однако эти устройства .не могут автоматически з аписывать изменения измеряемой величины во времени, а также не позволяют получить на диаграмме кривую кинетики реакции.

Цель - обеспечение непрерывного автоматического измерения скорости реакции иоиообмена и повышение точности определений. Для достижения этой цели во внутренней полости чувствительного элемента предлагаемого устройства установлено несколько включенных параллельно батарей ионитных фильтров, каждая из которых расположена так, что между внешней ее поверхностью и внутренней поверхностью трубы образован кольцевой канал. Батарея состоит из набора вертикально установленных .ионитных ячеек, разделенных дистанционными профильными кольцами, внешняя поверхность которых делит кольцевой канал на две полости.

На фиг. 1 изображена общая схема Весоизмерительного устройства с разрезам по А-А; на фиг. 2 - конструкция чувствительного

элемента.

Ионообмен между ионитом и раствором соли сопровождается изменением веса ионита. Принцип действия предлагаемого весоизмерительного устройства для определения кинегики .ионообмена заключается в непрерывном автоматическом из.мерении и записи на диаграмме изменения веса чувствительного элемента. Изменение веса чувствительного элемента

при протекании раствора постоянного удельного веса обусловлено протеканием реакции ионообмена между -ионитом и раствором соли. Скорость .изменения веса чувствительного элемента п.рибора при постоянной скорости

потока раствора соли через батареи ионитных элементов зависит только от скорости протекания реакции ионообмена. Для определения «нулевого положения веса чувствительного элемента первоначально через ионит, содерta, пропускают раствор соли, удельный вес которого равен удельпому весу рабочего раствора, что однако не вызывает ионообмена с ионитом.

Как показано на фиг. 1, весоизмерительное устройство представляет собой чувствительный элемент в виде U-образной трубы 1 из нержавеющей стали, внутри которой укреплена батарея ионитных элементов, содержащих «онитную смолу. Батарея набрана из специальных капроновых колец 2; разделяющих сечение полости чувствительного элемента на три части: верхнюю Б и нижнюю В - сегментные и цилиндрическую Г в центре трубы. Цилиндрическая полость Г разделена металлическими сетками 5 на отсеки, каждый нечетный ИЗ которых заполнен .ионитной смолой. По полости Б протекает исходный раствор соли, подаваемый в батарею ионитных элементов, по полости В - выходящий из батареи раствор. Сегментные полости герметично изолированы друг от друга. Чувствительный элемент прибора закреплен на коромысле 4. Узел шарнирного подвеса чувствительного элемента состоит из двух пар взаимно перпендикулярных плоских пружин 5, соединяющих коромысло 4 с укрепленным на основании датчика кронштейном 6 и двух эластичных манжет 7, соединяющих U-образную трубу с патрубками 8, соединенными, в свою очередь, с трубопроводом всей установки.

Противовес 9 представляет, собой качающееся на ножевой опоре коромысло, одно из плеч которого несет грузы противовеса, а другое второй опорой воспринимает «нулевой .вес чувствительного элемента.

Пневматическая компенсационная система взвешивания состоит из укрепленного относительно основания сопла 10, соединенного с чувствительным элементом заслонки 11, усилительного реле 12 и сильфона обратной связи 13, 1воспринимающего изменяющуюся часть веса чувствительного элемента; демпфера 14 и регистратора 15.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Батарея ионитных фильтров содержит, например, Ионит в форме. Профильтровывание через этот ионит раствора NaCl не сопрО вождается обменом ионов. Уравновесив чувствительный элемент прибора, через .который циркулирует раствор NaCl противовесом 9, и

отрегулировав прибор, устанавливают его на «нуль. Пропускают через прибор раствор КС того же удельного веса, что и раствор NaCl, вытесняя первым раствором второй. При этом вес чувствительного элемента прибора увеличивается в результате реакции

ионообмена, при которой в ионите ион На

замещается ионом , атомный вес которого

больше атомного .веса иона Na.

Изменение веса чувствительного элемента

вызывает срабатывание пневматической компенсационной системы, выходное давление которой изменяется пропорционально .изменению веса чувствительного элемента. Записанная на регистрирующем приборе 15 кривая

изменения веса чувствительного элемента во времени характеризует кинетику процесса ионообмена.

Предмет изобретения

1.Весо.измерительное устройство, содержащее чувствительный элемент в виде U-образной трубы, узел шарнирного подвеса чувствительного элемента, узел противовеса, пневматическую компенсационную систему и измерительный манометрический прибор, отличающееся тем, что, с целью обеспечения непрерывного автоматического измерения скорости реакции ионообмена и повышения точности определений, внутри чувствительного элемента установлено несколько батарей ионитных фильтров, включенных параллельно, причем каждая батарея расположена так, что между

внешней ее поверхностью и внутренней поверхностью трубы образован кольцевой канал.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что батарея ионитных фильтров состоит из

набора вертикально установленных ионитных ячеек, разделенных дистанционными профильными кольцами, внешняя новерх.ность которых делит кольцевой канал на две полости. PUA I

ftfln - ---T-TrfT-fr:: r-Тп; -/ -т -T. iU4JiJ4 U

Фи&. 2