ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТПОСТИ И СВЯЗАННЫХ С ПЛОТНОСТЬЮ ВЕЛИЧИН ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ЖИДКОСТЕЙ Советский патент 1971 года по МПК G01N9/00 

Предлагаемый прибор для определения плотности и связанных с плотностью величин твердых тел и жидкостей предназначен преимущественно для использования в заводских и научно-исследовательских лабораториях, в геологических экспедициях, в производственных цехах для контроля за технологическими процессами.

Известно много приборов для определения плотности твердых тел и жидкостей, использующих различные принципы действия. Известны также приборы, принцип действия которых основан на установлении твердых образцов или стандартных поплавков в жидкости с температурным вертикальным градиентом плотности, направленным вниз, на высотах, где их плотность равна плотности среды.

Известна конструкция прибора для определения плотности и связанных с плотностью величин твердых тел и л идкостей. Этот прибор содержит теплоизолированный с боков центральный теплопроводящий стержень с продольным смотровым пазом и внутренней полостью, заполненный жидкостью, в которую помещаются твердые образцы или стандартпые поплавки двух камер. В камеры выведены торцы стержня и через них прокачивается из двух вспомогательных термостатов термостатирующая жидкость различной температуры, благодаря чему вдоль стержня, а от него

и в аналитической жидкости, заполняющей его внутреннюю полость, создается вертикальпый градиент температуры. Мерой плотности является устойчивое положение образцов или стандартных поплавков, определяемое с помощью специального отсчетного устройства.

Вследствие недостаточного перемешивания термостатирующей жидкости в камерах прилегающие к торцам стержня слои представляют собой значительные переменные неконтролируемые тепловые сопротивления для потока тепла, идущего вдоль стержня. Следствием этого является непостоянство температуры и градиента температуры во времени, а также развитие конвекционных потоков в аналитической жидкости, что приводит к постоянному блужданию нуля шкалы, изменению цены деления и равномерности шкалы прибора и неустойчивости равновесия образцов и стандартных поплавков. В совокупности оба фактора значительно снижают точность измерений.

Для повышения точности измерений в предлол енном приборе термостатирующие камеры выполнены в виде двух отделений, разделенных перегородкой со сквозными отверстиями

Па чертеже изобрал ен описываемый при бор в двух проекциях.

3 и 4. Торцы стержня / выходят в камеры 5 и 6, разделенные каждая перегородками 7 к 8, новторяющими форму торцов стержня / и снабженными рядом отверстий 9 и 10. Камера 5 имеет входную 11 и выходную 12 оливки, а камера 6 - входную 13 и выходную 14. Камеры 5 и б и стержень / теплоизолированы крышками 15 и 16 и рубашкой 17. Конструкция в целом крепится на основании 18, иа котором смонтировано также отсчетное устройство 19. Достун во внутреннюю полость 20 осуш,ествляется с помош,ью трубок 21 и 22. Нижняя трубка 21 имеет кран 23.

Прибор работает следуюш,им образом.

Термостатируюш,ая жидкость температуры Ti из ультратермостата (на чертеже не показан) подается в верхнее отделение камеры 5 через входную оливку 11, откуда она через отверстия 9 в перегородке 7 сильными струями попадает на верхний торец стержня 1, интенсивно его омывает и удаляется затем через выходную оливку 12 и возвраш,ается в свой термостат. Аналогично, термостатируюш,ая жидкость температуры Tz из другого термостата подается в нижнее отделение камеры 6 через оливку 13, откуда через отверстия 10 в перегородке 8 она сильными струями омывает нижний торец стержня 1 и удаляется затем из камеры 6 через оливку 14 в свой термостат. Термостатирование торцов стержня 1 различными температурами ) при известной геометрии его и рубашки 17 приводит к определенному распределению температуры вдоль стержня 1, которое затем передается аналитической жидкости, заполияюгцей внутреннюю полость 20. Как следствие вертикального распределепия температуры и температурной зависимости плотности аналитической жидкости в последней возникает вертикальный градиент плотности, направленный вниз. Образцы или стандартные поплавки 24, помеш,енные в нее, стремятся занять и занимают в ней определенные по высоте положения, где

их плотность равна плотности среды. Эти равновесные положения фиксируются с помогцью отсчетпого устройства 19 и однозначно определяют плотность образцов или жидкости. Помещение образцов и аналитической жидкости в полость 20 осуш,ествляется через трубку 22, а удаление их производится через трубку 21.

Уменьшение тенлового сопротивления прилегаюш,их к торцам стержня 1 слоев термостатируюшей жидкости, а тем самым и влияние их на устойчивость продольного распределения температуры в стержне 1 достигается за счет интенсивного и равномерного обмыва торцов стержня / струями термостатируюш,ей

жидкости, поступаюш,ей из отверстий 9 и 10 в перегородках 7 и 5. Форма перегородок 7 и 8, их расположение, а также число, размеры и размещение отверстий 9 к 10 выбираются из соображений достижения минимального перепада температур на слоях термостатируюш,ей жидкости около торцов стерл ня 1.

Использование двойной камеры в приборе при прочих благоприятных условиях повышает точность измерений не менее чем на порядок. При экснрессных анализах время измерения не превышает 5-10 мин. Количество пробы для анализа составляет г. Возможиы одновременное измерение многих проб и градуировка шкалы в единицах плотиости.

Предмет изобретения

Прибор для определения нлотности и связанных с плотностью величин твердых тел и жидкостей, содержаш,ий отсчетиое устройство, тенлопроводящий с внутренней полостью и продольным смотровым пазом стержень с теплоизоляцией, термостатируюш,ие камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, термостатируюгцие камеры выполнены в виде двух отделений, разделенных перегородкой со сквозными отверстиями.

12

19