Устройство для непрерывной индикации физико-химических свойств или концентрации продукта Советский патент 1944 года по МПК G01N25/00 G01D15/24 

Технологический ироцесс, протекающий при постоянной температуре, может быть нормирован его длительностью (временем).

Однако в промышленных условиях очень часто не удаётся создать постоянную температуру. В большинстве случаев кривая температуры во времени имеет подъём, соответствующий периоду разгона температуры, период примерной стабилизации и затем падение (при охлаждении). Уже поэтому в больши стве случаев технологический процесс совершается при переменHoii температуре. Явление усугубляется при экзотермических (или эндотермических) реакциях.

В случае переменной те.мпературы нормирование технологического процесса времени теряет смысл. Но и сочетание промежутка истекшего времени с температурой в данный момент времени также не определяет свойства продукта реакции и глубину превращения в данный момент времени. В этом случае управление технологическим процессом теряет основу: брак и нестандартность готового продукта становятся обычными.

Как показал автор изобретения, в известных условиях имеют место

соотношения, связывающие изменения глубины превращения и физико-химических свойств продукта реакции с некоторыми функциями времени и переменной темнературы (W. М. Breiimann, Industrial and Engineering Chemistry, 1937, Oct; p. 1202):

fj f H|T(T)|d.

: (t) - 1J f ч IT (.) d т ,

концентрация образоx(t вавшегося продукта в данный момент BjDeмени t;

-значение физнкo-xи nla(t). ческого cBOiicTBa продукта реакции в данный момент времени;

-текущее время (любой момент от О до t);

-температура °К в моТ(т)мент ;

|Т(т)- определяется температурным законом рассматриваемого процесса. Например, HiT(-lj может быть HI Т (t)) т (Т)-и(3) «з1Т(т) (т)е(5) И т. п., где: Е - энергия активации; R- универсальная газовая постоянная;В, MI, MS и Мз - константы. Указанные уравнения применялись автором к обобщению эмпирических материалов о течении химических процессов при неременной температуре: окисление льняного масла в линолеумном производстве, каталитическое разложение этанола в присутствии г;п нозёма при высоких температурах и давлениях (в работах Ипатьева В. Н.), дегидратация и полимеризация касторового масла в производстве лаков и др. Везде эмпирически находились явные значения функций fi и fo в уравнениях (1) и (2), позволяющие лишь только на основании регистрации температур и времени (при данной рецептуре) в заводских условиях неносредственно находить значения, например физико-химических свойств, в любой момеит времени. Это позволяет контролировать производство и управлять технологическим процессом для по-лучения строго стандартного продукта. Однако применепие указапного метода на практике связано с необходимостью выполнения соответствующих вычислений, часто затруднительных для цеховых работников средней квалификации. Настоящее изобретеиие позволяет заменить вычислителя автоматическим прибором, который синхронно с фактами показывает значение .(T)dt и сопряжённых с ним значений физико-химических свойств (удельный вес, йодное число, кислотное число, коэфициент преломления, вязкость и пр.) и концентраций образовавщегося продукта. Предлагаемое устройство служит для непрерывной индикации физико-химических ciioiicTB или концентрации продукта. Индикаикя осуществляется при пзменяюще{|:ся во времени температуре химической реакции путём непрерывной записи интегратором на движущейся ленте сопряжённых с этими свойствами величин взятого в конечиых пределах времени интеграла функции ()1 представляющей температурный закон данного химического процесса. Согласно изобретению, интегратор прямо или косвенно связан с элементом, перемещаемым по щаблону, изображающему функцию ), кареткой, движущейся прямолииейно и возвратнопоступательно в соответствии с изменениями температуры во время химического процесса. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема предлагаемого устройства. Термоизмеритель(термометр электрического сопротивления, жидкостный термометр и пр.), находящийся в реагирующей среде (например в заводском варочном котле), приводит в действие соответствзющий указатель температуры. Последний приводит в действие устройство, показывающее значение eiTiT). Указатель (ti на-, пример перо 1, чертящее линию Н TiTjj на бумажно ленте 2 (приводимой в движение, наприл ер часовы.м механизмом), соединён с интегратором 3 (например, с интеграфом, который таким образом вычерчивает кривую ,Г в T(), дающим величину ./ (-)(1т но времени (направление, обратное направлению движения бумажной ленты, соответствует положительному направлению оси временя). t Величины ./ (-:)dt в данный момент времени сопоставляются прибором с соответствующим};- величинами физико-химических свойств или концентрациГг, которые таким образом указы.ваются непосредственно. Наблюдателю ост.аётся только воспользоваться этим

IOTOBfcM ответом, даваемым прибором.

Каретка .4 движется вдоль линейкк 5, соответствующей оси температур Т(т) или r TiTjl (папример, ток, изменяющийся при изменении температуры в термометре сопротивления и пр.). Каретка 4 при своём движении перемещает ролик 6 по кривой 7 (съёмный металлический щаблон с криволинейно кромкой - направляющей ролика 6), соответствующей HfTi,-: при Ti). Ролик 8 катится по линейке 9 (сбалансированной с противовесом так, что она получается «невесомой), сообщая ей поступательное движение вдоль оси1- Т(); линейка 9 передаёт это движение перу 1, перемещающемуся в неП.Движной муфте 10. Перо 1 чертит кривую (t) при Т(т). Перо 1

соединено с рычагом интегратора 3,

который даёт величину f У Tfi) d В виде диаграмы на бумажной ленте 11. На этой же диаграмме на.несены щкалы свойств и концентpaiuui (удельный вес. йодное число, кислотность и пр.), которые таким образом читаются непосредственно.

Предмет изобретения

Устройство для непрерывной индикации физико-химических свойств или концентрации продукта, осуществляемой при изменяющейся во времени температуре химической реакции путём непрерывной записи интегратором на движущейся ленте сопряжённых с этими свойствами (или концетрацией) величин взятого в конечных пределах времени интеграла функции (t), представляющей температурньп закон данного химического процесса, отличающееся тем, что указанный интегратор прямо или косвенно связан с элементом, перемещаемым по изображающему функцию (-)j щаблону кареткой, движущейся прямолинейно и возвратно-поступательно в соответствии с изменен1 я.ми температуры химического процесса.

. JkLiie