Автоклав для аналитических работ Советский патент 1980 года по МПК B01J3/00 B01L11/00 

I

Изобретение относится к устройствами для проведения химических реакций при повышенных температурах и давлениях, в частности для растворения твердых проб при их химическом анализе.

Известен автоклав для аналитических работ, включающий корпус, внутри которого установлен стакан с пробкой, и крышку 1. В этом автоклаве для улучшения герметичности аппарата крышка выполнена цилиндрической, а внутренняя поверхность в ней выполнена в виде гиперболоида вращения; при повышении давления внутри автоклава цилиндрическая крыщка прижимается равномерно в стенкам сосуда.

Недостатками устройства является недостаточная надежность герметизации, обусловленная тем, что герметизирующие функции выполняет лишь небольшая по длине тонкостенная часть пробки. Неудобство эксплуатации, связанное с тем, что плотно прилегающая часть пробки как при закрывании, так и при открывании сосуда требует значительные физические усилия; кроме того, в результате рывка, возникающего в момент извлечения пробки, возможен выброс продуктов реакции, что несовместимо с требованиями техники безопасности.

Цель изобретения - удобство, надежность работы и возможность быстрого съема пробки. Это достигается тем, что пробка выполнена в виде герметичной емкости с наполнителем, боковая поверхность которой имеет сферическую форму, а в верхней части стакана выполнена фаска, соответствующая боковой поверхности пробки, при этом отношение толщины сферической и плоской стенок емкости, составляет 1 : 50 - 1 ; 20, а в качестве наполнителя используют жидкость с высокой температурой кипения или легкоиспаряющее вещество.

На чертеже показано предлагае.мое устройство. В металлический к0рпус 1 помещен фторопластовый стакан 2, имеющий в верхней части сферическую фаску, в которую входит герметичная полая пробка 3, имеющая тонкие сферические стенки и плоские

стенки. Пробка полностью заполнена жидкостью 4, например металлическим галлием или в полости находится легкоиспаряющееся вещество, например метилформинат, сверху пробка 3 упирается во фланец 5, который

поджимается за счет вертикальных тяг 6 с гайками 7, закрепленных на нижнем фланце 8. Цилиндрическая часть корпуса охвачена нагревательным элементом 9.

Работу устройства осуществляют следующим образом. В стакан автоклава помещают необходимые реактивы: пробка 3 вставляется в стакан 2 и закрепляется фланцем 5 и гайками 7. При нагреве жидкости, помещенной в стакан 2, увеличивается давление на нижнюю более толстую часть пробки 3. Поскольку движение пробки 3 вверх ограничено фланцем 5 давление передается на жидкость 4 внутри пробки 3. Эта жидкость 4 передает давление на все поверхности, включая и сферические. Эти поверхности равномерно деформируются и обеспечивают

герметизацию поверхности между пробкой 3 и стаканом 2. При охлаждении давление в стакане 2 падает и устраняется деформация пробки 3. Благодаря сферическим поверхностям пробка легко может быть извлечена из стакана 2. При использовании пробки с легкоиспаряющимся веществом герметизация осуществляется за счет внутреннего давления, возникающего в пробке при ее нагреве.

Пробка автоклава изготовлена из фторопласта; толщина сферической части 0,3 мм, толщина плоской части 6 мм. Пробка заполнена металлическим галлием. Ее применение обеспечивает герметичность при давлениях 30 - 40 атм, возникающих в автоклаве при температурах 200 - 230°С. Такое выполнение устройства обеспечивает герметизацию его за счет деформации сферической части пробки в месте ее контакта со стенкой сосуда из-за давления внутри автоклава. При этом нижняя более толстая часть пробки не деформируется и играет роль порщня и давление передается через жидкость на сферическую тонкостенную часть

пробки. При увеличении давления в автоклаве деформация сферической части увеличивается и таким образом автоклав при больщем давлении все более уплотняется.

Толщина сферической части стенки определяется характеристиками материала. При толщине менее 0,2 мм деформация материала, фторопласта становится необратимой. Толщина плоской части порщня не может быть менее 5 мм, т. к. при меньщей толщине

плоская часть пробки не может-выполнять роль порщня из-за собственной деформации при давлениях 30 - 40 атм (при рабочей температуре 200 -230°С). Таким образом, соотнощение толщин стенки сферической части и плоской части поршня должно быть

1 : 50 - 1 : 20.

Формула изобретения

1. Автоклав для аналитических работ, включающий корпус, внутри которого установлен стакан с пробкой, и крышку, отличающийся тем, что, с целью удобства, надежности работы и быстрого съема цробки, она выполнена в виде герметичной емкости с наполнйтелем, боковая поверхность которой имеет сферическую форму, а в верхней части стакана выполнена фаска, соответствующая боковой поверхности пробки.

2.Автоклав по п. 1, отличающийся тем, что отнощение толщины сферической и плоской стенок емкости составляет от 1 : 50 - 1 :20.

3.Автоклав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют жидкость с высокой температурой кипения или легкоиспаряющееся вещество.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР jYo 267597, кл. В 01 J 3/00, 02.04.70.