Прибор для определения поверхностного натяжения на границе жидкость-жидкость Советский патент 1980 года по МПК G01N13/02 

{

Изобретение относится к технике физико-химического анализа жидкостей, в частности к определению поверхностного натяжения жидкостей. Известен прибор для определения поверхностного натяжения на границе жидкость - жидкость по объему капель, содержащий столик со стойкой, скобу, в которой закрепляется шприц с капилляром и микрометрическая головка, перемещающийся по стойке подпружиненный электропривод, термостат, съемную стеклянную трубку, надеваемую на капилляр l.

Однако такой прибор имеет одну скорость формирования каплиц крепящийся j на стойке подпружиненный привод вследствие небольших перекосов создает малозаметные встряхивания прибора, достаточные для преждевременного отрыва капель от капилляра, что следовательно, 20 снижает точность измерений.

Чтобы Заполнить шприц и выпустить пузырек воздуха, нужно перевернуть шприц вверх капилляром, для чего требуется

почти полная разборка прибора, а затем сборка, на что затрачивается много времени.

Вследствие неудачного конструктивного размещения узла термостатирования, ухудшенной видимости через три стеклян,ные трубки (термостата, сосуда и трубки) и три слоя жидкости затруднена установка глубины погружения капилляра в рабочую жидкость и определение момента СУГрыва капли.

Наиболее блвзким техническим реш&- ниам к изобретению является прибор для определения поверхностного натяжения на границе жидкость-жидкость по с бъему капель, содержащий столик со стойкой, скобу, в которой крепятся шприц с капилляром к ;№1крометрическая головка, электродвигатель с редуктором, закрепленным на крышке термостата и соединенным с микрометрическим винтом муфтой 2J.

Однако подпружиненный привод перамвщается по стержням за ввинчиваемым ми- 3 ,7 крометрическим винтом, перекашивается настержнях и вызывает встряхивания всей системы прибора, что снижает точность измерений. Неточность центровки оси шприца и оси микрометрического ви ти и торцовое биение подпятника штока шприца вызьшайт незамёт1аое для глаза относительное возвратно-поступательное движение штока шприца. Для вьщавливания пузырька воздуха на шприца требуется отключение и съем привода, извлечение прибора из термостата, съем скобы со шприцем и микрометрической головкой, а затем обратная сборка прибора с аентройкой оси микрометрического винта с осью привЬда, на что затрачивается много времени. Установка капилляра ни постоянную глубину погружения в жидкость затруднена вследствие того, что скоба свободно по стойке перемещаться не МО жёг , так как она связана с приводом, расположенным на термостате, В результате значитеяьн.ых затрат времени на разборку и сборку прибора происходит нарушение термостатического режима измерений, после чего тре-буется емя для установления необходимой температуры, В, известном приборе лишь одна скорость формирований капель жидкости, в то время как статическимзначе гаем по верхностного натяжения является ОДИН& ковый результат измерения, полученный при двух скоростях формирования капель Целью изобретения является увеличение воспроизводимюсти и точности определения поверхностного натяжения на границе раздела жидкость-жидкость путем обеспечения оптимальных условий формирсюания капли. Для этого прибор снабжен подъемным устройством, съемным держателем со сменными разрезными втулками механизмом отключения привода в шариком, вставленным между микрометричес ким винтом и подпятником штока шприца. При атом подъемное устройство вклю чает ручку с подпружиненным роликом для плавного подъема и опускания измерительного механизма и ручку жестко го фиксирования его на стойке Кроме того, механизм отключения пр вода содержит ось, втулку, винт, пружи ну и регулирующий винт точной установ ки привода в исходное положение при включении его. Ось жестко соединена 0 с подъемным устройством, втулка - с редуктором привода. Электропривод при включенном положении связан с микрометрическим винтом посредством шестеренчатой передачи, так, что узкая шестерня, закрепленная на микрометрическом винте, при его ввинчивании перемешается вниз с обкатыванием вдоль широкой шестерни на оси редуктора. При этом нет никаки.х перекосов, заклиниваний, толчков, встряхиваний. Установка шарика, диаметром 5 мм в сделанное углубление на пяте аггока шприца йозволяет плавно, равномерно передавать поступательное движение от вращающегося микрометрического винта к штоку шприца. Съемный держатель быстро и легко отсоединяется от подъемного устройства вместе со шприцем и микрометрической головкой. Это позволяет быстро произвести заправку шприца и выпустить пузырек воздуха. Затем; держатель устанавливается точно в исходное положение. Подъемное устройство прибора врал1ением маховичков позволяет плавно поднимать и опускать по стойке Корпус, прибора, точно устанавливатьна постоянную глубину погружения капилляра в жидкость и жестко фиксировать .механизм на стойке, Кезначительна.я затрата времени- на подготовку прибора к работе и перезарядку почти не нарушает термобаланса в термостате. . Прибор имеет две скорости формирования капель, что достигается простым переключением рычажка редуктора. При подготовке прибора к работе привод легко отводится в сторону и точно устанавливается в ис.ходкое положение, обеспечивая правильное зацепление шестерен. Скорость формирования капель можно изменить не только двухскоростНым редуктором, но и меняя шприцы различного сечения. Эта операция выполняется так же очень легко, быстро и точно с помош ю сменных разрезнъгх втулок. Изогнутый стеклянный капилляр, имею-. щий конусообразный срез, пришлифован к конусному наконечнику шприца. На фиг, изображен предлагаемый Рибор, обший вид, на фиг. 2 - разрез Аг-А фиг, 1: на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг, 1. . Привод включает электродвигатель ДСД2-П1 1, связанный ишстерней 2 с 5 редуктором 3, имеющим ручку 4 переключения скоростей на два положения, На оси редуктора 3 насажена широкая шестерня 5, которая через шестерню б передает вращение на микрометрический винт 7, Для точного включения привода на м .ханизме его отключения имеются регули рующий викг 8 и винт 9, Ось 10 меха низма отключенияпривода закреплена н корпусе 11 подъемного устройства, на котором имеется винт-игла 12 для зак;регшения держателя 13. Снизу в съемный держатель вставляется щприц 1 который зaкf)eшIяeтcя бинтом 15 через сме ные разрезные втулки 16, На конец шприца надот стеклянный капилляр 17, - Между микрометрическими винтом 7 н подпятником шп(1кца 14 вставлен шарик 18, а между подпятником и корпусом шприца 14 - 19. Привод при отключении поворачивается относительно оси 1О иа втулки 2О, закрепленной к приводу, Подъемное устройство снабжено ручкой 21 для фиксации, ручкой 22 с роликом 23, который опирается на пружины 24 через скобу 25, Весь механизм прибора подвижно крепится на стойке 26, закрепленной на столике 27, Столик 27 имеет винты 28 для установки 5i с по уровню с помощью имюнн тированного в него уровнемера 29, Электропривод прибора включается и выключается тумблером ЗО. Механизм отключения привода отключает привод отвинчиванием винта 9 пружиной 31 (см, фиг, 3), Мотор-редуктор ДСД2-П1 имеет на выходе 2 об/мин двухскоростной редуктор имеет передаточное отношение 1:5 и 1:10. Таким образом, микрометрический винт имеет вращение 0,2 об/мин и О,4 об/мин, что составляет О,О1 и О,О2 мм/мин поступательного движения. При работе прибор устанавливается в воздушный термостат с прозрачными стенками (на чертежах не показа). Прибор подготавливают к работе, не извлекая его из термостата. Ослабив ручку фиксации 21, вращением ручки 22 поднимают в верхнее положение весь механизм прибора (см, фиг. 2), Винтами 28 столик 27 прибора устанавливают по Уровню с помощью уровнем ра 29. Выбирают нужный шприц 14, прикладывают к нему в крайнее верхнее 70 положение соответствующую, диаметру шприца сменн -ю-разрезную втулку 16 бортиком вниз, вставляют снизу в отверс тие держателя 13 и виетом 15 закрепляют шприц. Отключают привод, отвинтив на 3-4 оборота винта 9 (см, фиг, 3). При этом редуктор 3 с электродвигателем 1 и закрепленной к нему втулкой 20 разжатием пружины 31 поворачивается относительно оси 10, отключая шестерню 5 на оси рэдуктора от шестерни 6, посаженной на микрометрический винт. Включение привода производится вращением винта 9 до упора в регулировочный винт 8 зац пления шестерен 5 и 6, что обеспечивает точное, И.Х зацепление. Поддерживая съэмный доржатель 13, отвинчивают на 4-5 оборотов винт-ишу 12, слегка подтоп1чув вверх, отводят в сторону и снимают доржлтрль вместе со шприцем и микрометрической головкой. Погружают конзц капилляра 17, надетого на шприц, в исследуемую жид- кость (каросин) и вьтинчиванием микрометрического винта 7 заполняют шприц 14, затем, перевернув шприц вверх капилляром, выжимают пузырек воздуха ввинчиванием микрометрического винта. Между подпятником штока и венцом корпуса шприца вставлена прунсина 19, которая, выталкивая плуннсзр, прижимает его подпятник через шарик 18 к торцу микрометрического винта. На столик прибора ставят стеклянный сосуд с другой исследуемой жидкостью (водным раствором ПАВ), Освободив ручку фиксирования 21, вращением ручки 22 опускают измерительный механизм капилляром в сосуд на выбрак ную глубину погружения и фиксируют его на стойке ручкой 21, Ввинчиваниом до упора пинта 9 включают привод. Закрь$вают дверцу термостата и через несколько минут температура в термостате выводится на заданную, Прибор готов к работе. Включают вилку в розетку электросеи, тумблер и приступают к измерению, При вращении ротора двигателя кероин медлешю вытесняется из шприца талагмометра и формируется на кончие капилляра в виде капель. Замеряется исло дел-оний лимба микрометра можду вумя соседними отрывами капли от кайлляра, Величина межфазного натяжения на ранице двухжидкостей (керосин - вод- 11ый раствор ПАВ) определяется по фор муле: cr V4-v(,V где (5 - межфазное натяжение,, дин/с К - постоянная прибора; V - объем вьщавливаемой капли в деленняск шкалы лплотность обеих 1.;идкостей, Для определения постоянной прибора К измеряют меясфазное натяжение на гра нице дистиллированная вода - криоскопический бензол, Предлагаемьй прибор дая определения поверхностного натяжения на границе тадкость-жидкость обладает высокой точ ностью и стабильностью определения, . значительно снижается время на подготовку прибора к работе,; При выполнении измерений не требует ся никаких наладок прибора и инструмент6ё, значительно повышает производительность труда. Прибор прост по устройству, компактен и удобен при эксплуатации. Он мо жёг применяться на предприятиях химической промыпшенности для контроля технологического процесса по межфазному натяжению между углеродной и водной средой, Формула изобретения 1 Прибор для определения поверхност ного нат ажения на границе жидкость-жкд кость по объему капель, содержащий привод, измерительный механизм, включающий шприц для исследуемой жидкости, капилляр и микрометрическую головку, отличающийся тем, что, с цапью увеличения воспроизводимости и точности определения путём обеспечения оптимальных условий формирования капли, он снабжен подъемным устройством, съемным держателем со сменными разрезными втулками, м&ханизмом отклю(ения привода и шариком, вставленным между микрометрическим винтом и под- пятником штока шприца. 2,Прибор по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что подъемное устройство включает ручку с подпружиненным роликом для плавного подъема и опускания измерительного механизма и ручку жесткого фиксирования его на стойке, 3.Прибор по пп, 1и2, отлича ющ и и с я -Тем, что механизм, отключения привода содержит ось, втулку, винт с пружиной и регулирующий винт. Источники информации, принятые во внимаще при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 338828, кл. Q01V113/O2, 1971, 2, Применение поверхностно-активных веществ и других химических реагентов в нефтедобывающей промьшшенности. Труды БашНИПИнефггь, выпуск- 1У, . М,, 1970, с, 86-89,