Устройство для исследования кинетики химических реакций Советский патент 1981 года по МПК G01N21/28 

Изобретение относится к устройствам для исследования кинетики быст1%1Х химических реакций и может быть использовано для изучения растворов спектрофотометрическим методом rto основному авт. св. известны устройства для исследования кинетики химических реакций 1}. Однако в таких устройствах возмож но попгщанве воздуха через запорные вентили, что приводит к снижению точности, а также к движению растворов в период регистрации. Известно также устройство для исследований химических реакций, со держащее проточную кювету, стрп-блок блок подачи реагентов и пневмопушку 2. Недостатками известного устройст являются низкая производительность из-за значительной затраты времени на подготовительные операции (перек лючение плунжеров, возвращение в исходное положение стоп-блока и настройка стоп-блока на расчетный объем)1 недостаточная надежность точность вследствие заедания плунже ров поданвдего блока, вызванного несовпадением направления силы удара пневмопушки с осями плунжеоов, чхог в свою очередь, приводит к увеличению мертвого времени, а следовательно, к потере информации об исследуемой реакций; возможность потери ценных реагентов из-за упрсяцения переключения плунжеров подакицего блока из подготовительного положения в рабочее (исходное), вызванного большим количеством операций по обслуживанию устройства, при которых возможны ошибки, приводящие к смешиванию исходных реагентов с прореагировавшими . Цель изобретения - повыяение точности и ускорение исследования, повьвление удобства эксплуатации и надежности работы за счет направления силы удара поршня пневмопушки по осям плунжеров и устранение их пере-косов. Цель достигается тем, что устройство снабжено программатором подготовительных операций, выполненным в виде установленных на плунжерах зубчатых колес, и находящейся в зацеплении с ними двусторонней подпружиненной зубчатой рейки, в которой выполнен паз под блокировочный кулачок, торцы плунжеров со стороны пневмопушки снабжены сферами, а

стоп-блок снабжен стержневым толкателем поршня, причем устройство дополнительно снабжено собачкой, установленной над кулачком.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Устройство для исследования кинетики химических реакций включает блок подачи 1 с рабочими объемами 2, соединенными подводящими каналами 3 с резервуарами 4 и отводящими каналами 5 со смесителем 6 реагентов . Плунжеры 7 размещены в рабочих объемах и связаны между собой перекладиной 8, имеющей осевой зазор относительно плунжеров. На плунжерах 7 установлены зубчатые колеса 9, входящие в зацепление с двусторонней подпружиненной-зубчатой рейкой 10, специальные пружины 11 закреплены своими концами на плунжерах 7 и перекладине 8. Плунжеры снабжены продольными пазами 12, соединяющими при повороте плунжеров соответствующий объем блока подачи с подводящими и отводящими каналами. В рейке 10 выполнен паз 13, охватывающий при заполнении рабочих объемов реагентами кулачок 14, на котором установлена собачка 15. Торцы плунжеров 7 снабжены сферами 16. Через смеситель б блок подачи 1 герметично соединен с рабочей кюветой 17, имеющей окна из оптически прозрачного материала. С одной стороны проточной кюветы расположен источни света 18, с другой - фотоумножитель 19, сигнал с которого подается на осциллограф 20. В корпусе стоп-блок 21 расположен поршень 22, ход которого ограничен упором 23 с микрометрическим отсчетным механизмом 24 и толкателем 25. Электрический контакт 26 установлен в стоп-блоке для запуска развертки осциллографа синхронно с остановкой потока.

Пробка 27 закрывает сливной канал стоп-блока. Пневмопушка блока подачи реагентов состоит из корпуса 28, поршня 29, баллона 30 сжатого газа и запорного устройства 31.

Устройство работает следующим образом.

После удаления воздуха из каналов и установления регистрирующей системы на нуль по одному из реагентов перемещают перекладину 8, вдйвигая плунжеры. 7 и блок подачи до упора, а затем сверху вниз нажимают на рейку 10 (фиг. 3). При движении вниз рейка вращает зубчатые колеса 9. которые поворачивают вокруг свои осей плунжеры 7 до установки пазов 12 напротив подводящих каналов 3. Выдвигая плунжеры из блока подачи до упора в поршень 29, заполняют рабочие объемы 2 соответствукицими pea

гейтами из резервуаров 4. В этот момент паз 13 охватывает кулачок 14 который не позволяет рейке подняться вверх и повернуть плунжера до полного заполнения рабочих объемов реагентами. Рейка, перемещаемая вместе с перекладиной, проходит вдоль кулачка. В конце хода паз 13 рейки 10 освобождается от кулачка 14. Спиральные пружины 11, которые были закручены при повороте поряиней раскручиваются и вращают поршни с зубчатыми колесами 9. Колеса поднимают рейку вверх. При этом пазы 12 устанавливаются напротив отводящих каналов (исходное положение) и соединяют их с рабочими объемами реагентов. Закрывают сливной канал стоп-блока пробкой 27 и по микрометрическому отсчетному механизму

24устанавливают упор 23 в положение, определяющее объем подаваемых реагентов. Затем открывают запорное устройство 31, чем включают пневмопушку, и под действием сжатого воздуха (газа) поршень 29, воздейст вуя через сферы 16, перемещает плун жеры в блок подачи. Реагенты из рабочих объемов по отводящим каналам 5 протекают через смеситель 6 в стоп-блок 21 под поршень 22 и резко поднимают его вместе с толкателем

25до упора 23 при остановке поршня упором 23 происходит мгновенное торможение потока. Одновременно буртик толкателя 25 включает синхронизирующий контакт 26 и запускает развертку осциллографа 20, регистрирующего прохождение реакции в растворе, находящемся в кювете 17. Для подготовки к проведению следующего испытания реакции реагентов необходимо открыть пробку 27, нажать на толкатель 25 вниз до упора/ нажать рейку 10 вниз, перекладину вернуть к пневмопушке до упора, закрыть запорное устройство 31, подать в блок сжатый газ, закрыть проку 27.

Собачка 15 не позволяет переместить переклёшину с плунжерами назад без опущенной вниз рейки, т.е. без поворота плунжеров для связи рабочих объемов с подводящими каналами. Введение в устройство для исследования кинетики химических реакций прогрс1мматора подготовительных оперций и толкателя позволяет в 4 - 5 раз увеличить производительность исследовательских работ, повысить надежность устройства, исключив - ошики при обслуживании устройства, приводящие к потере дорогостоящих реагентов. Повышается удобство обслживания, так как независимо от внимания экспериментатора устройство производит необходимые действия в строгой последовательности, задаваемой программатором.