BRPI0819843B1 - calorímetro com recipiente de solubilização e com uma camisa de água. - Google Patents
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Description
(54) Título: CALORÍMETRO COM RECIPIENTE DE SOLUBILIZAÇÃO E COM UMA CAMISA DE ÁGUA.
(51) lnt.CI.: G01K 17/00; G01N 25/26; G01N 25/44 (30) Prioridade Unionista: 29/11/2007 DE 10 2007 057 463.2 (73) Titular(es): IKA-WERKE GMBH & CO.KG (72) Inventor(es): HUBERT PINHACK (85) Data do Início da Fase Nacional: 31/05/2010
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CALORÍMETRO COM RECIPIENTE DE SOLUBILIZAÇÃO E COM UMA CAMISA DE ÁGUA.
A presente invenção refere-se a um calorímetro com um recipi5 ente de solubilização, contendo um compartimento combustor, no qual estão previstos um dispositivo coletor para uma prova e um dispositivo de ignição bem como pelo menos uma linha adutora para oxigênio, com uma camisa de água ou camisa de líquido a envolver recipiente de solubilização, com um sensor de temperatura que se projeta dento da camisa de água ou de líquido e com um recipiente externo envolvendo a camisa de água ou de líquido.
Calorímetros deste tipo são conhecidos em vários modelos, por exemplo, a partir do documento DE 43 14 454 C1 ou do documento De 100 24 147 C1. A fim de que a pressão interna gerada na combustão de uma prova não resulte em uma destruição, o recipiente de solubilização que con15 tém o compartimento combustor precisa ter uma camisa espessa e estável e, além disso, terá que consistir em material de alta qualidade, a fim de que não prejudique ou influencie o processo de combustão não sendo, ele próprio, danificado.
A praxe revelou que a prática calorimétrica no caso normai foi necessária aproximadamente vinte minutos, porque inicialmente terá de ser produzida a passagem do calor correspondente através do recipiente de solubilização de parede espessa para o interior da camisa d’água e terá que ser distribuído. Ao mesmo tempo, calorímetros já previamente conhecidos são relativamente complexos e de modo correspondentemente caros, por25 que, fora da parede do recipiente que contenha água ou líquido, ainda se torna necessário um isolamento a fim de excluir influências ambientais sobre o resultado da medição, pelo menos na maior extensão possível.
Portanto, existe a atarefa de criar um calorímetro da espécie inicialmente citada, no qual especialmente o tempo para a concretização de uma medição seja o mais curto possível.
Para solucionar esta tarefa, está previsto no calorímetro inicialmente definido que o recipiente externo seja configurado como recipiente pressurizado, acolhendo a pressão, gerada no recipiente coletor sensível à pressão através da camisa de água ou de líquido, a seguir, a guisa de simplificação, denominado “camisa de água” e para compensar movimentos térmicos e diferenciais de pressão, a parede do recipiente de solubilização está unida com o seu fundo através de um assento corrediço estanque e flexível à pressão ou encontrando-se no recipiente de solubilização um diafragma, um fole ou um pistão móvel.
Com uma disposição desta natureza torna-se possível configurar com parede fina um recipiente de solubilização que contém o compartimento combustor, visto que a pressão, gerada na combustão neste recipiente de solubilização flexível à pressão e eventualmente com alteração do seu volume, será encaminhado através do líquido incompressível, ou seja, a água incompressível será conduzida até o recipiente pressurizado situado externamente, pelo qual é acolhida de maneira que a convecção térmica do recipiente de solubilização para a água pode se processar com correspondente rapidez. O tempo reduzido correspondente, será necessário para o processo da medição, ao mesmo tempo, para o recipiente de solubilização torna-se necessária menor quantidade do material relativamente dispendioso.
Desta maneira, a invenção possibilita que o recipiente de solubilização, em relação ao recipiente pressurizado externo, possa ser configurado com parede fina e a espessura de sua parede possa ser menor do que a parede do recipiente pressurizado.
Uma configuração conveniente da invenção pode ser prevista no sentido de quem o lado interno da parede do recipiente pressurizado, visando o isolamento contra influências externas e para reduzir o deslocamento de energia do recipiente de solubilização através do líquido ou água incompressível e circundante, ou possui um isolamento no recipiente pressurizado. Desta maneira, pode ser logrado que o líquido ou a água, porém, não o recipiente pressurizado, seja aquecido, o que poderia falsificar a medição. O recipiente pressurizado, portanto, pode captar a pressão gerada na combustão de uma prova, mas, ele próprio será apenas aquecido em reduzida extensão e juntamente com o isolamento, existindo no seu lado interno, man3 tém distanciado influência externa da camisa d’água, de maneira que sejam pelo menos amplamente eliminadas falsificações consequentes do resultado da medição.
Constitui vantagem que o isolamento seja um recipiente de isolamento. Este poderá ser previamente produzido de maneira simples e conveniente para depois ser integrado no recipiente externo.
Uma configuração conveniente especialmente do isolamento pode prever que o isolamento ou o recipiente isolado esteja distanciado do lado interno do recipiente pressurizado ou o lado interno do recipiente pressurizado é por ele tocado apenas em determinados pontos. Desta maneira, entre o recipiente pressurizado e o isolamento ainda pode ser mantido livre um compartimento isolante que aprimora o efeito de isolamento.
Entre o recipiente pressurizado e o isolamento ou recipiente isolante podem estar previstos distanciadores e/ou deformações integradas em um ou nos dois recipientes, em forma de nervuras, carnes ou semelhantes formas. Desta maneira, a pressão atuante sobre o isolamento por ocasião da combustão de uma prova poderá ser transferida de modo mais eficaz para o recipiente externo ou recipiente pressurizado. Ao mesmo tempo, esses distanciadores, no tocante a sua seção transversal e dimensões, podem ser conformados de tal modo reduzido que não seja possível a transmissão por estas unidades de quantidades significativas de calor.
Pelo menos o recipiente de solubilização pode consistir em um material resistente à temperatura e/ou a agentes químicos, por exemplo, metal, cerâmica e/ou material sintético. Até mesmo material sintético, ou seja, plástico torna-se possível porque o próprio recipiente de solubilização não precisará ter a capacidade de acolher pressão, mas a transfere através da camisa d’água para o recipiente pressurizado externo.
O recipiente pressurizado e/ou o recipiente isolante podem consistir em metal, cerâmica e/ou material sintético. No caso, a seleção de material pode ser feita de acordo com a natureza das provas que normalmente são ali queimadas e examinadas.
Outra configuração da invenção pode prever que no lado externo do ambiente pressurizado esteja previsto um isolamento ou um invólucro isolante. Isto pode servir para aprimorar a eliminação de influências externas. Além disso, desta maneira, poderá ser poupado um recipiente isolante dentro de um recipiente de pressurização.
No espaço, entre o recipiente de solubilização e o recipiente pressurizado, cheio do líquido incompressível ou da água por ocasião do seu uso, pode estar previsto pelo menos um meio para movimentar o líquido ou o misturador. Desta maneira, poderá ser acelerada a distribuição do calor incidente e na combustão de uma prova.
Será especialmente vantajoso quando no compartimento do calorímetro, cheio no uso com o líquido incompressível ou a água seja previsto ou integrado um misturador magnético. O revolvimento de líquido a ser realizado neste compartimento ou compartimento intermediário para a compensação térmica rápida pode, portanto, ser produzida com o componente acionado de forma magnética de um misturador magnético. Desta maneira, o movimento revolvente, nas elevadas pressões resultantes na combustão, torna-se possível para o lado exterior sem uma transfixação de um eixo ou semelhante unidade. Além disso, a geração térmica que influencia o processo calorimétrico será evitada pela fricção deslizante de um eixo deste tipo que requer uma vedação eficaz contra elevada pressão.
No compartimento intermediário existente entre o recipiente de solubilização e o recipiente pressurizado, e que, no uso, recebe água ou um líquido incompressível, pode, eventualmente, ser previsto mais que um sensor de temperatura, sendo que estes sensores de temperatura adicionais de preferência podem estar uniformemente distribuídos. Desta maneira poderá ser majorada a velocidade da medição e a precisão.
Para o equilíbrio da energia, no lado externo do recipiente pressurizado podem estar previstos um ou vários sensores de temperatura. Desta maneira, poderá ser testado se e quanto calor eventualmente abandonou o recipiente pressurizado ou qual é o diferencial de temperatura entre os dois lados da parede do recipiente pressurizado.
Outra configuração da invenção pode prever que no recipiente pressurizado esteja previsto um conjunto de têmpera para regular uma temperatura constante deste recipiente pressurizado. Assim pode ser logrado que influências externas sejam eliminadas por ocasião da medição.
A conformação do compartimento combustor dentro do recipien5 te de solubilização pode ser aleatória, sendo arqueado sobre uma região parcial ou sobre a altura global, em formato cilíndrico, ou configurado como um fole, a fim de permitir um formato que prevê economia de espaço, mas não havendo necessidade de observar a resistência à pressão, porque a pressão vantajosamente será transferida através da camisa de líquido para o recipiente externo que serve de recipiente pressurizado.
Especialmente nas combinações de algumas ou várias das características e medidas acima descritas, resulta especialmente devido ao fato de que a pressão gerada por ocasião da combustão de uma prova é captada pelo recipiente, que também limita externamente a camisa de água ou de líquido, sendo que assim todo o calorímetro poderá ser produzido com economia de espaço, ou seja, com volume global nitidamente menor do que calorímetros até agora convencionais. De modo correspondentemente fácil e simples é o seu transporte e de modo correspondentemente mais rápido podem também ser realizadas medições em pontos diferentes ou locais, medi20 ções estas de natureza calorimétrica e rápida. No caso, em virtude da incompressibilidade do líquido já pode ser suficiente uma reduzida seção à pressão ou eventualmente uma reduzida ductilidade do recipiente de solubilização.
A seguir serão descritos mais detalhadamente exemplos de exe25 cução da invenção baseados no desenho. Em representação acentuadamente esquematizada as figuras mostram:
Figura 1 um corte em vertical por um primeiro exemplo de execução de um calorímetro de acordo com a invenção e
Figura 2 uma representação correspondente à figura 1 de um segundo exemplo de execução do calorímetro de acordo com a invenção.
Na subsequente descrição de dois exemplos de execução, componentes coincidentes na sua função, também na conformação modificada, mantêm números de referência coincidentes.
Um calorímetro ao todo designado com o número 1 serve para medir o calor da combustão e para isto apresentam um recipiente de solubilização 3 que contém um compartimento combustor 2, sendo que no interior do recipiente de solubilização 3 estão previstos um dispositivo receptor 4 para a prova em questão e um dispositivo de ignição 5, bem como uma linha adutora 6 para oxigênio.
No caso, o recipiente de solubilização 3, encontra-se, de maneira geral, em um banho d’água, isto é, está envolto por uma camisa d’água 7 sendo que ao invés de água também poderá ser previsto outro tipo de líquido incompressível. A linha adutora 7a até a camisa d’água 7 está prevista na região do fundo.
Nesta camisa d’água 7 ou camisa de líquido se projeta um sensor de temperatura 8, a fim de medir o calor incidente na combustão em uma prova. Além disso, está previsto um recipiente externo 9 que envolve a camisa d’água ou de líquido 7.
Para obter tempos de medição mais curtos possíveis e simultaneamente também dimensões comparadamente reduzidas, o recipiente externo 9 está configurado como recipiente pressurizado e acolhe a pressão gerada na sua combustão no recipiente de solubilização 3, ou seja, na sua parede 10, através da camisa de líquido ou de água 7, de maneira que a parede 10 pode ter uma espessura relativamente reduzida que influencia de modo correspondentemente menor a passagem do calor.
Pode-se reconhecer nas figuras que o recipiente de solubiliza25 ção 3, em relação ao recipiente externo 9, configurado como recipiente pressurizado, pode ser configurado como parede fina, sendo que a espessura da parede do recipiente de solubilização 3 é nitidamente menor do que a espessura da parede do recipiente externo ou pressurizado 9, a seguir também designado “Recipiente Pressurizado 9”.
No exemplo de realização de acordo com a figura 1, o lado interno da parede do recipiente pressurizado 9 possui um isolamento contra influências externas que poderíam prejudicar a precisão da medição, e para reduzir o deslocamento de energia desde o recipiente de solubilização 3 através da camisa d’água 7 que o envolve até o recipiente pressurizado 9, sendo que esta unidade, no exemplo de execução, é constituída por um recipiente isolante 11, o qual, portanto, contém a camisa d’água 7. Pode-se reconhecer nitidamente que o isolamento, ou seja, o recipiente isolante 11 esteja distanciado do lado externo do recipiente pressurizado 9 e o lado interno do recipiente pressurizado 9 tocado por ele apenas em determinados pontos através de distanciadores 12. A distância assim formada entre o recipiente isolante 11 e o recipiente externo 9 pode reforçar o isolamento.
No exemplo de execução de acordo com a figura 2 está previsto que no lado externo do recipiente pressurizado 9 está disposto um isolamento ou um invólucro isolante 11a de maneira que um recipiente isolante 11 dentro do recipiente pressurizado 9 possa ser dispensado. No caso pode-se reconhecer este invólucro isolante 11a e o recipiente pressurizado 9 uma fenda de ar 12a, a qual, juntamente com o invólucro isolante 11a, compõem o isolamento externo. Desta maneira poderá ser reduzido o deslocamento de energia do recipiente pressurizado ou externo 9 para o meio ambiente.
Deve-se mencionar que pelo menos o recipiente de solubilização 3, convenientemente também o recipiente pressurizado 9 e eventualmente o recipiente isolante 11, podem consistir em material resistente à temperatura ou a agente químico, por exemplo, de metal, cerâmica e/ou material sintético, com o que será poupado peso. De uma maneira não representada, no lado externo do recipiente pressurizado 9 poderia estar disposto um isolamento ou invólucro isolante a fim de evitar maneira melhor ainda influenciam externas. No compartimento enchido pelo líquido incompressível ou água, por ocasião do uso, ou seja, na camisa d’água 7, está previsto, no exemplo de execução da figura 1, um meio para mover o líquido ou a água, ou seja, um misturador 13, com o qual a água pode ser correspondentemente movida, sendo que desta maneira a temperatura ali reinante ou majorada pode ser rápida e uniformemente distribuída.
Também no exemplo de execução de acordo com a figura 2, no espaço preenchido pelo líquido incompressível ou a água, por ocasião do uso, ou seja, na camisa d’água 7, está previsto um meio para movimentar o líquido ou a água, neste caso um misturador magnético 13a com o qual o líquido ou a água podem ser movidos igualmente e desta maneira a temperatura ali reinante ou mais alta pode ser distribuída de modo mais rápido e uniforme. Contrário ao exemplo de execução da figura 1, não será, todavia, necessário prever uma árvore propulsora para o elemento misturador especificamente, porque, de modo conhecido o misturador magnético 13 pode ser acionado isento de contato através de um acoplamento magnético.
Eventualmente também poderíam estar previstos mais do que um sensor de temperatura 8, a fim de poder registrar a alteração da temperatura de modo mais rápido e eventualmente as diferenças de temperatura então incidentes.
Deve-se ainda mencionar que para compensar movimentos térmicos e diferenciais de pressão, a parede 10 do recipiente de solubilização 3 está unida com o seu fundo 14 através de um acento corrediço estanque 15. A compensação da pressão pode também ser realizada por um diafragma, disposto no recipiente de solubilização, um fole ou um pistão móvel.
Para o efeito de um equilíbrio energético, no lado externo do recipiente pressurizado 9 pode ser disposto outro sensor de temperatura 16, o qual, no exemplo de execução, está previsto no lado superior. De uma maneira não representa mais detalhadamente no recipiente pressurizado 9 ainda poderia estar previsto um conjunto de temperar para regular uma temperatura constante do recipiente pressurizado 9, a fim de excluir influências externas sobre o resultado da medição.
O calorímetro 1 apresenta um recipiente de solubilização 3 com o compartimento combustor 2, no qual está previsto um dispositivo coletor 4 para uma prova e um dispositivo de ignição 5, bem como pelo menos uma linha adutora 6 para oxigênio. O recipiente de solubilização 3 está envolto por uma camisa de líquido ou de água 7, no qual se projeta pelo menos um sensor de temperatura 8. A camisa de líquido ou de água 7 é circundada por um recipiente externo 9, configurado como recipiente pressurizado, e que acolhe a pressão gerada por ocasião de combustão de uma prova no interior do recipiente de solubilização 3 em sua parede 10, condicionado pelo assentamento corrediço 15 estanque sobre a água ou sobre o líquido incompressível. Com uma parede delgada de modo correspondente, poderá ser configurado um recipiente de solubilização 3 de maneira que o calor gerado na combustão de uma prova possa ser correspondentemente encaminhado rapidamente até um ou vários sensores de temperatura 8.
Claims (14)
- REIVINDICAÇÕES1. Calorímetro (1) com um recipiente de solubilização (3) contendo um compartimento combustor (2), sendo que no interior do recipiente de solubilização (3) está previsto um dispositivo coletor (4) para uma prova bem5 como um dispositivo de ignição (5) bem como pelo menos uma linha adutora (6) para oxigênio, com uma camisa de líquido ou de água (7) a envolver o recipiente de solubilização (3), com pelo menos um sensor de temperatura (8) que se projeta dentro da camisa de líquido ou de água (7) e com um recipiente externo (9) que circunda a camisa de líquido ou de água (7), carac10 terizado pelo fato de que, o recipiente externo (9) está configurado como recipiente pressurizado, acolhendo a pressão gerada por ocasião de uma combustão no recipiente de solubilização (3), que sede a pressão, pressão esta formada na sua parede (10), sendo o acolhimento feito através da camisa de líquido ou de água (7) e para compensar movimentos térmicos e15 diferenciais de pressão, a parede (10) do recipiente de solubilização (3) está unida com seu fundo (14) através de um acento corrediço (15) estanque e que sede a pressão, ou no recipiente de solubilização (3) está previsto um diafragma, um fole ou um pistão móvel.
- 2. Calorímetro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado20 pelo fato de que, o recipiente de solubilização (3) em comparação com o recipiente pressurizado externo, é configurado com parede delgada e sua espessura de parede é menor do que a espessura de parede do recipiente pressurizado (9).
- 3. Calorímetro de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteri25 zado pelo fato de que, o lado interno da parede do recipiente pressurizado (9) possui um isolamento contra influências externas e para reduzir o transporte energético desde o recipiente de solubilização (3) através da água que o envolve dentro do recipiente pressurizado (9).
- 4. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações30 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, o isolamento do recipiente pressurizado (9) é constituído por um recipiente isolante (11).
- 5. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 4, caracterizado pelo fato de que, o isolamento ou recipiente isolante (11) : está distanciado do lado interno do recipiente pressurizado (9) e/ou toca o lado interno do recipiente pressurizado (9) apenas em determinados pontos.
- 6. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações5 1 a 5, caracterizado pelo fato de que, entre o recipiente pressurizado (9) e o isolamento ou recipiente isolante (11) estão previstos distanciadores (12) e/ou deformações, como nervuras, carnes ou semelhantes unidades dispostas em um ou nos dois recipientes.
- 7. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações10 1 a 6, caracterizado pelo fato de que, pelo menos o recipiente de solubilização (3) consiste em um material resistente à temperatura e/ou agentes químicos, sendo conformados, por exemplo, de metal, cerâmica e/ou material sintético.
- 8. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações15 1 a 7, caracterizado pelo fato de que, o recipiente pressurizado (9) e/ou o recipiente isolante (11) consiste em metal, cerâmica e/ou material sintético.
- 9. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que, no lado externo do recipiente pressurizado (9) está previsto um isolamento ou invólucro isolante.20
- 10. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 9, caracterizado pelo fato de que, no compartimento enchido pelo líquido incompressível ou água, por ocasião do uso, está previsto pelo menos um meio para movimentar o líquido ou um misturador (13).
- 11. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações25 1 a 10, caracterizado pelo fato de que, no compartimento (7), enchido, no uso, pelo líquido incompressível ou água, está previsto um misturador magnético.
- 12. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que, no compartimento intermediário, dis30 posto entre o recipiente de solubilização (3) e o recipiente pressurizado (9), por ocasião do uso, que acolhe, ou em um líquido incompressível estão previstos mais do que um sensor de temperatura (8), especialmente uniforme3 mente distribuídos.
- 13. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que, para a formação do equilíbrio energético no lado externo do recipiente pressurizado (9) estão previstos um ou5 vários sensores de temperatura (16).
- 14. Calorímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que, no recipiente pressurizado (9) está previsto pelo menos um conjunto de temperar, para regular uma temperatura constante de recipiente pressurizado (9).I2/2
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