CN214374621U - 一种利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置 - Google Patents
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Abstract
一种利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置，包括铁架台、滴定管、量杯、微差压差计、轻质浮球和重质沉球，滴定管固定安装在铁架台的铁架上部，量杯固定在铁架台的铁架中部，微差压差计固定在铁架台的铁架下部，量杯的底部左侧固定设置有滴头，微差压差计的液体进口位于滴头的正下方，量杯左侧部内壁沿竖向设置有位于滴头正上方的限位C型管，轻质浮球和重质沉球均同中心滑动设置在限位C型管中，轻质浮球位于重质沉球的正上方且之间连接有拉线，重质沉球的底部密封封堵滴头的上端。本实用新型设计科学，能够精确测得水凝胶块吸水前和吸水膨胀后的体积变化，满足高精度准确测定水凝胶溶胀率的要求，适于普遍推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学实验教学以及凝胶溶胀率的测定领域，具体的说，涉及一种利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置。
背景技术
水凝胶是一类具有广泛应用前景的高分子材料，在农业、医学、园林等领域具有优良的应用价值。由于水凝胶可以在一定时间内吸收超过自身重量几百倍甚至上千倍的水，然后将其缓慢释放出来，因此在农业上，可以将水凝胶作为一种高效的保水抗旱材料以解决农业缺水问题。所以，制备溶胀性能和保水性能优良的水凝胶具有广阔的发展前景。
目前，水凝胶溶胀率的测定方法主要为利用水凝胶吸水前后的质量变化进行测定，由于在测定水凝胶是否达到吸水平衡的过程中，利用吸水纸对水凝胶表面的水分进行擦拭后，仍会有较多的水分残留，导致测定所得吸水后的凝胶质量存在误差。所以，在一定时间间隔内，经过若干次测定所得的吸水后凝胶的质量变化，难以判断凝胶是否真正达到吸水平衡，测得的溶胀率难以达到高精度的测定要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置，本实用新型设计科学，能够精确测得水凝胶块吸水前和吸水膨胀后的体积变化，满足高精度准确测定水凝胶溶胀率的要求，适于普遍推广。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置，包括铁架台、滴定管、量杯、微差压差计、轻质浮球和重质沉球，滴定管通过滴管夹固定安装在铁架台的铁架上部，量杯通过铁圈固定在铁架台的铁架中部，微差压差计通过试管夹固定在铁架台的铁架下部，滴定管竖直设置且位于量杯的上方，量杯的底部左侧固定设置有滴头，微差压差计的液体进口位于滴头的正下方，量杯左侧部内壁沿竖向设置有位于滴头正上方的限位C型管，限位C型管上下通透且敞口侧朝右，限位C型管的下端固定连接在量杯内底部，滴头的上端位于C型管内，轻质浮球和重质沉球均同中心滑动设置在限位C型管中，轻质浮球和重质沉球直径均与C型管的内径相同，轻质浮球的密度小于水的密度，重质沉球的密度大于水的密度，轻质浮球位于重质沉球的正上方且之间连接有拉线，轻质浮球的直径、重质沉球的直径和拉线的长度之和小于限位C型管的长度，重质沉球的底部密封封堵滴头的上端。
轻质浮球和重质沉球的最大浮力之和大于轻质浮球和重质沉球的重力之和。
重质沉球的底部为与滴头上端口直径相同的圆形平面，重质沉球的底部固定粘接设置有封堵滴头上端口的密封橡胶垫。
量杯的外圆周中部沿周向固定设置有环形挂耳，环形挂耳固定支撑在铁圈上。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体地说，本实用新型的工作过程为：
（1）、先使用蒸馏水对滴定管内壁进行润洗，再由下至上依次将微差压差计、量杯和滴定管固定安装到铁架台上：；
（2）、从滴定管的上端加蒸馏水，将滴定管中加满蒸馏水；
（3）、打开滴定管下侧部的阀门，使蒸馏水通过滴定管下端的出水口滴落到量杯中，向量杯中加蒸馏水；
（4）、轻质浮球随量杯中的蒸馏水液位上升而在限位C型管中向上浮起，继续向量杯中加蒸馏水，直至轻质浮球上浮到拉线处于张紧状态时，将滴定管下侧部的阀门关小，使蒸馏水一滴一滴从滴定管下端的出水口向下滴到量杯中，量杯中蒸馏水液位继续上升，轻质浮球则会通过拉线将重质沉球略微向上拉起，则重质沉球下部的密封橡胶垫向上与滴头的上端口分离，量杯内的蒸馏水便会通过滴头的上端口进入到滴头中并经滴头向下滴，观察到滴头滴第一滴蒸馏水时，说明量杯中蒸馏水刚好加到最大容量，此时，彻底关闭滴定管下侧部的阀门，停止向量杯中加蒸馏水；
（5）、使用一根细线绑住水凝胶块，然后将水凝胶块放入到量杯中并浸入到蒸馏水中，则量杯中的蒸馏水液位上升，使轻质浮球在限位C型管中上升，通过拉线将重质沉球拉起，则重质沉球下部的密封橡胶垫向上与滴头的上端口分离，量杯内的蒸馏水便会通过滴头的上端口进入到滴头中并经滴头向下滴，量杯内的蒸馏水通过滴头滴入到微差压差计中，其中微差压差计内上层液体为蒸馏水、下层液体为重质硅油指示液，通过微差压差计右侧管中的重质硅油指示液液位刻度前后差值计算得到进入微差压差计中的蒸馏水体积，即量杯的排水量，如此，精确得到水凝胶块初始的体积V 1 ；
（6）、水凝胶块放置在量杯中吸水膨胀并保持至少一天，确保水凝胶块达到吸水平衡，再通过细线将水凝胶块从量杯中提出；
（7）、重复步骤（3）和（4），计算出滴定管所滴加水的体积，如此，便精确得到吸水膨胀后的水凝胶块的体积V 2 ，通过公式
计算得到水凝胶块的溶胀率。
本实用新型设计科学，能够精确测得水凝胶块吸水前和吸水膨胀后的体积变化，满足高精度准确测定水凝胶溶胀率的要求，适于普遍推广。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的量杯、轻质浮球和重质沉球的结构装配示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
如图1和2所示，一种利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置，包括铁架台1、滴定管2、量杯3、微差压差计4、轻质浮球5和重质沉球6，滴定管2通过滴管夹7固定安装在铁架台1的铁架上部，量杯3通过铁圈8固定在铁架台1的铁架中部，微差压差计4通过试管夹9固定在铁架台1的铁架下部，滴定管2竖直设置且位于量杯3的上方，量杯3的底部左侧固定设置有滴头10，微差压差计4的液体进口位于滴头10的正下方，量杯3左侧部内壁沿竖向设置有位于滴头10正上方的限位C型管11，限位C型管11上下通透且敞口侧朝右，限位C型管11的下端固定连接在量杯3内底部，滴头10的上端位于C型管内，轻质浮球5和重质沉球6均同中心滑动设置在限位C型管11中，轻质浮球5和重质沉球6直径均与C型管的内径相同，轻质浮球5的密度小于水的密度，重质沉球6的密度大于水的密度，轻质浮球5位于重质沉球6的正上方且之间连接有拉线12，轻质浮球5的直径、重质沉球6的直径和拉线12的长度之和小于限位C型管11的长度，重质沉球6的底部密封封堵滴头10的上端。
轻质浮球5和重质沉球6的最大浮力之和大于轻质浮球5和重质沉球6的重力之和。
重质沉球6的底部为与滴头10上端口直径相同的圆形平面，重质沉球6的底部固定粘接设置有封堵滴头10上端口的密封橡胶垫（图未示）。
量杯3的外圆周中部沿周向固定设置有环形挂耳13，环形挂耳13固定支撑在铁圈8上。
微差压差计4为现有常规设备，具体结构和工作原理不再赘述。轻质浮球5由空心塑料、泡沫等比重小于水的材料制成，重质沉球6由金属、亚克力、陶瓷、玻璃等比重大于水的材料制成。
本实用新型的工作过程为：
（1）、先使用蒸馏水对滴定管2内壁进行润洗，再由下至上依次将微差压差计4、量杯3和滴定管2固定安装到铁架台1的铁架上，其中通过试管夹9夹紧固定微差压差计4的左侧管，将量杯3外圆周的环形挂耳13固定支撑在铁圈8上，通过滴管夹7夹紧固定滴定管2；
（2）、从滴定管2的上端加蒸馏水，将滴定管2中加满蒸馏水；
（3）、打开滴定管2下侧部的阀门，使蒸馏水通过滴定管2下端的出水口滴落到量杯3中，向量杯3中加蒸馏水；
（4）、轻质浮球5随量杯3中的蒸馏水液位上升而在限位C型管11中向上浮起，继续向量杯3中加蒸馏水，直至轻质浮球5上浮到拉线12处于张紧状态时，将滴定管2下侧部的阀门关小，使蒸馏水一滴一滴从滴定管2下端的出水口向下滴到量杯3中，量杯3中蒸馏水液位继续上升，轻质浮球5则会通过拉线12将重质沉球6略微向上拉起，则重质沉球6下部的密封橡胶垫向上与滴头10的上端口分离，量杯3内的蒸馏水便会通过滴头10的上端口进入到滴头10中并经滴头10向下滴，观察到滴头10滴第一滴蒸馏水时，说明量杯3中蒸馏水刚好加到最大容量，此时，彻底关闭滴定管2下侧部的阀门，停止向量杯3中加蒸馏水；
（5）、使用一根细线绑住水凝胶块，然后将水凝胶块放入到量杯3中并浸入到蒸馏水中，则量杯3中的蒸馏水液位上升，使轻质浮球5在限位C型管11中上升，通过拉线12将重质沉球6拉起，则重质沉球6下部的密封橡胶垫向上与滴头10的上端口分离，量杯3内的蒸馏水便会通过滴头10的上端口进入到滴头10中并经滴头10向下滴，量杯3内的蒸馏水通过滴头10滴入到微差压差计4中，其中微差压差计4内上层液体为蒸馏水、下层液体为重质硅油指示液，通过微差压差计4右侧管中的重质硅油指示液液位刻度前后差值计算得到进入微差压差计4中的蒸馏水体积，即量杯3的排水量，如此，精确得到水凝胶块初始的体积V 1 ；
（6）、水凝胶块放置在量杯3中吸水膨胀并保持至少一天，确保水凝胶块达到吸水平衡，再通过细线将水凝胶块从量杯3中提出；
（7）、重复步骤（3）和（4），计算出滴定管2所滴加水的体积，如此，便精确得到吸水膨胀后的水凝胶块的体积V 2 ，通过公式
计算得到水凝胶块的溶胀率。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置，其特征在于：包括铁架台、滴定管、量杯、微差压差计、轻质浮球和重质沉球，滴定管通过滴管夹固定安装在铁架台的铁架上部，量杯通过铁圈固定在铁架台的铁架中部，微差压差计通过试管夹固定在铁架台的铁架下部，滴定管竖直设置且位于量杯的上方，量杯的底部左侧固定设置有滴头，微差压差计的液体进口位于滴头的正下方，量杯左侧部内壁沿竖向设置有位于滴头正上方的限位C型管，限位C型管上下通透且敞口侧朝右，限位C型管的下端固定连接在量杯内底部，滴头的上端位于C型管内，轻质浮球和重质沉球均同中心滑动设置在限位C型管中，轻质浮球和重质沉球直径均与C型管的内径相同，轻质浮球的密度小于水的密度，重质沉球的密度大于水的密度，轻质浮球位于重质沉球的正上方且之间连接有拉线，轻质浮球的直径、重质沉球的直径和拉线的长度之和小于限位C型管的长度，重质沉球的底部密封封堵滴头的上端。
2.根据权利要求1所述的利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置，其特征在于：轻质浮球和重质沉球的最大浮力之和大于轻质浮球和重质沉球的重力之和。
3.根据权利要求2所述的利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置，其特征在于：重质沉球的底部为与滴头上端口直径相同的圆形平面，重质沉球的底部固定粘接设置有封堵滴头上端口的密封橡胶垫。
4.根据权利要求3所述的利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置，其特征在于：量杯的外圆周中部沿周向固定设置有环形挂耳，环形挂耳固定支撑在铁圈上。
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| CN202120291944.4U CN214374621U (zh) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 一种利用浮球量杯测定水凝胶溶胀率装置 |
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| CN115993427A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-04-21 | 江苏亨通高压海缆有限公司 | 一种阻水带测试装置、系统及测试方法 |
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2021
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| CN115993427A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-04-21 | 江苏亨通高压海缆有限公司 | 一种阻水带测试装置、系统及测试方法 |
| CN115993427B (zh) * | 2023-02-16 | 2024-04-26 | 江苏亨通高压海缆有限公司 | 一种阻水带测试装置、系统及测试方法 |
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