FI81678C - Spetsstruktur foer en referenselektrod. - Google Patents

Description

1 81678

VERTAILUELEKTRODIN KÄRKIRAKENNE - SPETSSTRUKTUR FÖR EN REFERENSELEKTROD

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osassa määritelty vertailuelektrodin kärki-rakenne.

Elektrokemiallisiin mittauksiin käytettäviä vertailuelektrodeja ja niiden kärkirakenteita tunnetaan esim. suomalaisesta patenttihakemuksesta 841141 ja 10 amerikkalaisesta patenttijulkaisusta 4282081. Näissä julkaisuissa elektrodin kärkeen kuuluu huokoinen tulppa, esim. sirkoniumdioksidia. Tulppa on suhteellisen tiiviisti elektrodin päässä estäen elektrodin sisä- ja ulkopuolella olevien liuosten sekoittumisen, mutta 15 kuitenkin mahdollistaen sähköisen kontaktin liuosten välillä.

Kuitenkin käytettäessä tämänlaatuisia vertailu-elektrodeja paineen alaisissa järjestelmissä, erityisesti hyvin korkeissa paineissa, tunnetuissa rakenteissa 20 esiintyy epäkohtia. Korkean paineen vaikuttaessa huokoiseen tulppaan se pyrkii paineen mukana liikkumaan ja tunkeutumaan elektrodin sisään. Paineen taas aletessa tulppa työntyy ulospäin ja jollei heti suoraan korkeasta paineesta tulppa rikkoonnu, se ainakin ennenpitkää 25 menettää tiiveytensä, jolloin vertailuelektrodi ei enää toimi halutulla tavalla.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen vertailuelektrodin kärki-30 rakenne, joka on tunnoton paineen vaihteluille näin säilyttäen tiiveytensä aina yhtä hyvänä.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.

Keksinnön mukaiseen vertailuelektrodin kärki-35 rakenteeseen kuuluu paineenkestävä runkoputki, joka on mittauspäästään painetiiviisti suljettu. Putken pää voi olla esim. hitsattu umpeen tai siinä voi olla 1 · : 2 81678 tiivis kierteillä varustettu tulppa, joka täysin estää putkea ympäröivän paineen siirtymisen putken sisään. Lisäksi kärkirakenteeseen kuuluu mitattavan ulkopuolisen järjestelmän ja runkoputkessa olevan liuoksen sähköi-5 sesti yhdistävä huokoinen tulppa, joka sijaitsee runko-putkeen nähden poikittain etäisyyden päässä runkoputken päästä siten, että putken ulkopuolella vaikuttava paine kohdistuu tulppaan vastakkaisilta, eripuolilta putkea siten, että paineesta johtuva tulppaan kohdistuva resul-10 tanttivoima on nolla.

Edullisesti tulppa on runkoputken pinnasta pintaan, putken akselin kautta sen läpi ulottuva sauva, jonka keskikohta on yhteydessä runkoputkessa olevaan liuokseen ja jonka päät ovat runkoputken pinnan lähei-15 syydessä siten, että ulkopuolinen paine vaikuttaa sauvoissa vain niiden pinta-alaltaan yhtä suuriin päihin. Tällöin sauvaan vaikuttaa kaksi paineesta johtuvaa voimaa, jotka kuitenkin vastakkaissuuntaisina ja täsmälleen yhtä suurina kumoavat toistensa vaikutukset, jol-20 loin sauva pysyy paikallaan paineen suuruudesta riippumatta .

Keksinnön mukaisesti runkoputken sisään kuuluu sopivaa eristemateriaalia oleva tiivistystulppa, jonka läpi sauva on järjestetty kulkemaan. Tiivistystulpan 25 sisällä on onkalo, joka on vapaassa yhteydessä runkoputken sisällä olevaan liuokseen ja runkoputkessa on sauvojen päiden kohdalla aukot. Näin itse sauvat eivät ole suoraan kontaktissa runkoputken kanssa, vaan tukeutuvat ja tiivistyvät eristemateriaalia olevaan tiivistystulp-30 paan, jolla runkoputken sisällä oleva liuos on tiivistetty erilleen putken ulkopuolisesta tilasta.

Eräässä keksinnön sovellutuksessa kärkirakenteeseen kuuluu ainakin kaksi erillistä huokoista, edellä esitetyllä tavalla järjestettyä.tulppaa. Tulpan muotoa 35 ei kuitenkaan rajoiteta keksinnössä vain sauvamaiseksi, vaan sen muoto on suhteellisen vapaa. Olennaista sille on tulpan ne pinnat, jotka ovat kontaktissa ulkopuoli

II

3 81678 seen paineeseen näiden pintojen ollessa järjestettynä siten, että pintoihin kohdistuvat yhtäaikaiset voimat kumoavat toisensa, jolloin tulppiin ei kohdistu niitä liikuttavia voimia. Tällöin edullisesti tulppaan kohdis-5 tuvat voimat ovat kohtisuorassa runkoputken akselia vasten, jolloin kärkirakenteen muihinkaan tiivistäviin osiin ei kohdistu tiiveyttä rasittavia voimia.

Keksinnön etuna tunnettuun tekniikkaan verrattuna on kärkirakenteen tunteettomuus suurissakin pai-10 neissa ja paineen vaihteluissa, jolloin kaikki nykyisissä kärkirakenteissa esiintyvät tiiveysongelraat on saatu eliminoiduksi.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa 15 kuva 1 esittää leikkauskuvaa eräästä keksinnönmukaisesta kärkirakenteesta, ' ·' * ‘i kuva 2 esittää toista leikkauskuvaa kuvan 1 rakenteesta, kuva 3 esittää kolmatta kuvaa samasta kärkirakenteesta.

Piirustuksen esittämään erääseen keksinnön 20 mukaiseen vertailuelektrodiin kuuluu esim. terästä oleva paineen kestävä runkoputki 1, jonka pää 4 on painetii-viisti tukittu kierteillä varustetulla korkilla 5. Runkoputken sisäpintaan kuuluu eriste 12, joka eristää putkessa olevan liuoksen 2 ja itse putken. Eriste loppuu 25 etäisyyden päässä putken päästä 4 ja tässä kohtaa runko-putken sisään on asetettu osittain eristeeseen 12 ja osittain sen ulkopuolella runkoputkeen tukeutuva ja tiivistyvä tiivistystulppa 8, jonka sisällä on runko-putken sisätilaan vapaassa yhteydessä oleva IjLuosonkalo 30 9. Tämä tulppa 8 kiristetään ja tiivistetään paikalleen eristettä 12 ja runkoputkea 1 vasten puristusjousen 11 avulla, joka sijaitsee tiivistystulpan ja korkin 5 välissä. Tällöin kiertämällä korkki 5 paikalleen jousi 11 puristaa tulpan 8 paikalleen.

35 Lisäksi kärkirakenteeseen kuuluu tiivistystulp- paan 8 sijoitetut kaksi sen läpi pinnalta pintaan ulottuvaa huokoista sauvaa 6, jotka kulkevat poikkileikkauk- I ' I f t 4 81678 seitaan pyöreänmuotoisen tiivistystulpan keskeltä läpi ja ovat kohtisuorassa tiivistystulpan ja samalla runko-putken 1 akselia vastaan. Sauvat on tiiviisti liitetty eristävää materiaalia olevaan tiivistystulppaan 8, joka 5 on esim. teflonia tai muuta sopivaa ainetta. Runkoputkessa 1 on aukot 10 sauvojen 6 päiden kohdalla, jolloin sauvojen päät ovat vapaassa kosketuksessa runkoputken ulkopuolella vallitsevaan tilaan ja paineeseen.

Sauvojen 6 ollessa haurasta membraania kuten 10 esim. sirkoniumdioksidia, sauvat sähköisesti yhdistävät runkoputken ulkopuolisen tilan ja runkoputken sisäpuolella olevan liuoksen 2 kulkiessaan liuosonkalon 9 läpi ja avautuessaan runkoputkessa 1 olevien aukkojen 10 kautta ulkotilaan. Sauvat kuitenkin samalla estävät 15 liuoksen 2 ja putken ulkotilan välisen suoran yhteyden ja aineiden virtauksen näiden tilojen välillä.

Esitetyn kärkirakenteen tiiveys ja hyvä toiminta perustuu siihen, että runkoputken ulkopuolinen paine ei pääse vaurioittamaan rakenteen tiivisteitä ja haurai-20 ta membraaneja, koska hauraat sauvat on järjestetty siten, että paine vaikuttaa niissä vain runkoputkeen nähden kohtisuorassa suunnassa ja vain sauvojen pinta-alaltaan yhtä suuriin päihin. Tällöin yhteen sauvaan vaikuttaa kaksi itseisarvoltaan yhtä suurta mutta täysin 25 vastakkaissuuntaista voimaa, jotka kumoavat toisensa, jolloin sauvaan ei vaikuta mitään sitä liikuttavia voimia. Samoin, koska kaikki runkoputken sisällä oleviin tiivisteisiin ja sauvoihin vaikuttavat voimat ovat lisäksi kohtisuorassa runkoputken akselia vasten, siinä 30 ei esiinny minkäänlaisia putkeen nähden pituussuuntaisia voimia, jotka mahdollisesti heikentäisivät kärkirakenteen tiiveyttä. Täten rakenne kaikissa paineolosuhteissa säilyttää tiiveytensä.

Esitetty sovellutus on tarkoitettu keksinnön 35 havainnollistamiseksi rajoittämatta mitenkäan( keksintöä, jonka eri sovellutukset voivat vaihdella patenttivaatimusten rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (5)

81 678

1. Vertailuelektrodin, kärkirakenne käytettä-väksi korkean paineen alaisissa järjestelmissä, johon 5 rakenteeseen kuuluu paineen kestävä runkoputki (1) sekä mitattavan järjestelmän ja runkoputkessa olevan liuoksen (2) sähköisesti yhdistävä huokoinen tulppa (3), runko-putken (1) ollessa päästään (4) painetiiviisti suljettu ja tulpan (3) sijaitessa runkoputkeen nähden poikittain 10 siten, että järjestelmän paine vaikuttaa tulppaan vastakkaisilta puolilta siten, että paineesta johtuva tulppaan kohdistuva resultanttivoima on nolla, tunnettu siitä, että rakenteeseen kuuluu painetta kestävän runkoputken (1) sisällä eristemateriaalia 15 oleva tiivistystulppa (8), jossa on runkoputkeen avautuva ja toisesta päästään suljettu liuosonkalo (9), jonka läpi huokoinen tulppa (3) on järjestetty ulottumaan siten, että sen päät ovat runkoputkessa olevien aukkojen (10) kautta kontaktissa paineenalaisen järjes-20 telmän kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että runkoputken (1) pään (4) muodostaa painetiiviisti suljettava kansi, esim. kierteillä varustettu korkki (5).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen raken ne, tunnettu siitä, että tulppa (3) on runko-putkeen (1) nähden poikittainen vain päistään paineen alaiseen järjestelmään kontaktissa oleva., sauva (6) , jonka keskikohta (7) on yhteydessä runkoputkessa olevaan 30 liuokseen (2).

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että kierteillä varustetun korkin (5) ja tiivistystulpan (8) väliin kuuluu puristusjousi (11) tiivistystulpan tiivistämiseksi 35 runkoputkeen (1) nähden.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen rakenne, tu nn et tu siitä, että rakenteeseen ' i N>" 6 81678 kuuluu ainakin kaksi paineenalaisen järjestelmän ja runkoputkessa (1) olevan liuoksen (2) sähköisesti yhdistävää huokoista tulppaa (3).

5 PATENTKRAV