RU171554U1

RU171554U1 - CALCIMETER

Info

Publication number: RU171554U1
Application number: RU2017103939U
Authority: RU
Inventors: Виктор Анатольевич Резник
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Тауруслаб"
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2017-06-06

Abstract

Полезная модель относится к области исследований или анализа материалов путем определения их химических или физических свойств, а именно путем измерения давления или объема газа или паров в материале и предназначена для определения содержания карбоната кальция и магния в грунте, в пробах почвы и образцах горной породы. Кальциметр содержит реакционную колбу, на крышке которой установлен манометр для измерения давления в полости реакционной колбы и стравливающий клапан, и мерный сосуд для заливки соляной кислоты, размещенный в полости реакционной колбы. Причем мерный сосуд для заливки соляной кислоты выполнен в виде стакана с нанесенными на нем измерительными рисками уровня, верхний открытый торец которого закреплен на нижнем торце крышки реакционной колбы с возможностью фиксации и съема. При этом на заданном расстоянии от открытого торца стакана по его периметру выполнены сливные отверстия. Техническим результатом является повышение точности исследования, уровня безопасности процесса измерения, оперативности проведения экспресс-анализа и срока службы. 1 ил.The utility model relates to the field of research or analysis of materials by determining their chemical or physical properties, namely by measuring the pressure or volume of gas or vapors in a material, and is intended to determine the content of calcium and magnesium carbonate in soil, in soil samples and rock samples. The calcimeter contains a reaction flask, on the cover of which there is a manometer for measuring pressure in the cavity of the reaction flask and a bleed valve, and a measuring vessel for filling hydrochloric acid placed in the cavity of the reaction flask. Moreover, the measuring vessel for pouring hydrochloric acid is made in the form of a glass with the level measuring risks applied on it, the upper open end of which is fixed to the lower end of the lid of the reaction flask with the possibility of fixation and removal. Moreover, at a given distance from the open end of the glass, drain holes are made along its perimeter. The technical result is to increase the accuracy of the study, the level of safety of the measurement process, the efficiency of rapid analysis and service life. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области исследований или анализа материалов путем определения их химических или физических свойств, а именно путем измерения давления или объема газа или паров в материале и предназначена для определения содержания карбоната кальция и магния в грунте, в пробах почвы и образцах горной породы.The utility model relates to the field of research or analysis of materials by determining their chemical or physical properties, namely by measuring the pressure or volume of gas or vapors in a material, and is intended to determine the content of calcium and magnesium carbonate in soil, in soil samples and rock samples.

Известен полевой кальциметр Буслакова, содержащий емкость для раствора соляной кислоты, камеру разложения карбонатов и измеритель добавочного давления в камере, причем емкость для раствора соляной кислоты установлена над камерой разложения карбонатов и снабжена поршневым дозатором, камера разложения карбонатов выполнена в виде цилиндра, на наружной поверхности которого размещен ограничитель погружения в почву, с возможностью регулировки по высоте, при этом внутреннее пространство камеры соединено с измерителем давления посредством полого штока поршневого дозатора (SU 1750459, 1992).A known Buslakov field calcimeter containing a container for a solution of hydrochloric acid, a decomposition chamber for carbonates and an additional pressure gauge in the chamber, wherein a container for a solution of hydrochloric acid is mounted above a decomposition chamber for carbonates and equipped with a piston metering device, the decomposition chamber for carbonates is made in the form of a cylinder, on the outer surface of which a limiter for immersion in the soil is placed, with the possibility of height adjustment, while the inner space of the chamber is connected to a pressure meter by a hollow piston rod of the dispenser (SU 1750459, 1992).

Также известно устройство для анализа уровня кальция в образцах почвы (кальциметр), содержащее реакционную колбу, в которую введены образцы керна и соляная кислота. При этом верхняя часть реакционной колбы заблокирована герметичной пробкой, через которую она соединена с датчиком давления посредством гибкой трубки. Реакционная колба размещена на конвейерной ленте, приводимой в движение двигателями, снабженными металлическими стержнями для регулирования шага (хода) реакционной колбы. Захват колбы осуществляется посредством 5 зажимов для последовательного захвата и продвижения колбы по конвейерной ленте, причем каждая колба оснащена датчиком давления (FR 2920226, 2009).Also known is a device for analyzing the level of calcium in soil samples (calcimeter) containing a reaction flask into which core samples and hydrochloric acid are introduced. In this case, the upper part of the reaction flask is blocked by an airtight stopper, through which it is connected to the pressure sensor by means of a flexible tube. The reaction flask is placed on a conveyor belt driven by engines equipped with metal rods to control the step (stroke) of the reaction flask. The flask is captured by means of 5 clamps for sequentially capturing and advancing the flask along the conveyor belt, with each flask equipped with a pressure sensor (FR 2920226, 2009).

Недостатком описанных кальциметров является узкая область применения, а именно исключительно в области сельского хозяйства, для определения доз и степени неравномерности рассева удобрений в полевых условиях, что существенно ограничивает область применения данных кальциметров.The disadvantage of the described calcimeters is a narrow scope, namely exclusively in the field of agriculture, to determine the doses and the degree of uneven dispersal of fertilizers in the field, which significantly limits the scope of these calcimeters.

Известен автоматический цифровой кальциметр, содержащий цифровой анализатор со встроенным блоком для связи и определения географического положения измеряемого образца, при этом внутренний блок снабжен кнопками управления хранением измерений, мультисенсорным жидкокристаллическим дисплеем для измерения давления и температуры, микропроцессором, аккумуляторными батареями, сосудом с герметичной, завинчивающейся крышкой, в котором размещен флакон, содержащий соляную кислоту, при этом сосуд соединен с анализатором посредством гибкой полиуретановой трубки. (WO 2014060782, 2014).Known automatic digital calcimeter containing a digital analyzer with a built-in unit for communication and determining the geographic location of the measured sample, while the indoor unit is equipped with control buttons for measuring storage, a multi-touch liquid crystal display for measuring pressure and temperature, a microprocessor, rechargeable batteries, a vessel with a tight screw cap , in which is placed a bottle containing hydrochloric acid, while the vessel is connected to the analyzer through flexible Liurethane tube. (WO 2014060782, 2014).

Недостатком известного устройства является сложность конструктивного исполнения, обусловленная реализацией более широкого спектра задач в отличие от традиционных кальциметров, работающих в полевых условиях для выполнения экспресс-анализов.A disadvantage of the known device is the complexity of the design, due to the implementation of a wider range of tasks, unlike traditional calcimeters working in the field to perform rapid analyzes.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому является кальциметр, состоящий из реакционной колбы, на крышке которой установлен манометр для измерения давления в полости реакционной колбы, стравливающий клапан, и мерный сосуд для заливки соляной кислоты, который выполнен в виде специальной мерной корзинки с ручкой, которую предварительно заполняют соляной кислотой, а затем опускают в колбу, предотвращая разлив и попадание на дно колбы (Pressure Gauge Calcimeter, Fann Instrument Company (www.fann.com). Calcimeter - Pressure Gauge Model 432. http://www.fann.com/fann/products/drilling-fluids-testing/chemical-analysis/calcimeter-model432).Of the known technical solutions, the closest to the proposed one is a calcimeter consisting of a reaction flask, on the cover of which there is a manometer for measuring pressure in the cavity of the reaction flask, a bleed valve, and a measuring vessel for filling hydrochloric acid, which is made in the form of a special measuring basket with a handle, which is pre-filled with hydrochloric acid and then lowered into the flask, preventing spillage and falling to the bottom of the flask (Pressure Gauge Calcimeter, Fann Instrument Company (www.fann.com). Calcimeter - Pressure Gauge Model 432. http: //www.fann. com / fann / products / drilling-f luids-testing / chemical-analysis / calcimeter-model432).

Указанное устройство реализует методику измерения, описанную в ASTM D 4373-84 Standard Test Method For Calcium Carbonate Content In Soils. (This test method is under the jurisdiction of ASTM Committee D-18 on Soil and Rock and is the direct responsibility of Subcommittee D-18.13 on Marine Geotechnics).This device implements the measurement method described in ASTM D 4373-84 Standard Test Method For Calcium Carbonate Content In Soils. (This test method is under the jurisdiction of ASTM Committee D-18 on Soil and Rock and is the direct responsibility of Subcommittee D-18.13 on Marine Geotechnics).

К числу существенных недостатков известного устройства относятся достаточно низкая степень безопасности при работе с ним, что связано с высокой вероятностью разлива кислоты в процессе перемещения корзинки до колбы, а также недостаточно высокая точность измерения, обусловленная существенным ограничением площади контакта образца с соляной кислотой.Significant disadvantages of the known device include a rather low degree of safety when working with it, which is associated with a high probability of acid spillage during the movement of the basket to the flask, as well as insufficient measurement accuracy due to a significant limitation of the contact area of the sample with hydrochloric acid.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее решение, является повышение точности исследования, уровня безопасности процесса измерения, оперативности проведения экспресс-анализа и срока службы.The technical problem to which this solution is directed is to increase the accuracy of the study, the level of safety of the measurement process, the speed of the express analysis and the service life.

Поставленная проблема решается тем, что кальциметр, содержит реакционную колбу, на крышке которой установлен манометр для измерения давления в полости реакционной колбы и стравливающий клапан, и мерный сосуд для заливки соляной кислоты, размещенный в полости реакционной колбы, согласно полезной модели, мерный сосуд для заливки соляной кислоты выполнен в виде стакана с нанесенными на нем измерительными рисками уровня, верхний открытый торец которого закреплен на нижнем торце крышки реакционной колбы с возможностью фиксации и съема, при этом на заданном расстоянии от открытого торца стакана по его периметру выполнены сливные отверстия.The problem is solved in that the calcimeter contains a reaction flask, on the lid of which there is a pressure gauge for measuring pressure in the cavity of the reaction flask and a bleed valve, and a measuring vessel for filling hydrochloric acid placed in the cavity of the reaction flask, according to a utility model, a measuring vessel for filling hydrochloric acid is made in the form of a glass with the level measuring risks applied on it, the upper open end of which is fixed to the lower end of the lid of the reaction flask with the possibility of fixation and removal, when this at a specified distance from the open end of the glass along its perimeter made drain holes.

В предпочтительном варианте реализации устройства стакан закреплен на нижнем торце крышки реакционной колбы посредством резьбового соединения.In a preferred embodiment of the device, the beaker is fixed to the lower end of the lid of the reaction flask by means of a threaded connection.

Достигаемый технический результат заключается в исключении погрешности, обусловленной потерями кислоты при контактировании с переносным носителем соляной кислоты, и увеличении площади поверхности контактирования исследуемого образца с кислотой за счет обеспечения их непосредственного взаимодействия в полости реакционной колбы, сокращения количества манипуляций в процессе исследования и исключения из конструкции элементов с низкими прочностными характеристиками.The technical result achieved is to eliminate the error caused by acid loss when in contact with a portable carrier of hydrochloric acid, and to increase the contact surface area of the test sample with acid by ensuring their direct interaction in the cavity of the reaction flask, reducing the number of manipulations during the study and excluding elements from the design with low strength characteristics.

Сущность устройства поясняется чертежом, на котором представлен общий вид предлагаемого устройства.The essence of the device is illustrated in the drawing, which shows a General view of the proposed device.

Устройство для определения содержания карбоната кальция и карбоната магния в образцах горной породы содержит реакционную колбу 1, на крышке 2 которой установлен манометр 3 для измерения давления в полости реакционной колбы 1 и стравливающий клапан 4. Стравливающий клапан 4 размещен в плоскости расположения манометра 3.A device for determining the content of calcium carbonate and magnesium carbonate in rock samples contains a reaction flask 1, on the cover 2 of which there is a pressure gauge 3 for measuring pressure in the cavity of the reaction flask 1 and a bleed valve 4. The bleed valve 4 is placed in the plane of the pressure gauge 3.

В полости реакционной колбы 1 размещен мерный сосуд для заливки соляной кислоты, который выполнен в виде стакана 5 с нанесенными на нем измерительными рисками уровня 6. Верхний открытый торец стакана 5 закреплен на нижнем торце крышки 2 реакционной колбы 1 с возможностью фиксации и съема, а на определенном расстоянии от открытого торца стакана 5 по его периметру выполнены сливные отверстия 7. Величина указанного расстояния определяется соблюдением условия исключения перелива кислоты из стакана 5 через сливные отверстия 7 в процессе его транспортировки после заливки кислоты и закрепления на нижнем торце крышки 2 реакционной колбы 1.In the cavity of the reaction flask 1 there is a measuring vessel for pouring hydrochloric acid, which is made in the form of a glass 5 with the measuring risks of level 6 applied on it. The upper open end of the glass 5 is fixed to the lower end of the lid 2 of the reaction flask 1 with the possibility of fixation and removal, and on at a certain distance from the open end of the cup 5 along its perimeter, drain holes 7 are made. The value of the specified distance is determined by observing the condition for eliminating the overflow of acid from the cup 5 through the drain holes 7 in the process of its trans portions after pouring acid and fixing on the lower end of the lid 2 of the reaction flask 1.

Крышка 2 снабжена уплотнительными элементами 8.The cover 2 is provided with sealing elements 8.

Стакан 5 может быть закреплен на нижнем торце крышки 2 реакционной колбы 1, например, посредством резьбового соединения 9. Устройство работает следующим образом.The glass 5 can be mounted on the lower end of the cover 2 of the reaction flask 1, for example, by means of a threaded connection 9. The device operates as follows.

Предварительно по эталонным образцам строят калибровочную линию между содержанием карбоната кальция и количеством CO₂, выделяющимся при воздействии соляной кислоты на определенную массу карбоната кальция, которое соответствует величине давления в полости реакционной колбы в процессе исследования.Preliminarily, a calibration line is constructed using the reference samples between the content of calcium carbonate and the amount of CO ₂ released when a certain amount of calcium carbonate is exposed to hydrochloric acid, which corresponds to the pressure in the cavity of the reaction flask during the study.

Калибровочную линию или вычисленный калибровочный коэффициент используют в дальнейшем для преобразования измеренного значения давления, возникающего вследствие выделения CO₂ при заданной определенной массе чистого для анализа реактива СаСО₃, в процент содержания карбоната кальция. Зависимость между давлением и массой образца имеет линейный характер.The calibration line or the calculated calibration coefficient is used later to convert the measured pressure value resulting from the release of CO ₂ at a given specific mass of CaCO ₃ reagent pure for analysis to a percentage of calcium carbonate. The relationship between pressure and sample mass is linear.

Образец исследуемой породы помещают на дно реакционной колбы 1, предварительно сняв крышку 2. Стакан 5, находящийся за пределами колбы 1, заполняют соляной кислотой до уровня выбранной измерительной риски уровня 6, после чего закрепляют на нижнем торце крышки 2 реакционной колбы 1, например, посредством резьбового соединения. Заполнение стакана 5 кислотой может производиться двумя способами: либо подачей кислоты через сливные отверстия дозатором без съема стакана 5, либо путем съема стакана 5 и его заполнение непосредственно через открытый торец до уровня выбранной измерительной риски уровня 6.A sample of the test rock is placed on the bottom of the reaction flask 1, having previously removed the lid 2. The glass 5, located outside the flask 1, is filled with hydrochloric acid to the level of the selected measuring risk level 6, and then fixed on the lower end of the lid 2 of the reaction flask 1, for example, by threaded connection. Filling the cup 5 with acid can be done in two ways: either by supplying the acid through the drain holes with the dispenser without removing the cup 5, or by removing the cup 5 and filling it directly through the open end to the level of the selected measuring risk level 6.

Крышку 2 посредством уплотнительных элементов 8 герметично закрепляют на верхнем торце реакционной колбы 1. Открывают стравливающий клапан 4 и оставляют его в открытом положении до достижения нулевого значения на манометре 3, после чего стравливающий клапан 4 закрывают.The cover 2 is sealed by means of the sealing elements 8 on the upper end of the reaction flask 1. The bleed valve 4 is opened and left in the open position until the pressure gauge 3 reaches zero, after which the bleed valve 4 is closed.

После окончания монтажа устройства реакционную колбу 1 переворачивают для обеспечения слива кислоты через сливные отверстия 7 в полость колбы 1 и взаимодействие ее с исследуемым образцом.After the installation of the device is completed, the reaction flask 1 is turned over to ensure acid drain through the drain holes 7 into the cavity of the flask 1 and its interaction with the test sample.

В процессе протекания реакции осуществляют контроль повышения давления по манометру 3.In the course of the reaction, control the increase in pressure on the manometer 3.

Установившееся значение давления соответствует содержанию карбоната кальция на тарировочной кривой.The steady-state pressure value corresponds to the calcium carbonate content on the calibration curve.

После окончания замера путем частичного открытия стравливающего клапана 4 понижают давление в реакционной колбе 1 для последующего удаления продуктов реакции и очистки элементов прибора.After measurement, by partially opening the bleed valve 4, the pressure in the reaction flask 1 is lowered to subsequently remove the reaction products and clean the elements of the device.

Предлагаемое устройство за счет описанных выше конструктивных отличий обеспечивает повышение точности измерения по сравнению с известным кальциметром порядка на 5% отн., повышение безопасности работы оператора с прибором за счет исключения прямого контакта частей тела оператора с кислотой и за счет расположения стравливающего клапана 4 в одной плоскости с манометром 3.Due to the design differences described above, the proposed device provides an increase in measurement accuracy compared to a known calcimeter of the order of 5% rel., Increased operator safety with the device by eliminating direct contact of the operator’s body parts with acid and by locating the bleed valve 4 in one plane with pressure gauge 3.

Кроме того, предлагаемый кальциметр позволяет повысить оперативность проведения экспресс-анализа за счет снижения количества манипуляций в процессе замера, а также повышает срок службы прибора.In addition, the proposed calcimeter allows you to increase the efficiency of rapid analysis by reducing the number of manipulations in the measurement process, and also increases the service life of the device.

Claims

1. A calimeter containing a reaction flask, on the lid of which there is a pressure gauge for measuring pressure in the cavity of the reaction flask and a bleed valve, and a measuring vessel for pouring hydrochloric acid, placed in the cavity of the reaction flask, characterized in that the measuring vessel for pouring hydrochloric acid is made in in the form of a glass with the measuring risks of the level applied on it, the upper open end of which is fixed to the lower end of the lid of the reaction flask with the possibility of fixation and removal, while at a given distance from the open the end of the glass along its perimeter made drain holes.

2. The device according to p. 1, characterized in that the glass is mounted on the lower end of the lid of the reaction flask by means of a threaded connection.